Synthèse d'observateurs à dérivées partielles pour le diagnostic de défauts des systèmes de distribution de flux
(PDE observers design for fault diagnosis on distribution flow networks)

URL d'accès : http://ori-nuxeo.univ-lille1.fr/nuxeo/site/esupver...

Auteur(s):  Idellette Judith, Herime Som
Date de soutenance : 30/03/2017
Éditeur(s) : Université Lille1 - Sciences et Technologies 

Langue : Français
Directeur(s) de thèse :  Cocquempot, Vincent ; Aitouche, Abdel
Laboratoire : Centre de recherche en informatique, signal et automatique de Lille (CRIStAL)
Ecole doctorale : École doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Lille)

Classification : Sciences de l'ingénieur
Discipline : Automatique et informatique industrielle
Mots-clés : Observabilité exacte frontières
Systèmes de distribution de flux
Détection de défaut (ingénierie)
Équations différentielles hyperboliques
Observateurs d'états (mathématiques)
Écoulement unidimensionnel

Résumé : Les réseaux de distribution de flux sont modélisés par des systèmes hyperboliques linéaires ou non linéaires de lois de conservation avec terme source. La surveillance de ces réseaux (diagnostic de défauts) nécessite la connaissance de certaines variables d’état. Or dans la plupart des cas, il n’est pas possible de mesurer toutes les variables d’états et des observateurs basés sur le système d’équations aux dérivées partielles représentant le réseau peuvent alors être utilisés. Dans cette thèse, l’observabilités des systèmes hyperboliques est tout d’abord étudiée puis les observateurs classiques et robustes à dérivées partielles, avec injection de l’erreur d’estimation aux frontières ou dans la dynamique du système sont proposés. Ces observateurs fournissent des estimations en ligne des signaux qui ne sont pas mesurés. Ces estimations seront utilisées pour le diagnostic des systèmes de distribution de flux. Les performances des observateurs et l’approche de diagnostic sont validées sur le système de distribution d’eau d’un bâtiment de l’Université de Lille 1 Sciences et Technologies, dans le cadre du projet SUNRISE SMART CITY. Des données réelles, prélevées sur le site en absence et en présence de fuites sont utilisées.


Résumé (anglais) : Distribution flow networks are modeled by linear or nonlinear systems of balance laws. The monitoring of these networks (Faults detection and isolation) requires knowledge of certain state variables. However, in most cases it is not possible to measure all the state variables. Observers based on the partial differential equations which modelize the network dynamic can be used to provide state estimates. In this dissertation, the observability of the hyperbolic systems is first studied and then classical and robust PDE observers with injection of the state estimation error at boundaries or in the system dynamics are proposed. These observers provide on-line estimation of signals that are not measured. The estimation is used for the diagnosis of distribution flow systems. The performance of the observers and the diagnosis approach are validated on real flow data collected from the water distribution system (WDS) of Polytech’Lille (Cité scientifique, University of Lille 1 Sciences and Technologies), within the framework of the SUNRISE SMART CITY Project. Data which are taken from the WDS in the absence and in the presence of leakeage are used.


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