Academic literature on the topic 'Réflectométrie temporelle'

Appareil de mesure de la permittivite de la peau "in vivo" en haute frequence (0,1 a 10 ghz). Variations de la dispersion dielectrique dues a l'hydratation, la vascularisation, a l'epaisseur du tissu sous-cutane

L'objectif de ce travail a ete la conception et la mise au point d'une methode basee sur l'utilisation de la reflectometrie temporelle et permettant la mesure des coefficients de reflexion presentes par les discontinuites d'indice dans les lignes a fibres optiques. Nous proposons une modelisation du processus de la reflexion qui se differencie des autres techniques par la precision qu'elle apporte dans les mesures des faibles reflectances. Une methode d'etalonnage du systeme reflectometre/fibre, compatible avec n'importe quelle dynamique de mesure d'un reflectometre, a ete etudiee et validee dans le domaine multimodal. Enfin, une etude theorique traite des coefficients de reflexion minimaux mesurables et de la precision qui leur est associee

L'accès aux profils hydriques de sol est essentiel en agronomie et en hydrologie pour connaître l'état de la réserve en eau utilisable par les plantes et les transferts hydriques dans la zone non-saturée. Les techniques de mesures sont aujourd'hui encore très lourdes en main d'oeuvre et peu pratiques. Nous développons une méthode permettant de calculer le profil hydrique a partir de la courbe de signal réfléchi enregistrée par réflectométrie dans le domaine temporel (tdr) le long de guides d'onde (en général deux tiges métalliques parallèles pouvant mesurer jusqu'a 1 m) enfoncées dans le sol depuis la surface. Nous modélisons dans un premier temps la propagation mono dimensionnelle du signal émis par le réflectomètre dans un milieu stratifie donne, de caractéristiques diélectriques supposées stationnaires et lentement variables le long des guides. Nous aboutissons à un modèle temporel discret de calcul de courbes de signal réfléchi a partir d'un profil hydrique donne. Ce modèle simule remarquablement bien les résultats en milieux contrôlés de notre réflectomètre. Notre objectif étant inverse, nous avons explore deux voies pour l'atteindre : l'inversion du modèle de simulation, basée sur un algorithme de layer-peeling, et l'identification du profil via l'optimisation des paramètres d'entrée du modèle de simulation par algorithme génétique. Ces deux solutions donnent des résultats très satisfaisants en milieux contrôlés malgré les défauts du matériel de mesure mis en évidence. la seconde est plus lourde en temps de calcul mais permet de tenir compte d'un amortissement du signal que nous avons introduit dans le modèle de simulation. La première se révèle cependant presque aussi précise en milieu réel que les mesures d'humidité directes a différentes profondeurs par guides d'onde courts enterres et permet d'effectuer des bilans et des suivis de profils hydriques remarquablement fiable.

L'utilisation de câbles électriques et leurs longueurs dans certains systèmes électriques ont fortement augmenté au cours des dernières années. Or, la fiabilité de ces systèmes repose en partie sur la fiabilité des réseaux électriques. On constate en pratique qu'une part non négligeable des pannes et des dysfonctionnements de ces systèmes proviennent des défauts dans les liaisons filaires et non des équipements électriques. La connaissance de ces réseaux filaires et en particulier la détection de leurs défauts est donc importante. De nombreuses méthodes ont été développées pour tester l'état des câbles. Parmi ces méthodes on peut distinguer les méthodes de réflectométrie largement utilisées et facilement embarquables. Généralement ces méthodes sont très bien adaptées pour détecter et localiser les défauts francs mais les défauts non francs sont pratiquement transparents à ces méthodes car ils ont des conséquences électriques très faibles. Pour s'affranchir de ces limitations des améliorations en termes de mesure et traitement sont nécessaires. Dans cette thèse, trois nouvelles méthodes de diagnostic filaire ont été développées pour améliorer et faciliter la détection et la localisation de tous types de défauts filaires. Chacune des ces méthodes répond à un obstacle que nous avons rencontré pendant les trois années de recherche. Un premier obstacle concerne le phénomène de dispersion du signal dans les câbles qui rend la détection des défauts et du vieillissement des câbles très difficile. Un autre obstacle lié à la détection des défauts non-francs présente un enjeu actuel majeur du diagnostic filaire car leurs signatures sont très faibles et parfois noyées dans le bruit ou masquées par la proximité d'une autre impulsion d'amplitude plus importante. Les trois méthodes sont les suivantes : - La première méthode proposée, baptisée " corrélation adaptative " fournit un nouvel algorithme pour compenser la dispersion du signal. Elle permet de mieux localiser et mieux détecter les singularités sur des câbles de n'importe quelle longueur. - La deuxième méthode proposée, baptisée TRR (en anglais Time reversal Reflectometry) est basée sur le principe de la réflectométrie et du retournement temporel. Elle permet de caractériser le vieillissement des câbles électriques. - La troisième méthode proposée, baptisée RART (Réflectométrie associée à un processus de retournement temporel) est basée sur les principes de la réflectométrie et du retournement temporel et permet d'améliorer la détection des défauts électriques liés à une dégradation de l'isolant. Ces travaux de thèse ont montré les performances et la facilité de ces méthodes visant à assurer la sureté de fonctionnement des systèmes électriques que ce soit dans des moyens de transport, un bâtiment ou même des réseaux de communication.

