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18 juillet 2017

Offre de thèse CIFRE - Amiens


Catégorie : Doctorant


Offre de thèse CIFRE: laboratoire MIS, équipe Perception Robotique, Université de Picardie Jules Verne, Amiens et entreprise SMS Incendie, Saint-Quentin.

 


Titre de la thèse CIFRE 
: "IGNIFUSION - Cartographie Précise et Complète de Réseaux Hydrauliques Complexes : Application aux Systèmes d'Extinction Automatique d'Incendie"

Description du sujet

Les réseaux hydrauliques sont très répandus aujourd'hui dans le milieu industriel (sites classés SEVESO, industrie agroalimentaire, entreprises technologiques, établissements recevant du public (ERP), etc.). L'entretien de ces réseaux vastes et hétérogènes est très onéreux aussi bien en temps qu'en argent, et critique pour le bon déroulement des activités productives. Par exemple, une fuite d'eau contaminée ou de gaz toxique peut entraîner de graves conséquences pour le personnel et pour le milieu environnant.

Les réseaux hydrauliques d’extinction automatique d’incendie sont le cœur du système assurant la protection passive des biens et des personnes. Ces réseaux, dans le cadre d’installations anciennes, doivent faire l’objet d’une révision globale (étude trentenaire ou révision périodique selon les référentiels assureurs) et cohabitent avec l’ensemble des réseaux nécessaires au bon fonctionnement d'une entreprise: réseau pour l'évacuation des eaux usées, systèmes de chauffage et climatisation, unités de ventilation et de filtration des fumées, etc. Les installations d’origine n’ont en général pas de plans et, lorsqu’ils existent, ne sont ni numériques ni à jour. En effet, les nombreuses modifications au cours des années, l’état d’installation, etc., entraînent un bon nombre d’écarts tant en matière de couverture des risques, qu’en matière de mise à jour de l’installation. Par exemple, une zone de production peut être déménagée et remplacée par une zone de stockage de produits inflammables. Par conséquent, l’installation n’est pas adaptée et le risque ne sera plus couvert. Si une modification avait toutefois été effectuée, la capacité hydraulique globale n’aura pas été évaluée dans son ensemble, et le dimensionnement des pompes et des réserves d'eau sera nécessairement différent. La maintenance de ces installations constitue le cœur de métier de l'entreprise SMS (Sécurité, Maintenance, Services) Incendie,impliquée dans cette thèse CIFRE.

Les nombreuses sources d'incertitude citées précédemmentrendent le travail de cartographie et les opérations de supervision et de maintenance de ces réseaux complexes, particulièrement ardus et laborieux pour les services d'entretien. En particulier, dans cette thèse on se propose de concevoir et de valider sur le terrain des nouveaux algorithmes permettant de :

  1. Construire de façon automatique une carte métrique 3D complète et homogène d'un réseau hydraulique industriel de grande envergure,
  2. À partir de la carte métrique 3D, on doit pouvoir, a)estimer le débit du fluide dans le réseau pour le dimensionnement des tuyaux, des pompes, et des réservoirs qui alimentent le système, b)simuler numériquement la circulation du fluide à l'intérieur du réseau,
  3. Identifier et classifier automatiquement la tuyauterie: par contenu (type et état du fluide), diamètre, âge, matériau (acier, fer, matière plastique; coefficient de rugosité),
  4. Fusionner les données acquises (nuages de points 3D et images dans le spectre visible) pour le diagnostic et le pronosticdes défauts.Par exemple, la détection automatique de fuites en cas de sinistre,
  5. Isoler et modéliser géométriquement tous les éléments complémentaires qui entourent la tuyauterie: par exemple, les vannes de section, les jauges, les supports et les points de fixation, les points d'étranglement ou d'embranchement.

L'utilisation de vecteurs mobiles (robots terrestres et/ou drones avec caméras/ scanners lasers embarqués) pour accomplir les tâches susmentionnées est aussi envisagée. En fait, ces plateformes sont censées faciliter les opérations de mesure dans les endroits les plus difficiles d'accès (par exemple, les très hauts plafonds) et réduire le temps nécessaire à l'achèvement de la carte métrique. Le processus de cartographie seraégalementautomatisé (du moins en partie). Cette solution permettra aussi de tester sur le terrain des stratégies d'exploration active de l'environnement (ou "next-best-scan planning" en anglais), qui ont fait l'objet de travaux de recherche récents de l'équipe PR (Perception Robotique) du laboratoire MIS. L’équipe PR, au sein de laquelle cette thèse CIFRE sera menée, possède des compétences en vision 3D, vision non-conventionnelle et en robotique mobile (perception). Elle pilote le programme phare du laboratoire MIS, E-cathédrale, un programme de recherche et de production de modèles 3D.

Dans le but de repondre aux attentes de l'entreprise SMS Incendie les algorithms génériques susmentionnés seront spécialisés pour des Installations Fixes d'Extinction Automatique à eau (IFEA) dans des ateliers industriels ou des bureaux. Danc ce cadre d'application l'objectif principal consistera à réaliser une cartographie complète d'un réseau hydraulique réliant la réserve principale d'eau aux sprinklers, en passant par:

Dans la phase de post-traitement, les algorithmes développés devront être capable d'estimer automatiquement le débit et le volume d’eau en sortie des sprinklers pour le dimensionnement des pompes et des réservoirs qui alimentent le réseau. Il faut souligner ici que ce quadre d'utilisation comporte ses défis propres. En fait, le diamètre du réseau de tuyauterie est très réduit, rendant de ce fait très difficile la tâche d'identifier les tuyaux par rapport au fond si on utilise que des mésures à distance et sans contact. Un autre défi important tient à la manque de visibilité des tuyauteries (dans environ 10% des cas) à cause de faux plafonds ou car elles sont enterrés entre deux bâtiments. La topologie du réseau devra donc être déduite à partir des seuls éléments visibles (c'est-à-dire, à partir de l'emplacement des têtes de sprinklers).

Profil des candidats

Vous avez des compétences en informatique (langages C/C++, Matlab), en vision par ordinateur et infographie (librairies OpenCV et OpenGL, logiciels MeshLab et CloudCompare), et en traitement des signaux. Vous êtes autonome, curieux-se, persévérant-e, et motivé-e par une carrière dans le domaine de la recherche industrielle.

Pour répondre à cette offre

Veuillez envoyer votre CV, lettre de motivation, lettres de recommandation, et notes Bac+5 à :

Fabio MORBIDI, Laboratoire MIS, Université de Picardie Jules Verne, Amiens, France, Email: fabio.morbidi@u-picardie.fr

Le-a doctorant-e sera inscrit-e à l'école doctorale de l'Université de Picardie Jules Verne, Amiens, et le travail se déroulera au laboratoire MIS, équipe PR (www.mis.u-picardie.fr) en collaboration avec l'entreprise SMS Incendie (21 salariés) à Saint-Quentin, Aisne, www.smsincendie.fr. Le salaire annuel brut minimum est de 23,484€.

 

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