Etudiant : Maître de stage : Enseignant tuteur : Fabio Esposito Laurent Morel Florence Argeles RAPPORT DE STAGE Développement d’un système d’acquisition de données permettant une consultation à distance I.U.T. B – Lyon 1 du 19 Avril 2004 au 25 juin 2004 PAGE DE GARDE 2 Remerciements 3 Sommaire Résumé ___________________________________________________________________ 5 Mots-clés __________________________________________________________________ 5 Introduction générale ________________________________________________________ 6 Présentation de l’entreprise ___________________________________________________ 7 1. La recherche __________________________________________________________ 7 2. Les moyens d’essais _____________________________________________________ 8 3. Les Industriels _________________________________________________________ 8 4. Les étudiants __________________________________________________________ 9 4 Résumé ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Mots-clés Acquisition de données Conversion analogique numérique Liaison série PHP Borland C++ Builder 5.0 5 Introduction générale Le CEGELY (Centre de Génie Electrique de Lyon) mène de nombreuses recherches dans le domaine de la maîtrise de l’énergie et de la caractérisation de composants. Ainsi pour faciliter l’acquisition d’information de diverses études de composants, il est avantageux de posséder un système autonome. L’étude du vieillissement d’une LED, par exemple, nécessite la mise en place d’une manipulation pouvant durer plusieurs mois. Le système permet alors de ne pas avoir à relever manuellement la luminosité. 6 Présentation de l’entreprise Le CEGELY (Centre de Génie Electrique de Lyon) est un laboratoire de recherche associant des enseignants-chercheurs de l'enseignement supérieur et des chercheurs du Centre National de la Recherche Scientifique. L'objectif global du CEGELY concerne la maîtrise de l'énergie électrique. Ses domaines de compétence concernent les grands domaines du Génie Electrique et de l'électromagnétisme : la compatibilité électromagnétique (CEM), la haute tension, le contrôle-commande de systèmes, l'électronique de puissance, les matériaux, ainsi que la modélisation des phénomènes électromagnétiques. Le laboratoire compte cent personnes environ, dont une quarantaine de doctorants, contribuent à ces recherches sous la direction de Laurent NICOLAS. Ces chercheurs et enseignants-chercheurs sont répartis sur 3 établissements universitaires à Lyon : l'Ecole Centrale de Lyon, l'Institut National des Sciences Appliquées de Lyon, l'Université Claude Bernard de Lyon. Figure 1 : Implantation du CEGELY Le CEGELY a été créé en 1992, il possède un effectif de 34 enseignants-chercheurs, 10 techniciens permanents et de 35 doctorants. Il regroupe plusieurs activités de recherches avec différents moyens d’essais, il s’adresse aussi aux industriels et aux étudiants. 1. La recherche L'objectif global du CEGELY concerne la maîtrise de l'utilisation de l'énergie électrique. L'énergie de demain sera dite intelligente : disponible partout, fiable en toute circonstance, et utilisable de façon économe. Dans ce contexte, les perspectives générales du CEGELY concernent donc : La transmission d'énergie sans contact, en vue d'alimenter des systèmes nomades ou de petits systèmes avec récupération d'énergie pour la reconnaissance et l'identification RF-ID, La transmission d'information sur le réseau d'énergie, La gestion intelligente de l'énergie, en particulier dans les circuits intégrés multitension. Cette utilisation de l'énergie sera effectuée avec des composants ou des systèmes intelligents, capables d'indiquer leur état de vieillissement et de prédire une défaillance proche L'environnement électromagnétique global, de plus en plus « pollué », sera maîtrisé, que ce soit vis à vis des matériels électriques ou des personnes. Les limites de fonctionnement des composants et systèmes seront repoussées : limitation des pertes dans les matériaux magnétiques, possibilités de champs 7 électriques plus intenses, utilisation de matériaux dans des situations extrêmes (SiC pour un environnement haute température). Enfin, ces dispositifs et systèmes seront conçus avec des méthodes et outils numériques de plus en plus performants. Pour parvenir à cet objectif, la recherche menée au CEGELY est structurée en 4 thèmes de recherche : Interactions champs - systèmes Interactions champ - matériaux Sûreté de fonctionnement des systèmes électriques Systèmes intégrés de puissance Et une action fédératrice : Modélisations numériques 2. Les moyens d’essais Les activités de recherche du CEGELY concernent la maîtrise de l'utilisation de l'énergie électrique. Pour les mener à bien, des moyens d'essais importants et originaux sont à disposition des chercheurs : Un centre d'essais Haute Tension, Un centre d'essais de compatibilité électromagnétique, Une plate forme diagnostic 45 kW pour les ensembles convertisseurs-machine, Un centre de caractérisation et de fiabilité des composants passifs, Un banc de caractérisation de composants de puissance en commutation. 3. Les Industriels Les activités du CEGELY portent sur la maîtrise de la transmission et de l'utilisation de l'énergie électrique. Ses domaines de compétences concernent les grands domaines du Génie Electrique : la Compatibilité électromagnétique (CEM), la Haute tension, le contrôlecommande de systèmes électriques, l'électronique de puissance, les matériaux du Génie Electrique, ainsi que la modélisation des phénomènes électromagnétiques. En plus des applications directement issues de ces domaines, on peut également citer les mesures et contrôle non destructifs (CND), le chauffage par induction, les actionneurs électromagnétiques. Une attention particulière est apportée aux effets biologiques des champs électromagnétiques (activité champs et santé). Les activités de recherche spécifiques du CEGELY sont plus particulièrement dirigées vers : l'électromagnétisme et le calcul de champs BF et HF, les méthodes numériques et méthodes d'optimisation, la conception de composants et de convertisseurs de puissance, les composants de puissance en carbure de silicium, la caractérisation des composants de puissance, la modélisation comportementale de matériaux, le diagnostic des ensembles convertisseurs-machines, la fiabilité des composants. Des moyens d'essais ou de mesures conséquents, uniques dans le paysage universitaire français, viennent en appui des recherches menées : le Centre d'essais CEM, le centre d'essai 8 Haute Tension, la Plate-forme diagnostic, l'enceinte climatique d'endurance et de vieillissement, le banc de caractérisation de composants. 4. Les étudiants La formation à la recherche au CEGELY s'effectue en 2 temps : Dans un premier temps, le DEA de Génie Electrique se déroule sur 1 année en 2 étapes : cours théorique, puis stage pratique de recherche. Ce dernier constitue en fait une véritable initiation à la recherche. A partir de la rentrée 2004, le DEA est remplacé par le master recherche intitulé "Sciences de l'Information des Dispositifs et des Systèmes - SIDS" avec la spécialité - Composants et Systèmes Electriques (CSE). Dans un second temps, le doctorat se poursuit sur trois ans. Il se déroule principalement dans un des thèmes de recherche du CEGELY, en relation ou non avec un industriel. Certains sujets transversaux sont à cheval sur plusieurs thèmes. Le stage s’inscrit dans le thème caractérisation et fiabilité des composants puisque les principales applications sont : L’étude du vieillissement de composant comme la LED L’étude de condensateurs et de super-condensateur. L’étude de la décharge de pile Mais plus généralement le système peut servir a n’importe quelle application nécessitent une acquisition de données. 9 10