Doctorat en Electronique

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Développement d’un système de contrôle et de supervision SCADA en temps réel pour un système industriel : Cas MPS 500 et AFB de FESTO
(University of Tlemcen, 2023-06-24) Herarsi, Nour El Houda
Les systèmes industriels modernes actuel et ceux future, sont très complexe et contient des millions de paramètres qu’il faut acquérir, surveiller, superviser, contrôler et gérer en temps réel. Pour cela les systèmes SCADA de supervision, de commande et d'acquisition de données sont primordiaux. Notre thèse consiste à étudier, modéliser, programmer et développer des interfaces homme-machine (IHM) afin de superviser en temps réel la partie MPS PA 204 du système AFB hybride et du système MPS 500 tous les deux du constructeur FESTO. Pour cela nous avons développé et présenté des modèles mathématiques et Bond Graph des principales stations de ces systèmes et par la suite développé des IHM pour chaque station étudiée. Dans notre recherche nous avons utilisé plusieurs outils informatiques dont le logiciel de modélisation et de simulation 20-SIM pour développer la modélisation des Bond Graphs, le logiciel SIMATIC STEP7 pour la programmation des automates programmables industriels (API) de Siemens et le logiciel SIMATIC WinCC Flexible pour le développement des interfaces homme-machine. Tous les résultats sont présentés sous forme de figures, tableaux et courbes avec interprétations.
Analyse de fonctionnement de systèmes automatisés de stockage/ déstockage (AS/RS) en se basant sur des techniques d’intelligence artificielle.
(2023-03-22) Fandi, Wahiba
Dans cette thèse de doctorat, nous nous sommes intéressés à l’optimisation des dimen- sions de deux types de systèmes automatisés de stockage et de déstockage, le système multi allées et le système racks glissants et cela en considérant une machine de stockage/ déstockage multi navettes qui peut transporter plusieurs palettes à la fois dans un même cycle. Nous avons commencé par étudié le système multi allées pour le cas où la machine multi navettes effectue des opérations de stockage et de déstockage dans la même allée ensuite dans des allées différentes. Les dimensions optimales ont été déterminées pour les deux cas en faisant appel à l’algorithme génétique, et en utilisant le modèle continu du temps multi cycles du système. Par la suite, nous avons étudié le système de stockage / déstockage à racks glissants. La particularité de ce système est que l’allée correspondant au rack ne s’ouvre que s’il y a une opération de stockage ou déstockage prévu dans ce dernier. Nous avons donc un temps correspondant au temps d’ouverture de l’allée représenté par un paramètre tr . En se basant sur le modèle continu du temps multi cycles et en appliquant l’algorithme génétique nous avons pu déterminer les dimensions optimales du système à racks glissants pour différents valeurs données du paramètre.
Etude d’une ferme hybride (éolienne-système photovoltaïque) utilisant de nouvelles topologies
(2022-02-16) Dris, Younes
Ce travail est consacré à l'étude d'une ferme hybride connectée au réseau électrique. Cette ferme est basée sur deux sources d'énergie renouvelables, l'éolienne et les panneaux photovoltaïques. La machine asynchrone à double alimentation est utilisée dans cette étude en raison de ses précieux avantages. En raison de la nature différente de ces deux sources d'énergie, le couplage hybride est considéré comme une solution appropriée. L 'objective de cette étude est d'utiliser de nouvelle topologie pour connecter ce système hybride au réseau électrique. Par conséquent, le convertisseur à neuf interrupteurs est utilisé. Les avantages de ce convertisseur sont le nombre réduit des interrupteur et la simplicité de sont contrôle. Pour connecter les systèmes photovoltaïques au bus continu de ce convertisseur, la structure de hacheur modulaire en série est utilisée car elle est adaptée aux applications à haute tension. Trois types de contrôleurs (PI, MG et STC) ont été utilisés pour tester les performances de ce convertisseur. La technique MPPT a été utilisée pour extraire la puissance maximale. En outre, un contrôle de filtrage a été ajouté pour éliminer les harmoniques de courant. Une étude des pertes du convertisseur à neuf interrupteurs a été réalisée pour donner un aperçu de l'efficacité de cette nouvelle topologie. La ferme hybride basée sur le convertisseur à neuf interrupteurs a été simulée à l'aide de MATLAB SimpowerSystem.
