Multicapteurs de gaz pour la conception d'un nez électronique de surveillance de la pollution atmosphérique PDF Download

Author: Omar Helli
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Languages : fr
Pages : 180

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Les systèmes multicapteurs de gaz intelligents connaissent actuellement un développement accru pour de nombreux domaines d'application. Inscrite dans le large domaine de la lutte contre la pollution atmosphérique, notre étude a pour but principal la détection de deux gaz polluants antagonistes le sulfure d'hydrogène H2S, réducteur, et le dioxyde d'azote, NO2, oxydant. Après avoir situé ce sujet dans le cadre de la pollution atmosphérique, puis présenté le principe des nez électroniques, nous justifions notre choix d'une matrice de capteurs à base d'oxyde métallique, et mettons en évidence les avantages et inconvénients de ces capteurs. L'inconvénient majeur est leur sensibilité croisée, qui peut devenir un avantage par l'utilisation de méthodes de reconnaissance de formes. Les deux gaz sont étudiés seuls ou en mélange, successivement dans trois atmosphères, de plus en plus complexes. Les concentrations étudiées correspondent à une pollution industrielle près d'une source émissive. De chaque réponse des capteurs obtenue lors de la procédure systématique de caractérisation, nous avons extrait trois variables représentatives communes à toutes les mesures et une quatrième correspondant à un "pic" négatif spécifique de la réponse de tous les capteurs à H2S, non utilisé dans l'analyse de données, car il n'apparaît pas toujours dans les mélanges. Nous avons construit une base de données d'apprentissage de notre système (environ 1000 mesures) étudiée à l'aide de l'analyse factorielle discriminante, méthode multidimensionnelle supervisée. Nous obtenons identification et quantification des atmosphères gazeuses, en procédant par étapes qui tiennent compte notamment des atmosphères de références. Une identification rapide est obtenue avec deux variables représentatives, valable pour la détection d'un seuil. Grâce aux règles de décision fiables obtenues, nous proposons une méthode d'indentification d'atmosphères inconnues directement exploitable par des utilisateurs

Author: Pascal Strobel
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Languages : fr
Pages : 192

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Les systèmes multicapteurs intelligents de gaz (nez électroniques) connaissent actuellement un développement accru pour de nombreux domaines d'applications. Inscrit dans le large domaine de la lutte contre la pollution atmosphérique, notre travail a pour but principal la réalisation et la validation d'un nez électronique portable et autonome. Après avoir situé ce besoin dans le cadre de la mesure en continu des polluants atmosphériques et présenté le principe de nez électronique, nous établissons les propriétés requises du prototype à concevoir. Pour répondre aux critères de flexibilité, faible coût, robustesse et portabilité, nous justifions le choix des capteurs de gaz (six capteurs à oxydes métalliques), de l'unité intelligente (microcontrôleur et mémoire Compact Flash), ainsi que des autres composants et leur assemblage. Le prototype réalisé a été validé en laboratoire pour la détection de trois gaz polluants : H2S, NO2 et SO2 seuls ou en multiples mélanges, en faible concentration correspondant à une pollution industrielle près de sources émissives. Plusieurs paramètres représentatifs des différentes phases et variations des réponses temporelles des capteurs ont été sélectionnés. Une base d'apprentissage est constituée à partir de ces paramètres et exploitée à l'aide d'une méthode de classification supervisée (Analyse Factorielle Discriminante). Nous avons obtenu une très bonne classification de la composition des atmosphères gazeuses étudiées, ainsi que des concentrations de chaque constituant. Les règles de décision établies et implantées dans la mémoire du prototype ont permis l'identification avec succès des échantillons inconnus

Author: Sophie Fuchs
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Languages : fr
Pages : 304

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La pollution atmosphérique malodorante provient essentiellement de quatre gaz SO2, H2S, NO2 et NH3. Afin de réduire au mieux ces effets néfastes sur la santé et l'environnement, il faut contrôler en continu les émanations de gaz le plus près possible de la source. Ce qui nécessite un appareil capable de détecter ces gaz polluants, simple d'utilisation, de taille et poids réduits. C'est dans cette optique que nous avons réalisé un nez électronique portable, servant à détecter les quatre gaz cibles déjà cités. La partie sensible de ce prototype est constituée d'une matrice de six capteurs à oxydes métalliques semi-conducteurs, dont nous utilisons la sensibilité croisée. Le nez électronique fonctionne sur le même principe que le nez humain, il doit apprendre à reconnaître une odeur. Cette phase d'apprentissage se déroule au laboratoire où nous envoyons sur les capteurs des mélanges gazeux connus et contrôlés. La réponse des capteurs varie en fonction de la nature du gaz (réducteur ou oxydant) et de leur sensibilité à celui-ci. Puis l'utilisation de méthodes d'analyse de données a prouvé que notre nez électronique peut discriminer un mélange gazeux complexe et le quantifier. Ensuite nous avons placé le nez électronique en situation réelle, en étudiant l'odeur dégagée par des fientes de canards dans une ferme expérimentale. Les résultats obtenus ont montré que cet appareil pouvait détecter de manière fiable les variations d'odeur en fonction des paramètres influents. Ainsi, nous avons réalisé la validation de notre prototype en laboratoire puis sur site. Mais les capteurs utilisés présentent un inconvénient, ils doivent conserver sans interruption leur température de fonctionnement (~ 350°C). Afin de prévenir cette forte consommation d'énergie, nous avons développé des capteurs polymères qui fonctionnent à température ambiante. La caractérisation en laboratoire a montré qu'ils sont sensibles aux gaz cibles étudiés. Leurs réponses à H2S laisse apparaître une bonne stabilité à court et moyen terme, qui permettra de les intégrer dans la matrice après complet développement

