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Séminaires scientifiques

par Laurent Krähenbühl - publié le , mis à jour le

Agenda

séminaire

  • Du 5 au 6 septembre -

    Audition des doctorants de fin de première année

    Résumé :

    Les 2 journées d’audition des doctorants de fin de première année auront lieu les 5 et 6 septembre 2019 dans l’amphithéâtre Émilie Duchatelet à la bibliothèque de l’INSA


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Liens vers les séminaires de 2019, 2018, 2017, 2016, 2015, 2014, 2013, 2012, 2011, 2010.


Prochains séminaires :

09/07/2019, 14h00 - Prof. Fei Wang, Univ. de Shanghai


INSA, Saint-Exupéry, 1er étage, salle de conférence

Key Technologies and Research Trends of Power Conversion in Smart Microgrid
With the continuous deployment of renewable energy based distributed generations, microgrid, as a basic element at the distribution system level of smart grid, is playing an important role. And the power-electronics based power conversion technology is the core part for building microgrids and interconnecting, where the key technologies are gradually shifting from bottomlevel power conversion to the stable operation at system level and to the efficient energy management at upper level. With the diversified development and promotion of urban/industrial energy supply forms, smart microgrid will inevitably derive into a regional smart energy network oriented to multi-energy complementarity, and its research trends and technical means need to be explored urgently.


Ci-dessous la liste des derniers séminaires :

20/05/2019, 14:00 - Mallys Banda (Laplace, Toulouse)

Matériaux diélectriques et phénomènes de chargement : enjeux de fiabilité pour les systèmes d’isolation électriques
Qu’il s’agisse de sa production, de son transport, de sa conversion ou lors de sa consommation terminale, l’énergie électrique transite principalement par des matériaux isolants, supports de son cheminement d’un matériau conducteur à l’autre. Ces matériaux isolants (ou diélectriques) sont dotés, entre autres caractéristiques, d’une conductivité électrique suffisamment faible pour limiter la conduction de charges électriques entre deux zones conductrices d’électricité. En plus de ce rôle d’isolant, ils doivent souvent assurer une tenue mécanique et évacuer, par conduction thermique, la chaleur produite par lesdits conducteurs.
Dans leurs usages courants, ces isolants sont aussi bien constitutifs des câbles de transport d’énergie, de circuits de commande/conversion de puissance, que des composants (micro)électroniques, des machines électriques, des systèmes embarqués (revêtement thermique des satellites, accumulateurs…) etc. Le confinement de ces systèmes électriques s’accompagne souvent d’un gradient des densités de puissance qui peut impacter les performances attendues et affecter la fiabilité des systèmes qui en dépendent, en particulier sous contraintes environnementales variables (champ électrique, température, humidité…). L’amplitude de certaines de ces contraintes, en plus du temps d’exposition du matériau à celles-ci, peut engendrer une accumulation irréversible de charges électriques en leur sein, favorable à un accroissement local du champ électrique susceptible de favoriser le vieillissement prématuré de l’isolant, voire la détérioration de ses propriétés fondamentales, dont sa rigidité électrique. De ce fait, la compréhension des mécanismes responsables de la dégradation des isolants via l’étude de leur génération et leur transport au sein des matériaux diélectriques soumis à diverses contraintes dont celle HVDC se trouve être un enjeu technologique et scientifique majeur.
Cette présentation portera, entre autres, sur le cas particulier des phénomènes d’accumulation et de transport des charges au sein des matériaux diélectriques solides organiques en vue de discriminer leurs contributions sur la modification des propriétés électriques et physico-chimiques des isolants dont dépendent tant de système électrique d’aujourd’hui et demain. Partant des caractéristiques mesurées sous HVDC, un modèle fluide tente de reproduire le comportement d’isolants polymères en décrivant les principaux mécanismes physiques de génération et de transport de charges via des cartographies des distributions spatio-temporelles des charges d’espace et de champ électriques au sein du matériau.

20/05/2019, 09:00 : Houssem Nechmi

Recherche de gaz/mélange gazeux sans hexafluorure de soufre pour des applications haute tension
La deuxième partie est consacrée aux propriétés intrinsèques et extrinsèques des gaz candidats. Après une analyse des processus physiques et chimiques d‘ionisation et d’attachement de Fluoronitriles pur, plusieurs expérimentations en phase de pré-claquage et de claquage sont réalisées. Il s’agit plus particulièrement de :
(1) la détermination du coefficient d’ionisation effectif pour différents mélanges de Fluoronitriles/CO2 ; l’accent est mis sur la méthode expérimentale de Townsend Stationnaire SST.
(2) la mesure de la tenue diélectrique en fonction de la pression et de la distance inter électrodes en champ homogène ainsi que le relevé de la courbe de Paschen.
(3) l’étude expérimentale du comportement des mélanges Fluoronitriles-CO2 par rapport au SF6 pur, à des taux de Fluoronitriles allant jusqu’à 20% dans différentes configurations de champ électrique (champ quasi-uniforme, champ légèrement et fortement divergent) et sous différentes ondes de tension (tensions alternative, continue et impulsionnelle de foudre), en fonction de la pression des gaz/mélanges. Aussi, l’effet de température sur la rigidité diélectrique est également étudié.
La troisième partie est consacrée à la caractérisation de la stabilité à long terme des gaz candidats.