Analyse et modélisation de l’effet de la température sur les caractéristiques électriques d’un H.B.T de puissance
(2020-09-26) Mokeddem, Nadjet
À l’heure actuelle, la demande en électronique de puissance ne cesse d’augmenter en raison de l’augmentation du nombre d’utilisateurs et du nombre d’applications possibles. Pour répondre aux besoins de génération de puissance, plusieurs technologies de semi-conducteurs peuvent être envisagées. Les travaux développés au cours de cette thèse constituent une contribution à la caractérisation et la modélisation d’une filière de transistor HBT InGaP/GaAs fabriquées à UMS, composant potentiel pour les applications de puissance. L'objectif est de démontrer l’effet de la température sur les paramètres physiques et électriques du HBT. La stabilité thermique étant la principale limitation des HBTs devant fonctionner à des niveaux de puissance élevés, il devient par conséquent indispensable d’inclure et de comprendre les phénomènes que les variations de la température impliquent. Nous avons, au travers d’une étude bibliographique et d’une modélisation détaillé analysé l’influence des effets de la température sur le fonctionnement des transistors, ce qui a permis de montrer que l’élévation de température dans des conditions normales de fonctionnement avait des répercussions au niveau statique, l’effet principal est de réduire l’efficacité d’injection émetteur-base, ce qui se traduit par une diminution du gain en courant β ainsi qu’une diminution de la tension de conduction des jonctions et de la mobilité des porteurs. Aussi au niveau dynamique, une augmentation de température se traduit par une baisse des fréquences de transition et maximales d’oscillation. En clair, une forte élévation de température altère de façon importante les performances des transistors.
Modélisation et Conception des Diviseurs/Combineurs de Puissance en Microondes par la Méthode FDTD-3D
(2020-11-30) Bouayad, Mustapha
L'évolution de la communication par satellite nécessite des amplificateurs fonctionnant avec une grande puissance en micro-ondes, pour répondre à ce besoin exprimé, il est nécessaire de mettre en oeuvre des techniques de division et combinaison pour bénéficier de niveaux de puissance suffisants, et une facilité d'intégration aux autres technologies utilisées dans la conception de L„amplificateur. Dans cette recherche, des nouvelles conceptions des diviseurs/combineurs de puissance à deux, trois et quatre voies en différentes topologies ont été réalisées avec une amélioration de ses caractéristiques en utilisant une procédure d'optimisation. Nous utilisons un circuit microruban pour concevoir et modéliser des circuits combineurs/ diviseurs de puissance multivoies. Pour ce faire, nous avons développé un outil de simulation très puissant en se basant sur la méthode 3D FDTD avec l‟implémentation des conditions aux limites absorbantes de la couche uni axiale parfaitement adaptée (UPML) pour simuler et modéliser les structures proposées. Une amélioration a été obtenue par rapport à d‟autres résultats de publications récentes en utilisant des topologies optimisées. Les résultats de simulation obtenus dans cette thèse montrent une grande amélioration des caractéristiques de performance de diviseurs/combineurs de puissance dans une large bande de fréquences et particulièrement dans la bande Ku. Les structures conçues sont simples et facile à traiter, de bonnes performances, une excellente amplitude et une faible perte d'insertion. Les structures sont compactes, légères et à faible volume, par conséquent, sont adaptée aux applications à faible coût. La conception de ces diviseurs / combineurs de puissance peut être facilement étendue à divers composants et circuits RF/microondes en utilisant la méthode FDTD.
