Conception d’une architecture robuste pour l’acquisition de grandeurs physiques dans un système aéronautique critique : application à la mesure de température, pression, couple, et vitesse d’une turbomachine

Design of an architecture for measurement and diagnosis of physical parameters in critical airborne systems

• Auteur / Autrice : Romain Martin
• Direction : Pascal Fouillat, Renaud Briand, Guillaume Terrasson
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance le 03/04/2015
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de l'intégration du matériau au système (Talence, Gironde)
• Jury : Président / Présidente : Dominique Dallet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Audine Subias, Philippe Bénabes, Marc Gatti, Olivier Guérineau
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Patrick Garda, Emmanuel Simeu

Mots clés

Mots clés contrôlés

Capteurs (technologie)

Algorithmes génétiques

Tolérance aux fautes (ingénierie)

Fiabilité

Systèmes de commande (vol)

Commande robuste

Mots clés libres

Architecture

Tolérance aux défauts

Disponibilité

Intégrité

Sûreté de fonctionnement

Système critique

Aéronautique

Algorithmes génétiques

SWaP

Capteur intelligent

Architecture

Fault tolerance

Availability

Integrity

Safety

Critical system

Airborne

Genetic algorithms

SWaP

Intelligent sensor

Résumé

L’acquisition de paramètres physiques tels que la température, la pression, le couple et la vitesse est nécessaire aux systèmes aéronautiques critiques afin d’atteindre et d’assurer les performances requises de disponibilité et de sécurité de fonctionnement. L’acquisition de ces paramètres physiques nécessite donc la mise en oeuvre de technologies et de techniques hautement éprouvées pouvant supporter les conditions de fonctionnement sévères.L'objectif des travaux présentés dans ce mémoire est de proposer une nouvelle architecture de chaîne d'acquisition de grandeurs physiques pour être intégrée à un système aéronautique critique. Le but de cette architecture est d'améliorer l'intégrité des données mesurées tout en maintenant leur disponibilité et le niveau de sûreté de fonctionnement propre aux systèmes aéronautiques de haute criticité. La solution se déploie sous la forme d'une amélioration de la tolérance aux défauts de la chaîne de traitement du signal issu du capteur. Pour ce faire, nous intégrons des fonctions supplémentaires, dont le modèle mathématique de la chaîne d'acquisition, rendant ainsi le système plus intelligent.Dans le cadre de nos travaux de recherche, nous nous appuyons sur les spécifications techniques d'un projet industriel typique des systèmes aéronautiques critiques, qui est le coeur de notre thématique principale.

The acquisition of physical parameters as such as temperature, pressure, torque, and speed are necessary to flight critical systems in order to reach and ensure safety and availability required. Consequently, it requires implementing high technologies and techniques which are able to work in rugged environments.The aim of our work is to design a new architecture for sensor acquisition systems in order to be integrated onto a flight critical system. The goal of the architecture is to ensure data integrity, system's availability and safety relative to airborne critical systems. The solution adds the fault tolerance ability to the signal conditioning. Consequently, we implement additional functionalities, as such as mathematical model of the signal conditioning, in order to make the acquisition system more intelligent.Our research work is partially based on technical specifications from SYRENA project, which is a typical example of flight critical systems, which is the main thematic of our purpose.