15/05/2019, 14:00 - Barbara Lafarge

De la modélisation, simulation et mise en oeuvre de systèmes de récupération d’énergie intégrés à une suspension automobile vers la modélisation de systèmes mobiles coopérant communiquant sûr de fonctionnement
Mes travaux de thèse ont été consacré à l’étude et à la mise au point de récupérateurs d’énergie intégrés à
une suspension automobile afin par exemple d’alimenter soit un microcontrôleur, soit des capteurs, soit de
réaliser le contrôle santé des pièces ou encore de rendre l’amortisseur au sein d’une suspension d’un
véhicule semi-actif autonome en fonction du niveau d’énergie disponible. Compte tenu des types de
déplacement disponible dans la suspension, il est naturel de s’orienter vers des techniques
électromagnétiques pour la récupération d’énergie liée aux grands déplacements et vers des techniques
piézoélectriques pour les vibrations. L’utilisation de tels systèmes s’avère cependant complexe et un certain
nombre de points techniques doivent être résolus pour les mettre en œuvre. En premier lieu, une parfaite
connaissance des techniques de conversion piézoélectrique et électromagnétique est nécessaire. Dans ce
but, le langage Bond Graph est utilisé et appliqué avec succès sur l’ensemble du système de suspension ainsi
que sur les récupérateurs d’énergie en raison de sa capacité à traduire les effets physiques et les échanges
énergétiques au sein de systèmes multiphysiques. D’autre part, des confrontations simulation/expérience
sont réalisées en laboratoire sur chacun des récupérateurs d’énergie piézoélectrique et électromagnétique,
afin de s’assurer du bon fonctionnement de ces systèmes lors de leurs intégrations dans un véhicule réel.
Ainsi, des défauts de nature différente comme la force magnétique déformant le mouvement de translation
de l’amortisseur, la mauvaise conduction des lignes de champ magnétique ou les endommagements du
matériau piézoélectrique lors d’essais répétés, sont analysés dans les premiers démonstrateurs afin d’être
ensuite corrigés. Enfin, un modèle global de suspension automobile intégrant simultanément les deux soussystèmes de récupération d’énergie est étudié. Afin de compléter cette analyse, une modélisation du circuit
de restitution et du stockage d’énergie est également proposée et permet une étude qualitative et
quantitative des performances des systèmes de récupération d’énergie piézoélectrique et
électromagnétique. Les résultats issus de ces modèles sont exploités dans le but de concevoir des
récupérateurs d’énergie s’adaptant au mieux au domaine de l’automobile. Pour conclure, des tests sur route
avec le récupérateur d’énergie piézoélectrique démontrent la validité de l’analyse théorique et la faisabilité
des techniques développées.
Ma mission au sein de mon post-doctorat est de procéder à la modélisation multi-physique et stochastique
de plusieurs systèmes mobiles autonomes intelligents coopérant et communiquant dont la mission est de
transporter des charges plus ou moins lourdes, entraînant une consommation plus ou moins importante
d’énergie. Les événements redoutés sont « la chute » et « la collision » avec un risque maximal tolérable
résiduel défini en amont. Les fonctions principales mises en œuvre sont la consommation énergétique à
autonomie limitée, le positionnement dans l’espace (localisation de type GPS), le radar anticollision, et la
communication entre systèmes mobiles ou avec l’infrastructure de maintenance au sol. Toutes ces fonctions
sont consommatrices d’énergie et leur gestion devra être réalisée finement pour une optimisation globale
des performances. La défaillance d’une ou plusieurs fonctions principales, que l’on appelle, défaillances
premières est source de danger et peut conduire aux événements redoutés « chute » et « collision ». Des
défaillances secondes sont envisageables conduisant à une surconsommation énergétique (par exemple, la
perte de la fonction positionnement dans l’espace entraîne un surcroît de communications avec
l’infrastructure ou entre systèmes mobiles conduisant à une surconsommation énergétique).
L’implémentation de fonctions de surveillance et diagnostic permettra, par la remontée et l’acquittement
d’alarmes, d’anticiper et d’intervenir rapidement afin de prévenir une dégradation de l’état du système en
rapatriant le(s) système(s) mobile(s) au centre de maintenance pour des actions de contrôle ou la
planification d’opérations ultérieures.