Computational Electromagnetic Characterization of Complex THz Antennas based on MEMS Technology
(2018-11-03) Boudkhil, Abdelhakim
Ce travail de recherche fournit aux systèmes d'accès sans fil térahertz de nouveaux modèles d'antennes hélicoïdales hautement miniaturisées basées sur la technologie des systèmes micro-électromécaniques (SMEM), avec un accent particulier sur les principaux défis d'optimisation face à la complexité de la structure du dispositif. Les différentes structures géométriques d'antennes ont été développées en utilisant un 3D simulateur de structure haute fréquence (SSHF) basé sur des techniques de calcul efficaces pour une analyse modale et une optimisation active. A chaque fois, la stratégie d'optimisation vise à faire varier la structure géométrique de l'antenne et à maximiser sa réponse électromagnétique avec une grande précision pour la bande de fréquences sélective en entraînant les échantillons et en minimisant l'erreur par l’utilisation de la méthode des éléments finis. Une excellente performance et une grande précision de structure pour l'antenne sont finalement obtenues en modifiant et rectifiant plusieurs paramètres intégrés dans la plate-forme de silicium y compris les variables d'alimentation et d'hélice en utilisant des optimiseurs évolutionnaires fiables, des solveurs stochastiques efficaces et des stratèges automatiques précis pour concevoir des antennes hélices à haute performance.
Commandes non linéaires robustes de systèmes éoliens
(2018-02-08) Guenoune, Brahim
Le travail de cette thèse s’inscrit dans la commande non linéaire des structures éoliennes. Le premier objectif de cette thèse est la commande d’une éolienne standard fonctionnant à vitesse et angle de calage variables. Les stratégies de commande proposées permettant de commander l'éolienne dans des zones de fonctionnement différentes (optimisation et limitation de la puissance produite). Le deuxième objectif consiste en la conception de commande d’une nouvelle structure d’éolienne à double rotor. L’originalité de cette structure réside dans le fait qu’elle peut pivoter face au vent sans actionneur dédié, et ce grâce à la rotation libre du bras portant les deux éoliennes. Deux architectures de commande sont proposées afin d’orienter la structure face au vent : l'une crée un différentiel des angles de calage des pales des deux éoliennes, l'autre agissant via la différence de puissance produite par les deux génératrices. Étant donné que l’environnement est incertain et fortement perturbé (variations du vent, erreurs de modélisation, bruits de mesure), des lois de commande non linéaires robustes sont proposées. L’efficacité des stratégies de commande a été vérifiée selon différents scénarios.
Etude et conception d’un transistor nanométrique a grille enrobante GAA MOSFETs
(2018-01-25) Khaouani, Mohammed
Le nombre grandissant de défis à relever au quotidien pour lutter contre les effets canaux courts dans les prochaines générations de transistors MOSFET conventionnels sur bulk est singulièrement impressionnant. De ce fait, il devient donc nécessaire de développer de nouvelles architectures de transistors MOSFETs à grille multiples. Dans ce contexte, le travail présenté dans cette thèse a été principalement consacré à l’étude et la modélisation par le biais de la simulation sous environnement ATLAS-SILVACO de différentes structures de transistors MOSFET à grille enrobante. Ces architectures multi-grille apparaissent comme les futurs candidats pour relever le défi lié à la réduction de la taille de ces transistors. Le GAA MOSFET considéré comme le plus performant des transistors à grilles multiples permet un meilleur contrôle électrostatique du canal .Nos travaux de thèse portent sur l'étude et la modélisation par le biais de la simulation sous environnement SILVACO de différentes structures GAA telle que les GAA MOSFETs cylindrique et rectangulaire. Nous avons pu ainsi mettre en évidence les effets de la variation des paramètres de ces transistors sur leurs performances.
