Micro-capteurs de courant non-intrusifs autonomes sur support souple

Non intrusive autonomous current micro-sensors on flexible support

• Auteur / Autrice : Cyril Jacquemod
• Direction : Khalifa Aguir, Philippe Lorenzini
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur. Micro et nanoélectronique
• Date : Soutenance le 14/12/2016
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'Ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Matériaux Microélectronique Nanosciences de Provence (Marseille ; Toulon ; 2008-….)
• Jury : Président / Présidente : Luc Hebrard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Benjamin Nicolle
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Pascal Nouet, Ian O'Connor

Mots clés

Mots clés contrôlés

Boucle de Rogowski

Restauration de transfert de boucle

NIALM

Courants électriques

Microcapteurs

Mots clés libres

Capteur

Courant

Nialm

Émetteur

Communication

Rogowski

Sensor

Current

Nialm

Transceiver

Communication

Rogowski

Résumé

Ce travail de thèse porte sur la conception et le développement de capteurs de courant adaptés aux gammes de tensions et de courants d’une installation électrique tertiaire ou industrielle. Ces nouveaux capteurs permettent d’obtenir un contrôle sur la gestion de la consommation électrique, en caractérisant un réseau grâce à la mesure de courant. Ces données transmises devront restituer les variations sur la courbe de charge de façon suffisamment détaillée pour permettre de reconnaître les équipements en fonctionnement.La première partie de ce mémoire présente les études réalisées afin de concevoir les capteurs innovants; afin de répondre aux problématiques liées aux régimes continus et transitoires. Les solutions retenues sont basées sur la technologie Rogowski qui présente notamment l’avantage d’une excellente linéarité ainsi que la mesure d’une large dynamique avec un seul dispositif. Les caractérisations de ces capteurs ont permis de valider ces modèles. La sensibilité, la linéarité et la mesure de la FFT sont certains des paramètres qu’il faut évaluer afin de caractériser les boucles de Rogowski.Les mesures effectuées sur des bancs de mesure au laboratoire et au sein de la société, avec des essais sur le terrain ont permis de spécifier et de concevoir une électronique de mise en forme, en vue d’une réalisation d’un circuit dédié. La seconde partie de ce travail concerne le conditionnement du signal. L’objectif est de rendre un capteur sans fil à l’aide de la technologie Bluetooth Low Energy et l’utilisation d’un système électronique RF utilisant un transmetteur.

Part of the CIFRE contract in collaboration with Qualisteo company, this thesis focuses on the design and development of current sensors suitable for large voltage and current ranges for a tertiary or industrial or electrical installation. These new sensors allows to obtain control over the management of power consumption, featuring a network through the current measurement. These transmitted data will return the variations of the charging curve with sufficient detail to allow to recognize the equipment in operation, limiting at the same time the size of the information provided by several orders of magnitude compared to the original signal.The first part of this thesis presents the work done in order to develop innovative sensors. The developed sensors will proposed an answer to respond to the problems related to continuous and transient states. The solutions are based on the Rogowski technology which has the advantage of excellent linearity and measuring a wide dynamic with only one device. Coil sensitivity, linearity, time domain and FFT measurements are some of the mains parameters to judge the static characteristics of the Rogowski coil.The response of this new sensors have been increased as the design and technologies have been tested. Measurements on measuring benches made by the laboratory and field trials enabled to specify and design an electronic treatment, for the specific purpose of achieving a dedicated circuit.The second part of this work concerns the signal conditioning. The aim is to make the wireless sensor using Bluetooth Low Energy technology and use of an electronic system including RF transmitter implemented.