15/05/2019, 15:00 - Takwa Sellami

Contribution à l’analyse de grandeurs électriques et de phénomènes vibratoires comme outils de monitoring et de diagnostic d’avaries pour les éoliennes
Les capacités installées d’énergie éolienne continuent à croître rapidement et prennent une place de plus en plus significative dans le monde. Au fur et à mesure, les études menées sur la sureté de fonctionnement et la supervision de la chaîne éolienne ont pris progressivement de l’importance. Deux axes de recherche ont été privilégiés dans cet exposé. Le premier concerne la continuité de service d’une éolienne connectée au réseau électrique en présence de défaut de court-circuit entre spires dans une phase du stator de la génératrice asynchrone à cage d’écureuil. Notre première contribution concerne l’analyse du défaut ainsi que son impact sur le système éolien et notamment sur la qualité de la puissance produite qui souligne l’intérêt de développement d’un algorithme de détection et d’isolation robuste, dédié par la suite à la reconfiguration de la commande. Ainsi, une commande tolérante au défaut a été conçue de manière à éviter l’arrêt de la production, compenser l’impact de défaut et garder des performances acceptables de la qualité d’énergie produite. Le travail effectué s’est articulé sur les observateurs à mode glissant, communément connus comme outils puissants pour la supervision et la commande à la fois. Le deuxième axe porte sur la sécurité structurale et la stabilité du système éolien sous contraintes vibratoires. Notre deuxième contribution se répartit en deux parties complémentaires : L’établissement d’un modèle numérique fidèle au modèle réel de l’éolienne sous un logiciel d’analyse par éléments finis (ANSYS) et l’analyse de la réponse de l’éolienne sous différentes excitations vibratoires au sein d’une plateforme vibratoire (TREVISE). Dans ce cadre, un modèle numérique tridimensionnel (3-D) d’une éolienne à axe horizontal couplée à un mât et une fondation adéquats a été développé en utilisant la méthode de volumes finis afin d’appréhender son comportement vibratoire. Les essais vibratoires expérimentaux ont à la fois validé le modèle numérique conçu et ont identifié de la variation dynamique de la structure d’une manière fine. De plus, nous avons élaboré un modèle expérimental de la tenue de l’éolienne aux contraintes vibratoires de formes aléatoire, sinusoïdale et impulsionnelle.

03/05/2019, 14:00 - Jean Marc Reboul (Cherbourg)

Caractérisation des matériaux isolants et diélectriques
Les matériaux isolants jouent un grand rôle dans le génie électrique. On utilise ces matériaux pour stocker l’énergie électrique dans les condensateurs tout comme pour isoler les conducteurs des câbles et les bobinages machines électriques. C’est la qualité de ces matériaux qui détermine souvent les performances du système.
Néanmoins, on dit indifféremment d’un matériau que c’est un isolant ou que c’est un diélectrique. Il y a pourtant une nuance entre ces deux qualificatifs. Un matériau est considéré comme un bon isolant s’il ne conduit pas le courant électrique et s’il supporte des champs électriques importants sans qu’il y ait claquage. Un bon diélectrique a une permittivité élevée tout en ayant un facteur de pertes diélectriques faible. Cette dernière notion n’a de sens que sous tension alternative tandis que la première est toujours pertinente pour toutes les formes de tension.
Plusieurs techniques existent pour caractériser les matériaux isolants et diélectriques. La plus simple consiste à mesurer leur résistance sous tension continue mais cela reste incomplet car les matériaux isolants sont caractérisés aussi par leur résistance surfacique, notion qui prend tout son sens pour des applications sous haute tension. Par extension, on mesure aussi leur impédance sous tension alternative sur une large gamme de fréquence allant du µHz à quelques MHz : c’est la spectroscopie diélectrique. On obtient alors des informations précieuses sur les phénomènes de polarisation de la matière. Ces phénomènes peuvent aussi être révélés par les méthodes thermiques qui permettent de quantifier la présence des charges électriques piégées dans un isolant. On peut citer la mesure des courants dépolarisation thermostimulés et les méthodes utilisant une perturbation thermique. La première renseigne sur la nature des charges de polarisation en déterminant entre autres les niveaux d’énergie des sites, tandis la seconde dresse la distribution spatiale des charges électriques piégées sans toutefois en préciser leur nature.
Toutes ces techniques sont évidemment complémentaires et seront exposées puis, illustrées de mesures réalisées sur des échantillons industriels. Ainsi nous verrons comment un traitement de surface rend un polymère isolant quasiment semiconducteur en surface tout comme les effets du vieillissement sur la gaine isolante de câbles électriques.

