HAL Id: tel-01127073
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Submitted on 6 Mar 2015
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multiples dans les systèmes complexes à partir
d’évènements discrets et de réseaux de neurones :
applications aux aérogénérateurs
Samuel Toma
To cite this version:
Samuel Toma. Méthodologie de détection et d’identification des défauts multiples dans les systèmes complexes à partir d’évènements discrets et de réseaux de neurones : applications aux aérogénérateurs. Systèmes embarqués. Université Pascal Paoli, 2014. Français. �NNT : 2014CORT0006�. �tel-01127073�
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=< X, Y, S, {Hn}, δint, δext, fconc, λ, ta >
❛✈❡❝ ✿ ❼ X = {(p, v) | p ǫ in❴ports, v ǫ Xp} ❧❛ ❧✐st❡ ❞❡s ♣♦rts ❡t ❞❡s ✈❛❧❡✉rs ❞✬❡♥tré❡ ❀ ❼ Y = {(p, v) | p ǫ out❴ports, v ǫ Yp} ❧❛ ❧✐st❡ ❞❡s ♣♦rts ❡t ❞❡s ✈❛❧❡✉rs ❞❡ s♦rt✐❡ ❀ ❼ S ❧✬❡♥s❡♠❜❧❡ ❞❡s ✈❛r✐❛❜❧❡s ❞✬ét❛ts ❀ ❼ Hn ❧✬❡♥s❡♠❜❧❡ ❞❡s s♦✉s✲s✐❣♥❛t✉r❡s ♦ù ✿ ①✐①
