Estimation par méthodes inverses des profils d’émission des machines à bois électroportatives

Emission profiles characterization by inverse method for hand-held wood working machines

• Auteur / Autrice : Florent Chata
• Direction : Anne Tanière, Emmanuel Belut, François-Xavier Keller
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique et énergétique
• Date : Soutenance le 27/11/2015
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'énergétique et de mécanique théorique et appliquée (Nancy)
• Partenaire(s) de recherche : Institut : Institut national de recherche et de sécurité (France)
• Jury : Président / Présidente : Alexis Coppalle
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ali Bahloul, Edmund Weiss
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Alexis Coppalle, Jérôme Idier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Aérosols

Sciure

Modèles mathématiques

Diffusion atmosphérique

Problèmes inverses

Analyse en composantes indépendantes

Mots clés libres

Estimation de source

Problème inverse

Aérosol

CFD

Simulation numérique

Suivi de particules

Outils de régularisation

Bilan de matière

Poussières de bois

Source estimation

Inverse problem

Aerosol transport

CFD

Numerical simulation

Regularisation tools

Material balance

Wood dust

Résumé

Cette thèse est dédiée à l'estimation de l'intensité d'une source de polluant de type particulaire par inversion de signaux de concentration mesurés avec un nombre fini de capteurs placés loin de la source. Cette méthode d'estimation inclut deux étapes distinctes. La première étape consiste à déterminer les paramètres du modèle d'inversion en utilisant une source d'aérosol connue et les mesures de concentration en particules correspondantes. Dans une seconde étape, une source d'aérosol inconnue est reconstruite à partir de l'inversion du modèle et des mesures de la concentration. Ce manuscrit traite dans un premier temps du cas stationnaire. L'approche théorique exposée permet de proposer un placement optimal des capteurs en plus de la méthode d'estimation de la source. Dans un second temps, on considère le cas où la source inconnue d'aérosol est instationnaire. La méthode d'estimation repose sur une approche convolutive du système, en introduisant la notion d'impédance source/capteur. Après une présentation de la technique d'inversion propre à la méthode d'estimation, elle est appliquée expérimentalement au cas des machines à bois éléctroportatives, dans le but de les discriminer en fonction de leur caractère émissif

This thesis is dedicated to the determination of unknown aerosol sources emission profiles from aerosol concentration measurements in the far-field. This procedure includes two distinct steps. The first step consists in determining the model linking the aerosol source and the concentration measurements using a known source of aerosols and the corresponding dust measurements. In a second step, the unknown source of aerosols is reconstructed by inverting the model for the measured aerosol concentrations. This manuscript deals in a first time with the stationary case. The exposed theoretical approach allows to suggest an optimal sensors placement in addition to the source estimation method. In a second time, we consider the case where the unknown aerosol source is unsteady. The estimation method is then based on a convolutive system approach, introducing the concept of source/sensor impedance. After a presentation of the numerical inversion technique, the method is applied experimentally to the real case of hand-held wood working machines so as to classify the machines with respect to their emission rate