19/03/2019, 12h30-14h00 : Jorge Ivan Ayala Cuevas (PhD-Club)


ECL, H9, salle TIC

Analyse de la robustesse de capteurs inertiels MEMS
Micro-electro-mechanical systems (MEMS) inertial sensors are devices operated in closed-loop that allow measuring linear and angular motion. This kind of devices has several advantages, such as small volume, light weight, low power consumption, and low production cost. However, due to its microscopic dimensions, the stability and precision of MEMS sensors can be easily affected by manufacturing tolerances, material sensibility, and environmental factors. Whichever method is used to control the sensor, it is necessary to guarantee that the system will remain stable and that it will achieve a specific (demanded) level of performance despite the modelling errors and the changes in operating conditions. It is then crucial to develop tools that allow evaluating the “robustness” of the system. The employed method must offer the maximum of guarantees, but also avoid over-conservative results and unreasonable computation time. In this context, we propose several analysis tools for robustness assessment concerning time-invariant uncertainties and time-varying phenomena found in MEMS sensors. The proposed methods are mainly based on Integral Quadratic Constraints (IQC) framework, and the analysis tests are generally posed as convex optimization problems under Linear Matrix Inequalities (LMI) constraints. We discuss the advantages, drawbacks, and perspectives of these approaches. Some application examples are introduced to illustrate the analysis process.

13/03/2019, 10h00-11h30 : Dominique Kaiserlian (INSERM)


ECL, H9, salle Bourbonnais

Immune Tolerance and tolerance breakdown in the gut-liver axis : a rôle for IgA as messenger and diagnostic marker of health and disease ?

15/02/2019, 12h30-14h00 : Alexandre Kircher (Ampère) - PhD Club


ECL, H9, salle TIC

Resilient State Estimation for Linear Time-Varying Discrete Systems
In the past sixty years, most of the state estimators have been developed to handle disturbances modeled as random signals with known density functions (e.g. gaussian noises). However, new challenges, inspired by architectures of systems such as the Cyber-Physical Systems (CPS), have appeared in order to design estimators capable of coping with other models of disturbances. This presentation will introduce an optimisation-based approach to estimate systems in presence of sparse noise . Not falling in the category handled by classic state estimators, this type of noise is almost always equal to zero but its non-zero elements can arbitrarily take any value, which represents many diverse phenomenoms such as sensor failures, transmission delays or even attacks on the system. To assess the viability of this new structure of estimation, a particular case of estimator will be studied in two configurations : one where only the sparse noise is present and one where a process bounded noise is also present. In the first case, an equivalent condition to ensure the exact recoverability of the system (i.e. the estimation process exactly yields the system state) will be displayed. In the second case, we can find an upper bound to the norm of the estimation error which is independent from the values the sparse noise takes. Along those theoretical properties, a few simulation results will shed light upon this estimation structure.

14/02/2019, 14h00-15h30 : Daniele Astolfi (LAGEP)


INSA, Saint-Exupéry, 1er étage, salle de réunion Ampère

The challenges of nonlinear robust output regulation
This talk deals with the problem of output regulation for nonlinear systems. In the first part of the talk, we present some key notions and tools governing the design of internal model-based regulators for systems. Then, the case of nonlinear systems is discussed. We overview the main results presented in literature in the last decade for single-input single-error systems, with a special emphasis toward high gain-based methodologies. Robustness of these solutions is discussed. Finally, in the last part of the talk, preliminary new results of robust output regulation for specific classes of nonlinear systems are presented.

12/02/2019, 10h00-12h00 : Laurentiu Hetel et Alexandre Kruszewski (CRISTAL, Lille)

INSA, Saint-Exupéry, 1er étage, salle de réunion Ampère.

Nos deux invités viennent du Centre de Recherche en Informatique, Signal et Automatique de Lille (CRISTAL, CNRS UMR9189)

About the stabilization of switched affine systems
L. Hetel est CR (HDR) dans l’équipe SHOC.
In this presentation we considers the stabilization problem for the class of switched affine systems. The main idea is to use an alternative representation of the switched affine system as a nonlinear system with input constraint in a finite alphabet. Switching laws can be derived by emulating locally classical continuous controllers. It is shown that the classical constrainton the existence of constant stable convex combinations may be easily avoided.The approach may be interpreted as a generalization where convex combinations defined as functions of the system state are being used. Constructive methods for deriving switching laws are proposed.
Commande basée modèle pour les robots déformables
A. Kruszewski est MCF (HDR) dans l’équipe DEFROST.
La robotique déformable pourrait constituer la prochaine révolution dans le domaine de la robotique. Plusieurs verrous scientifiques importants limitent leur développement notamment au niveau de la modélisation et de la commande. Dans cette présentation, j’aborderai les problématiques étudiées par l’équipe DEFROST (CRIStAL - INRIA) en lien avec la commande de ces systèmes. A partir des modèles éléments finis de ces robots et en s’appuyant sur des méthodes d’optimisation, de réduction de modèle ainsi que les méthodes de Lyapunov, des lois de commande sont conçues pour améliorer le comportement dynamique et la précision.