Soutenance de thèse de Youness LAMI

Laurent LEFEVRE, Denis GENON-CATALOT et André LAGREZE ont le plaisir de vous inviter à la soutenance de thèse de Youness LAMI

« Une approche distribuée pour le diagnostic des défaillances dans les systèmes complexes ouverts » Lasoutenance aura lieu :

le lundi 7 mars 2022 à 14 h 00
ESISAR, salle D030

Résumé :De nos jours, les systèmes technologiques modernes s'appuient de plus en plus sur des architectures de contrôle sophistiquées, qui garantissent performances et fiabilité opérationnelle. De plus, avec l'essor des réseaux sans fil au cours des dernières décennies, l'instrumentation de tels systèmes ouverts (à topologie variable), à l'aide d'un réseau de capteurs et d'actionneurs à des fins de contrôle et de supervision, est devenue très courante. L’un des problèmes majeurs liés à ce type de système est l’omniprésence des défaillances des capteurs et des actionneurs (pannes, perte de communication, biais, etc.). Le développement de techniques de diagnostic est crucial pour certains systèmes spécifiques où, souvent, un défaut « mineur » peut avoir des conséquences graves, voire catastrophiques, sur le fonctionnement du système.
Cette thèse présente le diagnostic des défauts des réseaux d’adduction d’eau, plus précisément des canaux d’adduction, ainsi que la pertinence d’une approche de diagnostic distribué. Des analyses détaillées, accompagnées de résultats théoriques et de simulations, sont fournies.

Afin de réaliser des simulations du réseau hydraulique composé de canaux à surface libre et d’ouvrages hydrauliques, un modèle mathématique, dont la charge de calcul est relativement faible et qui présente l’avantage d’un calcul modulaire, a été mis au point. Un modèle non linéaire à temps discret pour le canal a été obtenu en couplant les équations de Saint-Venant, qui décrivent la physique des fluides à surface libre, et la méthode de Boltzmann sur réseau (Lattice Boltzmann), utilisée pour la simulation des fluides. Une instrumentation physique (capteurs de niveau d’eau, moteurs, modules radio pour la communication sans fil) d’une installation existante, un micro-canal, a également été mise en place.
Pour le diagnostic des défaillances, une classification des défaillances et une division du système visant à rendre l’approche modulaire sont proposées. Une contribution au diagnostic des défaillances le long des canaux d’eau est apportée en prenant en compte les vannes, les capteurs et les défaillances au niveau des dévers. Des résultats théoriques et de simulation sont présentés pour deux scénarios. Un premier scénario dans lequel des défaillances uniques de chaque type sont traitées et un second dans lequel des défaillances simultanées de types différents dans un même tronçon de canal ou bassin sont étudiées.

Un modèle probabiliste bayésien est proposé pour le diagnostic des défauts des systèmes de contrôle. L'adéquation d'un tel modèle au calcul des probabilités, qui permet la présence d'états ou de variables non observés, est démontrée. Des résultats théoriques et issus de simulations sont présentés concernant les effets des probabilités a priori et les dépendances temporelles. Ce modèle bayésien vise à fournir un cadre unificateur pouvant être intégré à n'importe quelle méthode de diagnostic des défauts.

L'article présente les avantages d'une architecture multi-agents distribuée dans laquelle des agents sont chargés d'effectuer le diagnostic des défaillances d'un sous-système. L'intérêt d'une telle approche modulaire lorsqu'elle est appliquée à des réseaux de canaux à plus grande échelle est mis en évidence. Des résultats théoriques et issus de simulations concernant les performances de diagnostic des agents sont présentés pour une séquence de chaque type de défaillance le long d'un bassin de canal. L'intérêt d'utiliser un diagnostic bayésien combiné au paradigme multi-agents est présenté et discuté.

Mots-clés :Détection et diagnostic des défauts, Réseaux d'irrigation, Équations de Saint-Venant, Méthode de Boltzmann sur réseau, Système de contrôle en réseau, Diagnostic bayésien, Système multi-agents, Approches distribuées

Les membres du jury délibératif seront :
le professeur Vincent CHEVRIER, du LORIA et de l'Université de Lorraine (ENSEM)
le professeur Eric DUVIELLA, de l'Institut Mines Télécom (IMT Nord Europe)
le professeur Vicenç PUIG, de l'Universitat Politècnica de Catalunya (UPC Barcelone)
le professeur Jean-Marc THIRIET, du Gipsa-lab et Université Grenoble Alpes