En hyperfrequences, la mesure des parametres s d'un dispositif est generalement effectuee a l'aide d'analyseurs vectoriels de reseau, dans le domaine frequentiel, et apres calibrage. Une solution alternative peu utilisee consiste a effectuer les mesures dans le domaine temporel, puis a exprimer les resultats (parametres s) dans le domaine frequentiel. Dans cette optique, nous avons elabore un modele d'erreur specifique aux systemes temporels, puis nous avons developpe deux methodes de calibrage propres a l'analyse de reseau dans le domaine temporel. La premiere methode repose sur une version simplifiee du modele d'erreur complet. La seconde methode prend en compte l'ensemble des erreurs identifiees dans ce modele. Une etude de sensibilite des deux methodes vis-a-vis des erreurs non prises en compte par les modeles (erreurs aleatoires), a ete realisee. Enfin, apres caracterisation du banc de mesure utilise (bande passante, dynamique, repetabilite), nous presentons des resultats experimentaux obtenus sur divers dispositifs microondes (attenuateurs, lignes de transmission, resonnateurs). Les mesures sont systematiquement effectuees sur notre systeme temporel et sur un analyseur vectoriel de reseau. Les resultats obtenus par les deux approches presentent un tres bon accord, ce qui montre la validite de l'approche temporelle

L’utilisation de câbles électriques et leurs longueurs dans certains systèmes électriques ont fortement augmenté au cours des dernières années. Or, la fiabilité de ces systèmes repose en partie sur la fiabilité des réseaux électriques. On constate en pratique qu’une part non négligeable des pannes et des dysfonctionnements de ces systèmes proviennent des défauts dans les liaisons filaires et non des équipements électriques. La connaissance de ces réseaux filaires et en particulier la détection de leurs défauts est donc importante. De nombreuses méthodes ont été développées pour tester l’état des câbles. Parmi ces méthodes on peut distinguer les méthodes de réflectométrie largement utilisées et facilement embarquables. Généralement ces méthodes sont très bien adaptées pour détecter et localiser les défauts francs mais les défauts non francs sont pratiquement transparents à ces méthodes car ils ont des conséquences électriques très faibles. Pour s’affranchir de ces limitations des améliorations en termes de mesure et traitement sont nécessaires. Dans cette thèse, trois nouvelles méthodes de diagnostic filaire ont été développées pour améliorer et faciliter la détection et la localisation de tous types de défauts filaires. Chacune des ces méthodes répond à un obstacle que nous avons rencontré pendant les trois années de recherche. Un premier obstacle concerne le phénomène de dispersion du signal dans les câbles qui rend la détection des défauts et du vieillissement des câbles très difficile. Un autre obstacle lié à la détection des défauts non-francs présente un enjeu actuel majeur du diagnostic filaire car leurs signatures sont très faibles et parfois noyées dans le bruit ou masquées par la proximité d’une autre impulsion d’amplitude plus importante. Les trois méthodes sont les suivantes : – La première méthode proposée, baptisée « corrélation adaptative » fournit un nouvel algorithme pour compenser la dispersion du signal. Elle permet de mieux localiser et mieux détecter les singularités sur des câbles de n’importe quelle longueur. – La deuxième méthode proposée, baptisée TRR (en anglais Time reversal Reflectometry) est basée sur le principe de la réflectométrie et du retournement temporel. Elle permet de caractériser le vieillissement des câbles électriques. – La troisième méthode proposée, baptisée RART (Réflectométrie associée à un processus de retournement temporel) est basée sur les principes de la réflectométrie et du retournement temporel et permet d’améliorer la détection des défauts électriques liés à une dégradation de l’isolant. Ces travaux de thèse ont montré les performances et la facilité de ces méthodes visant à assurer la sureté de fonctionnement des systèmes électriques que ce soit dans des moyens de transport, un bâtiment ou même des réseaux de communication
The use of electric cables in electrical systems has been significantly increasing over the last decades. However, the reliability of these systems is partially based on the reliability of electrical networks. Current practices show that a significant number of failures and malfunctions of these systems come from faults in wired links and not from electrical devices. Therefore, the knowledge of the state of wire networks and particularly the detection of their faults is important. Several methods have been developed to test the status of cables. Among them, reflectometry methods are widely used and easily embeddable. Generally, these methods are appropriate to detect and locate hard faults but soft faults are virtually transparent to them because this kind of fault has very low electrical consequences. Improvements in measurement and treatment are necessary to overcome the limitations of these methods. In this respect, three new methods for wire diagnosis have been studied and developed to improve and ease the detection and location of soft wire faults. Each of these methods circumvents one or more of the barriers encountered during this research’s duration. First barrier, the phenomenon of signal dispersion in cables makes the detection of faults and of cable aging difficult or imprecise. Another barrier, the detection of soft faults, represents currently a major issue of wire diagnosis because the amplitude of soft faults signatures is very small and sometimes noisy or masked by the proximity of higher pulses. The three methods can briefly described as follows : – The first method, called "adaptive correlation", provides a new algorithm to compensate signal’s dispersion. It improves fulat’s location and the detection of singularities on cables regardless their lengths. – The second method, called TRR (Time Reversal Reflectometry), is based on the principle of reflectometry and time reversal. It allows the characterization of aging of electrical cables. – The third method, called RART (Reflectrometry combined with a time reversal process), is also based on the principle of reflectometry and time reversal. It improves the detection of electrical faults related to degradation of insulation. This research illustrates the efficiency and applicability of the proposed methods. It also demonstrates the potential of the proposed methods to improve safety in operation of electrical systems whether in transport, construction, or even communication networks