✕ Hn = {(Xn, Yn, vn)}❀ ✕ ❲❤❡r❡✿ ✯ Xn❡st ❧✬❡♥s❡♠❜❧❡ ❞❡s ♣♦rts ❡t ❞❡ ✈❛❧❡✉rs ❞✬❡♥tré❡ ♣♦✉r ✉♥❡ ❡①♣❡r✐❡♥❝❡n✱ ✯ Yn❡st ❧✬❡♥s❡♠❜❧❡ ❞❡s ♣♦rts ❡t ❞❡ ✈❛❧❡✉rs ❞❡ s♦rt✐❡ ♣♦✉r ✉♥❡ ❡①♣❡r✐❡♥❝❡ n✱ ✯ vn ❡st ❧✬❡♥s❡♠❜❧❡ ❞❡s ✈❛r✐❛❜❧❡s ♣r✐✈é❡s ♣♦✉r ✉♥❡ ❡①♣ér✐❡♥❝❡ n✱ ✯ n ǫ N ♦✉ 0 ≤ n ≤ N ❛✈❡❝ N ❧❡ ♥♦♠❜r❡ ❞✬❡①♣ér✐❡♥❝❡s ♣❛r s✐♠✉❧❛t✐♦♥✳ ❼ δint: S → S ❧❛ ❢♦♥❝t✐♦♥ ❞❡ tr❛♥s✐t✐♦♥ ✐♥t❡r♥❡ ❀ ❼ δext: Q × X → S ❧❛ ❢♦♥❝t✐♦♥ ❞❡ tr❛♥s✐t✐♦♥ ❡①t❡r♥❡ ❛✈❡❝ ✿ ✕ Q = {(s, e) | s ǫ S, 0 ≤ e ≤ ta(s)❧✬❡♥s❡♠❜❧❡ ❞❡s ét❛ts ❀ ✕ e ❧❡ t❡♠♣s é❝♦✉❧é ❞❡♣✉✐s ❧❛ ❞❡r♥✐èr❡ tr❛♥s✐t✐♦♥✳ ❼ fconc: Hn→ Hn ❧❛ ❢♦♥❝t✐♦♥ ❞✉ ❝♦♠♣♦rt❡♠❡♥t ❝♦♥❝✉rr❡♥t ❀ ❼ λ : S → Y ❧❛ ❢♦♥❝t✐♦♥ ❞❡ s♦rt✐❡ ❀ ❼ ta : S → R+0,+∞ ❧❡ t❡♠♣s ❞❡ ✈✐❡ ❞❡ ❧✬ét❛t S ✱ taǫ[0, ∞[✳ ▲❛ ♥♦✉✈❡❧❧❡ str✉❝t✉r❡ ❞✉ ♠♦❞è❧❡ ❛t♦♠✐q✉❡✱ ❛✉r❛ ✉♥❡ s✐♠✉❧❛t✐♦♥ ❜❛sé❡ s✉r ❧❡ ❞é❝❧❡♥✲ ❝❤❡♠❡♥t ❞❡s ❢♦♥❝t✐♦♥s ❝♦♠♠❡ ♠♦♥tré s✉r ❧❛ ✜❣✉r❡ ✻✳ ❙❡❧♦♥ ❧❡ s②stè♠❡ ♠♦❞é❧✐sé✱ ❧❛ ❢♦♥❝t✐♦♥ ❞✉ ❝♦♠♣♦rt❡♠❡♥t ❝♦♥❝✉rr❡♥t s❡r❛ ❧✐é❡ à ✉♥❡ ❞❡s ❢♦♥❝t✐♦♥s ❞❡ tr❛♥s✐t✐♦♥ ✐♥✲ t❡r♥❡ ♦✉ ❡①t❡r♥❡✳ P♦✉r ✉♥ ♠♦❞è❧❡ ❞❡ t②♣❡ ❣é♥ér❛t❡✉r ❧❛ ❢♦♥❝t✐♦♥ ♣r✐♥❝✐♣❛❧❡ ❡st ❞❡ ❣é♥ér❡r ❞❡s ❞♦♥♥é❡s ✭❢♦♥❝t✐♦♥ ❞❡ tr❛♥s✐t✐♦♥ ✐♥t❡r♥❡✮ ♣✉✐s ❞❡ ❧❡s ❡♥✈♦②❡r ♣❡♥❞❛♥t ❧✬❡①é✲ ❝✉t✐♦♥ ❞❡ ❧❛ ❢♦♥❝t✐♦♥ ❞❡ s♦rt✐❡✳ ❉❛♥s ❝❡ ❝❛s✱ ❧❛ ❢♦♥❝t✐♦♥ ❞✉ ❝♦♠♣♦rt❡♠❡♥t ❝♦♥❝✉rr❡♥t s❡r❛ ❞é❤❛♥❝❤é❡ ❛♣rès ❧❛ ❢♦♥❝t✐♦♥ ❞❡ tr❛♥s✐t✐♦♥ ✐♥t❡r♥❡✳ ❉❛♥s ✉♥ ❛✉tr❡ ❝❛s✱ ❧❡ ré❝❡♣t❡✉r ❞❡ ❞♦♥♥é❡ ✭♣❛r ❡①❡♠♣❧❡ ✉♥ ❝♦❧❧❡❝t❡✉r ❞✬é✈è♥❡✲ ♠❡♥ts✮ ♥❡ ré❛❣✐t q✉❡ ♣♦✉r r❡❝❡✈♦✐r ❧❡s ❞♦♥♥é❡s✱ ❝❡ q✉✐ ✐♠♣❧✐q✉❡ q✉❡ ❧❛ ❧✐❛✐s♦♥ ❝♦♥❝✉r✲ r❡♥t❡ ❡st ❛♣♣❧✐q✉é❡ ❡♥tr❡ ❧❛ ❢♦♥❝t✐♦♥ ❞❡ tr❛♥s✐t✐♦♥ ❡①t❡r♥❡ ❡t ❧❛ ❢♦♥❝t✐♦♥ ❞✉ ❝♦♠♣♦r✲ t❡♠❡♥t ❝♦♥❝✉rr❡♥t ✭❝❢✳ ✜❣✉r❡ ✻✮✳ ①①
❘és✉♠é ❋✐❣✉r❡ ✻ ✕ ▲❛ s✐♠✉❧❛t✐♦♥ ❞✉ ❝♦♠♣♦rt❡♠❡♥t ❝♦♥❝✉rr❡♥t ❞✬✉♥ ♠♦❞è❧❡ ❛t♦♠✐q✉❡ ❉❊❱❙✳ ■♠♣❧é♠❡♥t❛t✐♦♥ P♦✉r ré❛❧✐s❡r ❝❡s s✐♠✉❧❛t✐♦♥s ❝♦♠♣❛r❛t✐✈❡s ❡t ❝♦♥❝✉rr❡♥t❡s ❛✈❡❝ ❧❡ ♥♦②❛✉ ❞❡ s✐♠✉❧❛t✐♦♥ ❝❧❛ss✐q✉❡ ❉❊❱❙ ♥♦✉s ❛✈♦♥s ré❛❧✐sé ❧❡s ét❛♣❡s s✉✐✈❛♥t❡s ✿ ✶✳ ❈ré❛t✐♦♥ ❞✬✉♥❡ s✐❣♥❛t✉r❡ ♣♦✉r ❝❤❛q✉❡ ♠♦❞è❧❡ ❛t♦♠✐q✉❡ q✉✐ s❡ ❝♦♠♣♦s❡ ❞❡ ♣❧✉✲ s✐❡✉rs s♦✉s✲s✐❣♥❛t✉r❡s ♣rés❡♥t❛♥t ❧❡s ❞♦♥♥é❡s ❞❡s ❡①♣ér✐❡♥❝❡s s✐♠✉❧é❡s ❀ ✷✳ ■♠♣❧é♠❡♥t❛t✐♦♥ ❞❡ ❧❛ ❢♦♥❝t✐♦♥ ❞✉ ❝♦♠♣♦rt❡♠❡♥t ❝♦♥❝✉rr❡♥t ❀ ✸✳ ❘é❛❧✐s❛t✐♦♥ ❞✉ ❧✐❡♥ ❡♥tr❡ ❧❛ ❢♦♥❝t✐♦♥ ❞❡ ❝♦♠♣♦rt❡♠❡♥t ❝♦♥❝✉rr❡♥t ❡t ❧❛ ❢♦♥❝t✐♦♥ ❞❡ tr❛♥s✐t✐♦♥ ❝❤♦✐s✐❡ ❀ ✹✳ ●❡st✐♦♥ ❞❡ ❧❛ s✐♠✉❧❛t✐♦♥ ❝♦♥❝✉rr❡♥t❡ ✭❛❥♦✉t✱ s✉♣♣r❡ss✐♦♥ ♦✉ ♠♦❞✐✜❝❛t✐♦♥ ❞❡s ❡①♣ér✐❡♥❝❡s✮✳ P♦✉r ré❛❧✐s❡r ❝❡s ét❛♣❡s✱ ♣❧✉s✐❡✉rs ❝❧❛ss❡s ♦♥t été ✐♠♣❧é♠❡♥té❡s ❞❛♥s ❧❡ ❧❛♥❣❛❣❡ ❞❡ ♣r♦❣r❛♠♠❛t✐♦♥ P②t❤♦♥✳ P②t❤♦♥ ❡st ✉♥ ❧❛♥❣❛❣❡ ❞②♥❛♠✐q✉❡ ❡t ♦r✐❡♥té ♦❜❥❡t q✉✐ ❢❛✲ ✈♦r✐s❡ é❣❛❧❡♠❡♥t ❧❛ ♣r♦❣r❛♠♠❛t✐♦♥ ♦r✐❡♥té❡ ❛s♣❡❝t✳ ❯♥ ❞✐❛❣r❛♠♠❡ ❯▼▲ ❞❡s ❝❧❛ss❡s ✐♠♣❧é♠❡♥té❡s ❡st ♣rés❡♥té❡s s✉r ❧❛ ✜❣✉r❡ ✼✳ ❚r♦✐s ❝❛té❣♦r✐❡s ❞❡ ❝❧❛ss❡s s♦♥t ❝♦♥s✐❞éré❡s ❞❛♥s ❧❡ ❞✐❛❣r❛♠♠❡ ❯▼▲ ✿ ❧❡ ❣r♦✉♣❡ ❞❡s ♠♦❞è❧❡s ❛t♦♠✐q✉❡s✱ ❧❡ ❣r♦✉♣❡ ❞❡s s✐❣♥❛t✉r❡s✱ ❧❡ ❣r♦✉♣❡ ❞❡s ❣❡st✐♦♥♥❛✐r❡s✳ ▲❡ ❣r♦✉♣❡ ❞❡s ♠♦❞è❧❡s ❛t♦♠✐q✉❡s s❡ ❝♦♠♣♦s❡ ❞✬✉♥ ♠♦❞è❧❡ ❛t♦♠✐q✉❡ ❝❧❛ss✐q✉❡✱ ❞✬✐♥t❡r❢❛❝❡ ❡t ❞✬✉♥ ❞é❝♦r❛t❡✉r ❞✉ ♠♦❞è❧❡ ❛t♦♠✐q✉❡✳ ❈✬❡st ❛✈❡❝ ❧❡ ❞é❝♦r❛t❡✉r q✉❡ ❧❡ ❧✐❡♥ ❡♥tr❡ ❧❛ ❢♦♥❝t✐♦♥ ❞✉ ❝♦♠♣♦rt❡♠❡♥t ❝♦♥❝✉rr❡♥t ❡t ❧❡s ❢♦♥❝t✐♦♥s ❞❡ tr❛♥s✐t✐♦♥ ❡st ré❛❧✐sé✳ ▲❡ ❣r♦✉♣❡ ❞❡s ①①✐
❋✐❣✉r❡ ✼ ✕ ❉✐❛❣r❛♠♠❡ ❞❡ ❝❧❛ss❡s ❯▼▲ ♣♦✉r ❧✬✐♠♣❧é♠❡♥t❛t✐♦♥ ❞❡ ❧❛ ❙❈❈ ❞❛♥s ❉❊❱✲ ❙✐♠P②✳ s✐❣♥❛t✉r❡s ✐♥tr♦❞✉✐t ❧❛ ❜❛s❡ ❞❡ ❞♦♥♥é❡s à ❧✬✐♥tér✐❡✉r ❞❡ ❧❛ q✉❡❧❧❡ ❧❡s s✐❣♥❛t✉r❡s ❡t ❧❡s s♦✉s✲s✐❣♥❛t✉r❡s ❞❡s ♠♦❞è❧❡s ❝♦♥❝✉rr❡♥ts s♦♥t st♦❝❦é❡s✳ ▲❡ tr♦✐s✐è♠❡ ❣r♦✉♣❡ ❞❡ ❝❧❛ss❡s s❡ ❝♦♠♣♦s❡ s❡✉❧❡♠❡♥t ❞❡ ❧❛ ❝❧❛ss❡ ❙✐❣♥❛t✉r❡▼❛♥❛❣❡r q✉✐ ❡st ✉♥❡ ❝❧❛ss❡ r❡s♣♦♥s❛❜❧❡ ❞❡ ❧❛ ❣❡st✐♦♥ ❞❡s ❡①♣ér✐❡♥❝❡s ❡♥ ❝♦♥❝✉rr❡♥❝❡ ✿ ❛❥♦✉t❡r✱ s✉♣♣r✐♠❡r✱ ♠♦❞✐✜❡r ♦✉ ❝♦♠♣❛r❡r ❞❡s ❡①♣ér✐❡♥❝❡s ♣❡♥❞❛♥t ✉♥❡ s✐♠✉❧❛t✐♦♥✳ ▲❛ ✜❣✉r❡ ✽ r❡♣rés❡♥t❡ ❧✬✐♥t❡r❢❛❝❡ ❣r❛♣❤✐q✉❡ ❞✉ ♣❧✉❣✲✐♥ ❣❧♦❜❛❧ ré❛❧✐sé ❞❛♥s ❧❡ ❧♦❣✐❝✐❡❧ ❉❊❱❙✐♠P② ♣♦✉r ❝♦♥✜❣✉r❡r ❧❛ s✐♠✉❧❛t✐♦♥ ❝♦♠♣❛r❛t✐✈❡ ❡t ❝♦♥❝✉rr❡♥t❡ ❞✉ rés❡❛✉① ❞❡ ♥❡✉r♦♥❡s ❛✐♥s✐ q✉❡ ♣♦✉r ❧❛ ❝♦♥✜❣✉r❛t✐♦♥ ❞❡s ♠♦❞è❧❡s ❝♦♥❝✉rr❡♥ts✳ ❚♦✉t❡s ❝❡s ❝❧❛ss❡s s♦♥t ✐♠♣❧é♠❡♥té❡s ❞❛♥s ❉❊❱❙✐♠P② ❡♥ ✉t✐❧✐s❛♥t ❧❛ ♥♦t✐♦♥ ❞✬❡①✲ t❡♥s✐♦♥ ❣❧♦❜❛❧❡ ❞✐s♣♦♥✐❜❧❡ ❞❛♥s ❧✬❡♥✈✐r♦♥♥❡♠❡♥t✳ ▲✬❛✛❡❝t❛t✐♦♥ ❞❡ ❧❛ ❢♦♥❝t✐♦♥ ❝♦♥❝✉r✲ r❡♥t❡ s❡ ❢❛✐t ♣❛r ❞é❝♦r❛t✐♦♥ ❞❡s ❢♦♥❝t✐♦♥s ❞❡ tr❛♥s✐t✐♦♥✳ ▲❛ ❝❧❛ss❡ ❞✉ ❉❡❝♦r❛t♦r❆✲ t♦♠✐❝▼♦❞❡❧ ✭❝❢✳ ✜❣✉r❡ ✼✮ s❡r❛ ✐♠♣❧é♠❡♥té❡ ❞❛♥s ✉♥❡ ❡①t❡♥s✐♦♥ ❣❧♦❜❛❧❡ ❞✉ ❧♦❣✐❝✐❡❧ ❉❊❱❙✐♠P② ✭❝❢✳ ✜❣✉r❡ ✽✮✳ ▲✬✉t✐❧✐s❛t❡✉r q✉✐ ✈❡✉t ✉t✐❧✐s❡r ❧❛ ❙❈❈ ♥✬❛✉r❛ q✉✬à ❛❝t✐✈❡r ❧✬❡①t❡♥s✐♦♥ ❞❛♥s ❉❊❱❙✐♠P②✳ ❙✉r ❧❛ ✜❣✉r❡ ✽✭❛✮✱ ❧✬✐♥t❡r❢❛❝❡ ❞❡ ❞✐❛❧♦❣✉❡ ♣❡r♠❡t ❞❡ sé❧❡❝t✐♦♥♥❡r ❧❡s ❢♦♥❝t✐♦♥s ❞❡ tr❛♥s✐t✐♦♥ ❉❊❱❙ ✭❧❛ ❢♦♥❝t✐♦♥ ❞❡ tr❛♥s✐t✐♦♥ ❡①t❡r♥❡ s✉r ❧✬❡①❡♠♣❧❡ ❞❡ ❧❛ ✜❣✉r❡ ✽❛✮ ❛ss♦❝✐é❡s à ❧❛ ❢♦♥❝t✐♦♥ ❝♦♥❝✉rr❡♥t❡ ❞❡s ♠♦❞è❧❡s ❛t♦♠✐q✉❡s ①①✐✐
❘és✉♠é ✭❛✮ ❈♦♥✜❣✉r❛t✐♦♥ ❞❡s ♠♦❞è❧❡s ❝♦♥❝✉rr❡♥ts✳ ✭❜✮ ❈♦♥✜❣✉r❛t✐♦♥ ❞❡s s✐♠✉❧❛t✐♦♥s ❝♦♥❝✉rr❡♥t❡s✳ ❋✐❣✉r❡ ✽ ✕ ■♥t❡r❢❛❝❡s ❞❡ ❧✬❡①t❡♥s✐♦♥ ❣❧♦❜❛❧ ♣♦✉r ❧❛ ❝♦♥✜❣✉r❛t✐♦♥ ❞✉ ❝♦♠♣♦rt❡♠❡♥t ❝♦♥❝✉rr❡♥t✳ ✭■♥♣✉t❴✶ s✉r ❧✬❡①❡♠♣❧❡ ❞❡ ❧❛ ✜❣✉r❡ ✽✭❛✮✮✳ ▲❛ ✜❣✉r❡ ✽✭❜✮ ♣rés❡♥t❡ ❧✬✐♥t❡r❢❛❝❡ ❞❡ ❞✐❛✲ ❧♦❣✉❡ ♣❡r♠❡tt❛♥t ❞✬✐♥t❡r❛❣✐r ❛✈❡❝ ❧❡ ❣❡st✐♦♥♥❛✐r❡ ❞❡ s✐♠✉❧❛t✐♦♥s ❝♦♥❝✉rr❡♥t❡s✳ ❉❛♥s ❧✬❡①❡♠♣❧❡✱ ❧❛ s✐♠✉❧❛t✐♦♥ ✵ ❡st ❡♥ ❝♦♥❝✉rr❡♥❝❡ ❛✈❡❝ ❧❡s s✐♠✉❧❛t✐♦♥s ✶✱ ✷✱ ✸ ❡t ✹ ✭♣❛r✲ t✐❡ ❣❛✉❝❤❡ ❞❡ ❧❛ ✜❣✉r❡ ✽✭❜✮✮✳ P♦✉r ❝❡tt❡ s✐♠✉❧❛t✐♦♥ ✵✱ ❧❡s ♠♦❞è❧❡s ❆✽✽ ❡t ❆✽✼ s♦♥t ❝♦♥✜❣✉rés ✭◆✱ ▼ ❆❝t✐✈❛t✐♦♥ ❋✉♥❝t✐♦♥✮ ❝♦♠♠❡ ✐❧ ❡st ♠♦♥tré❡ s✉r ❧❛ ♣❛rt✐❡ ❞r♦✐t❡ ❞❡ ❧❛ ✜❣✉r❡ ✽✭❜✮✳ ▲❛ ✜❣✉r❡ ✾ r❡♣rés❡♥t❡ ✉♥ ❞✐❛❣r❛♠♠❡ ❞❡ séq✉❡♥❝❡ q✉✐ ❡①♣❧✐q✉❡ ❧❡s ❤✉✐t ét❛♣❡s q✉✐ ❝♦♠♣♦s❡♥t ❧❡ ❞ér♦✉❧❡♠❡♥t ❞❡s ❛❝t✐♦♥s ♣❡♥❞❛♥t ✉♥❡ s✐♠✉❧❛t✐♦♥ ❝♦♥❝✉rr❡♥t❡ ❛✈❡❝ ❉❊❱❙✐♠P②✳ ▲❛ ✜❣✉r❡ ✾ ♣rés❡♥t❡ tr♦✐s ♥✉♠ér♦t❛t✐♦♥s s✉r ❧❛ ❧✐❣♥❡ ❞✉ ●❡st✐♦♥ ❞❡ ♠♦❞é❧✐✲ s❛t✐♦♥ q✉✐ r❡♣rés❡♥t❡ ❧✬✐♥t❡r❛❝t✐♦♥ ❞❡ ❧✬✉t✐❧✐s❛t❡✉r ❛✈❡❝ ❉❊❱❙✐♠P②✳ ▲✬✉t✐❧✐s❛t❡✉r ❧❛♥❝❡ ❧❛ s✐♠✉❧❛t✐♦♥ ✭❧❛ s✐♠✉❧❛t✐♦♥ ❝♦♥❝✉rr❡♥t❡ ❡st tr❛♥s♣❛r❡♥t❡ ♣♦✉r ❧✉✐✮✱ ✐❧ ♣❡✉t ♠❡ttr❡ ❧❛ s✐✲ ♠✉❧❛t✐♦♥ ❡♥ ♣❛✉s❡ ♣♦✉r ❝❤❛♥❣❡r q✉❡❧q✉❡s ❝♦♥✜❣✉r❛t✐♦♥s ❞❡ s✐♠✉❧❛t✐♦♥ ❡t ❧❛ r❡♣r❡♥❞r❡ s❛♥s s✬♦❝❝✉♣❡r ❞❡ ❧❛ ❣❡st✐♦♥ ❞❡s s✐♠✉❧❛t✐♦♥s ❝♦♥❝✉rr❡♥t❡s✳ ①①✐✐✐
❋✐❣✉r❡ ✾ ✕ ❉✐❛❣r❛♠♠❡ ❞❡ séq✉❡♥❝❡s ❞❡ ❧❛ s✐♠✉❛❧t✐♦♥ ❝♦♠♣❛r❛t✐✈❡ ❡t ❝♦♥❝✉rr❡♥t❡ ❞❛♥s ❉❊❱❙✳
▲❡s rés❡❛✉① ❞❡ ♥❡✉r♦♥❡s ❛✈❡❝ ❧❡ ❢♦r♠❛❧✐s♠❡ ❉❊❱❙ ❡t
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