Le nouvel instrument du G2Elab analyse numériquement les multiples signaux d'un réseau de capteurs magnétiques individuels (magnétomètres) placés à proximité du câble cible, afin de déterminer le courant à l'intérieur tout en rejetant le signal des autres câbles à proximité et de l'environnement.
Cette technologie brevetée HarmoSense2D exploite les propriétés harmoniques spatiales du champ magnétique global, pour séparer les différentes sources présentes et calibrer automatiquement la position relative du câble cible.
Plusieurs prototypes de démonstrateurs ont été construits, capables d'identifier avec précision des courants alternatifs ou continus de différents niveaux d'intensité, en fonction des spécifications des magnétomètres individuels choisis : sensibilité, décalage, portée, stabilité, niveau de bruit, linéarité, bande passante...
HarmoSense2D est une technique sans contact prometteuse : elle peut être installée de manière non invasive sur des câbles existants sans interruption de service, soit de manière permanente, soit pour des missions de surveillance de mesures ponctuelles.
Objectifs
Des magnétomètres hautes performances de qualité "recherche" ont été utilisés afin d'évaluer le potentiel maximal de la technologie HarmoSense2D.
Néanmoins, une telle performance s'accompagne d'une limitation de certaines spécifications, les applications réelles impliquant l'utilisation de magnétomètres disponibles sur le marché et le choix de celui qui est le mieux adapté aux exigences du capteur de courant.
À cet égard, la surveillance ferroviaire pose un défi fort sur le cahier des charges :
- les trains consomment des courants de très haute intensité => plage de champ magnétique étendue ;
- les courants continus sont répandus => magnétomètres compatibles DC (éliminant les magnétomètres AC uniquement) ;
- l'identification des courts-circuits nécessite la détection de pics de courant transitoire rapides = > bande passante élevée ;
Le présent stage vise à trouver le meilleur magnétomètre pour répondre à ce triple défi, afin de progresser un peu plus vers des applications pratiques dans un dispositif industriel (commercialisé, espérons-le).
Description du projet
- identifier les magnétomètres les plus adaptés sur le marché ;
- les tester de manière comparative dans des conditions réalistes avec/sans perturbations magnétiques de fond ;
- déterminer (numériquement) l'impact de leur bruit intrinsèque sur les performances du capteur global ;
En fonction de l'avancement du projet :
- mettre en œuvre le meilleur ajustement dans un nouveau prototype de réseau de capteurs ;
- observer et caractériser le comportement des réseaux de capteurs.
Environnement scientifique et technique
Le/la candidat(e) travaillera à Grenoble, au sein d'une petite équipe G2Elab à l'ENSE3 / GreEn-ER, au cœur d'un environnement scientifique exceptionnel. Les travaux seront réalisés dans le cadre d'une collaboration existante avec SNCF Réseau.