CONTRIBUTION A L’ETUDE DU TRAFIC MULTIMEDIA SUR WIFI MESH (IEEE 802.11S)
(2014-04-24) Bemmoussat, Chems Eddine
L’objectif de ce travail de Thèse de Doctorat est de solutionner certaines limitations rencontrées à l’heure actuelle dans les réseaux maillés sans fil et d’améliorer la QoS des applications multimédias temps réel. Le travail mené a été divisé essentiellement en deux principaux volets: proposition d’un algorithme de routage Q-CBRP étendu aux réseaux maillés, et la différentiation du trafic avec la proposition d’un paramétrage de contention.
Caractérisation numérique par la méthode des éléments finis des grandeurs électromagnétiques du résonateur Birdcage. Application à la conception de sondes IRM
(2014-04-24) Bouhmidi, Rachid
Les travaux réalisés dans cette thèse sont résumés dans les points suivants: 􀀹 Une caractérisation par la MEF des paramètres électromagnétique d’un résonateur TEM à bandes symétriques (TEM Slotted Tube Resonator : TEM STR). 􀀹 La conception d’une sonde RMN de type résonateur TEM cage d’oiseau (TEM Birdcage Resonator : TEM BCR) à 8 lignes coaxiales pour une imagerie à 4.7 Tesla et 11.74 Tesla. 􀀹 L’optimisation d’une sonde IRM de type TEM BCR à 16 lignes micro rubans une imagerie à une fréquence de 400 MHz. Les sondes conçues présentent des coefficients de qualités qui dépassent la valeur 500. Les résonateurs que nous avons caractérisés dans les travaux énumérés cidessus ont fait l’objet de 2 publications et une communication internationale.
Modélisation et Simulation d’Une Chaîne Logistique Inverse en Tenant Compte de La Robustesse
(2014-02-19) Bennekrouf, Mohammed
par définition la gestion de la chaîne logistique inverse consiste à appliquer un concept vert et durable afin de récupérer la matière mis au rebut. Bien que cela, est devenu un moyen d’accroitre la comp´etitivit´e des entreprises e n particulier, la logistique inverse a pour but d’optimiser les flux inverses de produits afin de limiter les d´echets de façon plus adéquate. Parmis les probl`emes critiques dans le champ de la logistique inverse est la conception et le pilotage du r´eseau logistique dans un environnement vert. Le but de ce travail est donc de proposer des mod`eles g´en´eriques le plus complet possible qui puissent aider les preneurs de d´ecision `a concevoir de tels r´eseaux qui englobent des activit´es de refabrication. Ces mod`eles visent aussi `a ´etablir des strat´egies pour la mise en place des prix des produits usagers ou refabriqu´es. Plus pr´ecis´ement, un probl`eme de localisation dynamique multi-produits `a deux ´echelons pour la conception de r´eseaux logistiques verts est pr´esent´e. Pour cela, les couˆts ´economiques ainsi que les couˆts ´ecologiques des activit´es logistiques inverses sont pris en compte afin d’aider `a minimiser les dommages caus´es par la chaˆıne logistique sur l’environnement.
Modélisation et Synthèse de réseaux périodiques et non périodiques d’antennes microrubans par l’application d’un Algorithme Génétique-Flou
(2014-02-06) Kadri, Boufeldja
Les travaux de thèse présentés dans cette thèse portent sur la synthèse de réseaux périodiques et non périodiques d’antennes microrubans par modélisation du circuit d’alimentation et par l’implémentation d’un algorithme d’optimisation performant basé sur l’hybridation d’un algorithme génétique standard et d’un contrôleur flou.
Synthesis of time frequensy analysis methods applied of phonocardiogram signal
(2014-02-06) Djebbari, Abdelghani
Modélisation et Simulation d’Une Chaîne Logistique Inverse en Tenant Compte de La Robustesse
(2014-02-04) Bennekrouf, Mohammed
par définition la gestion de la chaîne logistique inverse consiste à appliquer un concept vert et durable afin de récupérer la matière mis au rebut. Bien que cela, est devenu un moyen d’accroitre la comp´etitivit´e des entreprises e n particulier, la logistique inverse a pour but d’optimiser les flux inverses de produits afin de limiter les d´echets de façon plus adéquate.