Cette these presente les travaux de la contribution du lcie a la redaction du projet de travail international concernant la caracterisation et l'etalonnage des reflectometres optiques dans le domaine temporel. Pour appuyer nos propositions dans les differents groupes de normalisation, nous avons developpe des etudes en collaboration avec les autres membres du groupe francais tels que le cnet et schlumberger pour le dispositif simulateur d'epissure, l'ircom pour un dispositif a cavite en espace libre et l'onera-cert pour un dispositif a cavite a fibre. Ces deux dispositifs a cavite sont plus particulierement detailles dans le deuxieme chapitre de la these. Une etude theorique nous a permis de definir le critere de troncature d'un signal permettant d'obtenir le meilleur rapport signal a bruit possible. L'experimentation nous a montre que l'application de ce critere permet d'ameliorer la precision des mesures impulsionnelles des reflectances par reflectometrie optique, au meme titre que la technique de filtrage adapte que nous avons egalement etudiee

La part de l'électronique embarquée dans l'automobile, avions, trains et d'autres moyens de transport ne cesse de croître. Cette augmentation est accompagnée d'une augmentation du nombre de systèmes électroniques (dédiés à la sécurité et à la navigation), du couplage entre les fonctions et de l'augmentation de la longueur des câbles. Ces câbles électriques subissent souvent des contraintes externes (mécaniques, température, humidité. . . ) qui sont souvent la cause d'une détérioration prématurée du réseau, et peuvent parfois être lourdes de conséquences (incendie, crash aérien, panne d'un véhicule. . . ). La localisation du défaut est un atout important, car elle permet de cibler la réparation afin d'en réduire le coût. La fiabilité de ce câblage devient donc prépondérante et la mise au point de systèmes et de procédures de diagnostic de câblages, apparaît urgente. Nous avons développé une nouvelle approche pour le diagnostic de l'état de câblage afin de détecter et de localiser (voire de caractériser) des défauts. Cette méthodologie de modélisation se base sur deux ingrédients : un modèle de propagation filaire et un outil de résolution de problèmes inverses. Le modèle de propagation décrit le problème (direct) de la propagation d'une onde électromagnétique le long d'une ligne de transmission (simple ou de type multiconducteurs) dans le domaine temporel. Il est basé sur une représentation en cellule RLCG et sur la méthode FDTD. La résolution du problème inverse consiste à partir d'un réflectogramme à remonter vers des informations sur les valeurs des paramètres électriques R,L,C et G exploités dans les modèles de propagation filaire et qui peuvent être représentatifs de défauts caractéristiques (câble sectionné, corrosion, coupure, etc. ). Deux outils ont été étudiés dans cette perspective : les algorithmes génétiques et les réseaux de neurones. La méthode proposée a donné de très bons résultats dans l'analyse des différentes configurations de câblages (simple ou réseau) et type de défauts (franc et non franc)
The embedded electronics in cars, aircraft, trains, and other transportation mean continues to grow. This increase is accompanied by an increase in the number of electronic systems (dedicated to safety and navigation), the coupling between the functions and the increase of the length of cables. These cables are often exposed to external stress (mechanical, temperature, humidity. . . ) which are often the cause of deterioration of the wiring network. Many problems currently appear referring to failures related to the cables and can sometimes have heavy consequences (fire, aircraft crash, breakdown of a vehicle. . . ). Fault location is an important asset, because it allows to focus the reparation in order to reduce the cost. The reliability of wire becomes dominant and the development of systems and procedures of wiring diagnosis appears urgent. We have developed