Système de détection de fuite de gaz dans une usine

REPUBLIQUE DU TCHAD Unité – Travail – Progrès
MINISTERE DES POSTES ET DE
L’ECONOMIE NUMERIQUE
MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT
SUPERIEUR, DE LA RECHERCHE ET
DE L’INOVATION
DEPARTEMENT DE TELECOMMUNICATIONS ET SYSTEMES EMBARQUES
MASTER 1
Réalisé par :
BANI Richard
Proposé par:
Dr. ABAKAR MAHAMAT AHMAT
Mr. ABDERAMAN OUMAR ADAM
ANNEE ACADEMIQUE 2019 / 2020
SYSTEME DE DETECTION DE FUITE DE
GAZ DANS UNE USINE/ENTREPOT

Table des matières
DESCRIPTION DU PROJET ................................................................................................................................................... 4
GENERALITE SUR LES CAPTEURS......................................................................................................................................... 5
INTRODUCTION ..................................................................................................................................................................... 5
DEFINITION ....................................................................................................................................................................... 5
Capteurs de gaz ..................................................................................................................................................................... 6
Principe de fonctionnement des gaz .................................................................................................................................... 6
Familles des capteurs de gaz ................................................................................................................................................ 7
Capteur à microbalance de quartz................................................................................................................................... 7
Capteur à ondes acoustiques de surface ......................................................................................................................... 8
Capteur à transistors à effet de champs (GASFET) .......................................................................................................... 8
Capteur électrochimique ................................................................................................................................................. 9
Capteur à fibre optique .................................................................................................................................................... 9
Les capteurs de gaz à base d’oxyde métalliques (MOX) ............................................................................................... 10
Capteur de gaz (MQ2) .................................................................................................................................................... 10
CONCLUSION ....................................................................................................................................................................... 10
METHODOLOGIE DE LA CONCEPTION DU SYSTEME .......................................................................................................... 11
LOGICIELS UTILISES ............................................................................................................................................................. 11
Le logiciel Arduino .......................................................................................................................................................... 11
Le logiciel Fritzing ........................................................................................................................................................... 13
Le logiciel Proteus .......................................................................................................................................................... 14
LES MATERIELS UTILISER ..................................................................................................................................................... 15
Le microcontrôleur ............................................................................................................................................................. 15
Le capteur de gaz MQ-2 ................................................................................................................................................. 16
Le buzzer......................................................................................................................................................................... 16
Les diodes électroluminescentes (LED) ......................................................................................................................... 17
Le GSM ........................................................................................................................................................................... 18
Le Bluetooth ................................................................................................................................................................... 19
CONCLUSION ....................................................................................................................................................................... 20
REALISATION DU SYSTEME DE DETECTEUR DE GAZ .......................................................................................................... 21
INTRODUCTION ................................................................................................................................................................... 21
REALISATION DU SYSTEME DETECTEUR DE GAZ ................................................................................................................ 21
Interface du logiciel........................................................................................................................................................ 21
Choix des composants ................................................................................................................................................... 22
CONCLUSION ....................................................................................................................................................................... 24
CONCLUSION GENERALE .................................................................................................................................................. 25
REFERENCE ...................................................................................................................................................................... 26
ANNEXES ......................................................................................................................................................................... 27

INTRODUCTION GENERALE
Dans le souci de mieux appréhender et approfondir les connaissances théoriques
acquises durant la formation, les projets tutoriels sont indispensables. C’est dans
cette optique, qu’il est proposé à chaque étudiant(e)s de Master 1 en
Télécommunications et Systèmes Embarques de l’ENASTIC un projet tutoriel
dans l’une des disciplines enseignées pour la première année de Master.
Par ailleurs, il est à noter que l’ENASTIC est l’une des grandes Ecoles de
Technologie de l’Information et de la Communication dans le monde qui propose
des formations dans plusieurs filières des TIC grâce aux enseignants de renommer
qu’elle dispose en son sein. Elle a pour vocation de former les professionnels et des
cadres de la TIC.