Développement et analyse de méthodes d’ordonnancement temps réel pour les systèmes flexibles de production
(2013-11-27) Hassam, Ahmed
Les systèmes de fabrication et de production moderne offrent une grande flexibilité et des avantages divers tels que l’augmentation de la productivité, l’augmentation de l’utilisation des ressources, la réduction des encours etc. Dans de tels systèmes, l’ordonnancement temps réel estun domaine très important et très utilisé. Il existe plusieurs techniques et méthodes pour résoudre les problèmes d’ordonnancement, parmi ces approches et techniques de résolution des problèmes d’ordonnancement en temps réel nous pouvons citer les méthodes de sélection de routages alternatifs en temps réel qui sont des techniques récentes et très peu étudiées. Dans notre thèse nous allons étudier l’approche de résolution de problèmes d’ordonnancement avec les méthodes de sélection de routages et nous essayons de proposer et développer de nouvelles méthodes dans ce domaine afin de résoudre certains de ces problèmes et améliorer les performances données par les méthodes existantes.Les méthodes étudiées et développée seront implémentée sur un modèle jobshop et simuler avec le logiciel de simulation (ARENA).
Etudes-des-Effets-du-Champ-Electromagnétique-sur-les-Propriétés-des-Composés-III-V-par-la-Méthode-de-Monte-Carlo-et-l’Equation-de-Poisson-Couplée
(2013-11-27) Sayah, Choukria
Les_résultats_numériques_présentés_sur_les quantités_principales_de transport_dans_GaAs-MESFET_aussi_bien_que leur_comparaison_aux_résultats_des simulations_multigroup-WEN0_[GAL_05]_[GAL_06] et_Tomizawa_[TOM_93]_prouvent l’efficacité_et_la_validité_des_résultats numériques_proposés._Cependant,_elle_fournit des_informations_détaillées_et_fortement précises_sur_les_quantités_macroscopiques dans_le_dispositif.
Traitement-du-signal-d’altimétrie-spatiale-pour-la-détermination-des-paramètres-affectant-la-mesure-altimétrique :-Analyse-des-données-du-satellite-Jason-1-en-Méditerranée-occidentale
(2013-11-27) Rami, Ali
L'émergence-de-l'altimétrie-par-satellite a permis-de-déterminer-la-surface-de-l'océan avec-une grande-précision.-Le-principe-géométrique-de l'altimétrie-spatiale-est--de-mesurer-la distance-entre la-position-du-satellite-et-la-surface-de-la mer-en-se-basant-sur-l’émission-et-la réception-des-ondes électromagnétiques. L'objectif-de-ce-travail-est-de-déterminer les-différents-paramètres-affectant-la-mesure altimétrique-du-satellite-Jason-1,-en utilisant-les-modèles-analytiques-et empiriques.-Parmi-ces corrections,-les-corrections-liées-à-l’état de-la-mer-"le biais-de-l’état-de-la-mer-et l’effet-du baromètre-inverse"-et-les-corrections-des effets-de-la-marée-"la-marée-océanique,-la marée terrestre-et-la -marée-polaire".