a new approach allows diagnosing the health of a wiring network in order to detect, localize and characterize the defects. This methodology is based on two steps: a wire propagation model and a tool to solve the inverse problem. The propagation model describes the forward problem for wave propagation which along the transmission lines (simple or multiconductors) in time domain. The resolution of the inverse problem consists to deduce some knowledge about the defects from the reflectometry response. Two tools have been studied in this perspective: the genetic algorithms and the neural networks. The proposed method has given very good results in the analysis of different wiring configurations (simple lines and complex network) and faults type (soft and hard)

Dans cette thèse, nous présentons de nouvelles approches pour la détection de défauts sur des structures filaires plus ou moins complexes. L’idée est de trouver une nouvelle approche pour surmonter les difficultés des techniques de réflectométrie standards. Tout d’abord, des techniques de débruitage doivent être appliquées, telles que la décomposition en mode empirique (EMD), la décomposition moyenne locale (LMD), ou la transformée des ondelettes discrète (DWT). Ces trois méthodes décomposent un signal en plusieurs niveaux de reconstruire un signal utile. On montre dans ce manuscrit que l’EMD est la méthode la plus efficace, bien que limitée par les effets de bords. Ensuite, l’analyse temps fréquence est utilisée afin de détecter et localiser les défauts sur le câblage. Cette approche, basée sur la transformation de Fourier, ne permet de détecter les défauts de câblage que si le niveau de bruit est faible d’où l’intérêt de la première étape de débruitage. Par ailleurs, on propose aussi une approche bayésienne utile notamment lorsque la complexité du système augmente. Sa réponse est basée sur l’estimation des paramètres et des distributions à priori. Dans ce manuscrit, l’approche bayésienne est décrite mathématiquement puis les résultats validant l’approche sont présentés en analysant en particulier les paramètres qui affectent la performance de la méthode. Enfin, nous utilisons une approche de la réflectométrie chaotique temporelle basée sur les propriétés du signal chaotique. Les résultats montrent que cette méthode est capable de synthétiser des signaux et de localiser les défauts de câblage sans prétraitement ou informations a priori
In this thesis, we present new approaches of soft fault detection and location in simple andcomplex wire networks. The idea is to find a new approach to overcome the difficulties withstandard reflectometry techniques. We prove that before applying post-treatment methods,denoising techniques should be applied, such as empirical mode decomposition (EMD), localmean decomposition (LMD), or the discrete wavelet transform (DWT). These three methodsdecompose a signal into multiple levels to threshold them before signal reconstruction.Testing several applications shows that EMD is the most efficient method, although it hassome limitations as side effects. After the denoising step, the wiring faults can be detected.Time–frequency analysis is employed at this step. This approach, based on the FourierTransform, is able to detect wiring faults only if the noise level is low. To overcome thisdifficulty, the Bayesian approach is beneficial when system complexity increases. Its responseis based on estimation of prior parameters and prior distributions. In this work, the Bayesianapproach is applied via a formal mathematical study followed by simulation results validatingthe proposed approach, with analysis of the parameters that affect the method’s performance.In the domain of soft fault location, we derive a chaos time domain reflectometry approachbased on chaotic signal properties. Our simulation and experimental results prove that thismethod can synthesize signals and localize the soft fault position without the need forsupplemental methods