DESCRIPTION DU PROJET
Concevoir un système ou une application pour une firme/entreprise est un désir
profond pour les Etudiants d’ingénierie. Pour ce faire, il est capital pour ceux-ci
d’identifier un sujet pour s’y appliquer. Le but de ce projet, consiste à initier les
étudiants à la recherche et à rendre concret leur sujet de formation.
L’objectif principal est de réaliser un système de détection de fuites de gaz pouvant
apporter une amélioration ou un changement dans la société.
On rencontre souvent dans les grandes industries les pertes en vies humaines, les
pertes matérielles, et tant d’autres qu’on ne peut toute citées ayant à l’origine les
fuites des produits chimiques sinon les matières nocives à l’occurrence les gaz.
Partant des constats et des dégâts que peuvent causer les fuites de gaz dans une
entité de production ou de transformation des matières, il est judicieux d’inviter les
ingénieurs à réaliser des applications ou des systèmes qui peuvent résoudre ce
problème.
Le système détecteur de gaz serait équipé d’un capteur capable de détecter la
présence de gaz naturel, de butane, de propane ou de monoxyde de carbone dans
l’air. Quand la concentration de gaz détectée dépasse les valeurs de seuil établies
en usine, l’appareil active une signalisation lumineuse d’alarme (rouge clignotant)
associée à une signalisation acoustique (sonnerie intermittente).

GENERALITE SUR LES CAPTEURS
INTRODUCTION
Pour des raisons de santé et de sécurité, le domaine de la détection des espèces
potentiellement nocives représente un domaine de recherche important. En effet, ces
dernières années le marché des capteurs de gaz a connu une augmentation
importante et les ventes ont atteint un record exponentiel. Pour répondre à cette
demande croissante et exigeante, le détecteur doit être efficace, sensible à des
petites (voire très petites) quantités de gaz et sélectif vis-à-vis des gaz. Ainsi, le
procédé doit être réversible avec un temps de réponse le plus court possible. Enfin,
l'équipement doit être facilement miniaturisé dans le but ultime d'une production
industrielle.
DEFINITION
Un capteur est un dispositif transformant une grandeur physique à une autre
grandeur utilisable, tel qu’une tension électrique ou une intensité. On fait souvent la
confusion entre capteur et transducteur.
Le capteur est au minimum constitué d'un transducteur. Il est souvent le premier
dispositif de la chaine d’acquisition, il s’agit d’une simple interface entre un processus
physique et une information manipulable. Si l'on s'intéresse aux phénomènes
physiques mis en jeux dans les capteurs, on peut classer ces derniers en deux
catégories : capteurs actifs et passif
• Les capteurs actifs : Fonctionnant en générateur, un capteur actif est
généralement fondé dans son principe sur un effet physique qui assure la
conversion en énergie électrique de la forme d'énergie à la grandeur
physique à prélever : énergie thermique, mécanique ou de rayonnement.
• Les capteurs passifs : Ils ont besoin dans la plupart des cas d’apport
d’énergie extérieure pour fonctionner. Ce sont des capteurs modélisables
par une impédance, une variation du phénomène physique étudié
engendre une variation de l’impédance. Il faut leur appliquer une tension
pour obtenir un signal de sortie.
Actionnaires
Dans une machine ou un système de commande, semi-automatique ou
automatique, un actionneur est l’organe de la partie opérative qui, dès qu’il reçoit
un ordre de la partie commande via un éventuel capteur ou pré-actionneur,
convertit l’énergie qui lui est fournie en un travail utile à l’exécution de tâches,
éventuellement programmées, d’un système automatisé. En d’autres termes, un
actionneur est l’organe fournissant la force nécessaire à l’exécution d’un travail
ordonné par une unité de commande. Il existe trois types d’actionneur :
▪ Actionneur électrique ;
▪ Actionneur pneumatique ;
▪ Actionneur hydraulique.