Modélisation-et-Synthèse-de-réseaux-périodiques-et-non-périodiques-d’antennes-microrubans-par-l’application-d’un-Algorithme-Génétique-Flou
(2013-11-27) Kadri, Boufeldja
Les-travaux-de-thèse-présentés-dans-cette thèse-portent-sur-la-synthèse-de-réseaux périodiques-et-non-périodiques-d’antennes microrubans-par-modélisation-du-circuit d’alimentation-et-par-l’implémentation-d’un algorithme-d’optimisation-performant-basé-sur l’hybridation-d’un-algorithme-génétique standard-et-d’un-contrôleur-flou. La-conception-des-réseaux-d’antennes microrubans-pour-répondre-au-mieux-à-des contraintes-de-rayonnements-fixées,-au préalable,-par-un-cahier-de-charge-(réduction du-niveau des-lobes-secondaires,-dépointage-du-lobe principal, …etc)-nécessite-l’emploi-de méthodes-de synthèse-basées-sur-des-algorithmes d’optimisation-puissant-et-la-prise-en-compte de-l’ensemble des-caractéristiques-géométriques,-physiques et-technologiques-des-antennes-et-leurs circuits d’alimentation. Nous avons développé dans ce travail un outil numérique performant basé sur l’emploi d’un algorithme génétique asservi par un contrôleur flou permettant de produire des solutions optimales-au-problème-de-synthèse.-La-prise en-compte-des-caractéristiques-électriques-et physiques-de-l’antenne-et-de-son-circuit d’alimentation-lors-de-la-démarche-de synthèse-a-été élaborée-par-la-proposition-d’un-modèle électrique-équivalent-simple-et-précis.
Visual Navigation using Adaptive Learning
(2012) Berrabah, Sid Ahmed
In this Thesis we present a navigation solution for a mobile robot. The proposed system uses vision input to enable the robot to build a feature based map of its environment, localize efficiently itself without any artificial markers or other modification, detect and track the moving objects, and navigate without colliding with obstacles. The Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) process is tackled as a stochastic problem using Extended Kalman Filter (EKF). Our contribution consists in building a global map of the environment based on several local maps. The SIFT features are used in our implementation and their descriptors are used as a matching constraint. The 3D initialization of the features is based on the visual geometry theory. To avoid using outlier features, a motion segmentation and estimation (MSE) process is used to detect the moving part of the scene. Subsequently, during map building, the detected features on the moving parts are excluded. The MSE process consists in camera motion estimation and compensation, scene cut or strong camera motion detection, background Gaussian Mixture Model (GMM)model update, and a Maximum a Posteriori Probability Markov Random Field (MAPMRF) framework to detect the moving objects in the scene and estimate their motion. Two methods for camera motion estimation and compensation are used, one uses the 2D projection of the 3D motion estimated in the SLAM process and the other method uses the dense motion analysis proposed by Dufaux and Konrad. We considered also the case, where the robot is equipped with other localization sensors such as inertial navigation system (INS), wheel encoders, and a global positioning system (GPS). Two solutions are considered. The first consists in integrating the data from the INS and encoders data in the dynamic model of the vehicle to estimate its motion in the SLAM process and using the GPS data for geo-localizing the robot and the built map. The second solution consists in using the data from the INS and encoders in a Kalman filter to correct the GPS data, the estimated linear and angular velocities by this filter are used as prediction in the SLAM filter and the output of this one are used to update the dynamics estimation in the integration filter. This solution will increase the accuracy and the robustness of the positioning during the outage of the GPS system and allows a SLAM in less featured environments. The estimated map is used in a path planning process to generate a list of waypoints allowing the robot to reach the user defined goals. The robot uses then a navigation process to follow the planned path and avoiding the unplanned obstacles or moving objects in the scene. For this procedure, added to vision, infrared and ultrasound sensors are used for obstacles detection. The navigation procedure is based on two fuzzy logic controllers: a goal seeking controller and an obstacle avoidance controller. The goal seeking controller tries to find the path to the intermediate waypoints, while the obstacle avoidance controller has for mission to avoid obstacles. The 3D position of the moving obstacles is estimated using the epipolar geometry applied to the detected features on the moving objects. A command fusion scheme based on a conditioned activation for each controller arbitrates between the two behaviors. The reinforcement learning algorithm is used to adapt the obstacle avoidance fuzzy controller.

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