Author: Rachid Laref
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Languages : fr
Pages : 0

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L'objectif de cette thèse est de concevoir un dispositif multi-capteurs de gaz à faible coût pour la surveillance des gaz polluants en environnement externe, et d'élaborer des méthodes de calibrage automatique et d'analyse de données adaptées à son exploitation. Ce dispositif vise à contribuer à la densification du réseau de surveillance de la pollution atmosphérique actuel afin de permettre une meilleure résolution spatiale et temporelle. Premièrement, nous avons sélectionné des micro-capteurs électrochimiques et des micro-capteurs à oxyde métallique capables de détecter et de quantifier des faibles concentrations de dioxyde d'azote et d'ozone dans l'atmosphère. Nous avons caractérisé ces micro-capteurs en laboratoire en termes de sensibilité et de reproductibilité, et les avons testés sur le terrain (à proximité d'un axe autoroutier) en suivant le protocole d'évaluation de micro-capteurs de gaz proposé par le Centre Commun de Recherche Européen (C.C.R.). L'analyse individuelle des données obtenues à partir de chaque capteur a mis en évidence la nécessité de fusionner les réponses de tous les capteurs ainsi que les valeurs de la température et de l'humidité de l'air, à l'aide des méthodes multi-variables de classification et de quantification. Les performances de plusieurs méthodes de classification, utilisées généralement dans le domaine des dispositifs multi-capteurs de gaz, ont été étudiées. Leur comparaison nous a conduit à choisir la régression SVM (Séparateur à Vaste Marge) grâce à sa précision et à sa robustesse. Les hyper-paramètres de cette méthode ont été optimisés à partir de l'algorithme de Recherche par Motifs Généralisés en raison de sa simplicité et de sa fiabilité. La méthode d'étalonnage proposée permet à notre dispositif de quantifier les deux polluants atmosphériques visés dans la gamme des précisions recommandées par les directives européennes concernant les mesures de type « indicative ». Ensuite, nous avons abordé le problème des dérives des capteurs qui engendrent des réétalonnages périodiques. Nous avons proposé une méthode de standardisation basée sur la régression SVM pour permettre de réduire le coût et l'effort d'un étalonnage complet. Cette même méthode de standardisation a été utilisée avec succès pour le transfert d'étalonnage entre plusieurs systèmes identiques afin d'éviter des étalonnages individuels. Nos travaux de recherche ont été valorisés par la publication de deux articles dans les journaux référencés JCR et deux communications dans des conférences internationales IEEE.

Author: Aymen Sendi
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Languages : fr
Pages : 175

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La mesure de la qualité de l'air intérieur est un besoin relativement récent. Les êtres humains passent plus de 90 % de leurs temps dans un environnement fermé (pièce intérieure) qui contient plusieurs polluants gazeux. L'existence de tels contaminants gazeux dans l'air intérieur d'une pièce fermée ainsi que l'exposition à court ou à long terme à ces polluants peuvent provoquer des problèmes respiratoires et plusieurs maladies chroniques. Des études montrent que la qualité de l'air intérieur a un impact direct sur le bien-être et la productivité d'une part et sur la santé à plus long terme, d'autre part. Les COVs (composés organiques volatils) sont une classe importante de ces polluants, comme l'acétaldéhyde et le formaldéhyde provenant de matériaux utilisés dans l'aménagement intérieur (équipements informatiques, mobilier, peintures, tissu! s, sols...). Nous trouvons aussi des contaminants comme le CO2 provenant de l'utilisation intensive et d'une mauvaise aération des locaux, ainsi que le CO, et le NO2 issus de la pollution urbaine. Les bureaux, les salles de réunions, les salles de classes et les salles de travaux pratiques dans les milieux universitaires ou/et scolaires sont donc potentiellement pollués. Dans une pièce densément occupée et mal aérée la mesure du taux de COV/CO2 peut dépasser les seuils règlementaires. Ces polluants gazeux dans l'air à des concentrations importantes, faute d'une ventilation suffisante et d'un contrôle de la qualité de l'air, peut provoquer des somnolences et diminution de la productivité. La mesure et la surveillance de la qualité de l'air intérieur est donc indispensable pour assurer une meilleure qualité de vie dans les espaces de travail. Cette thèse est réalisée dans le cadre du GIS (groupement d'intérêt scientifique) neOCampus, porté par l'université Paul Sabatier et dédié au développement d'un campus innovant, connecté et durable pour une meilleure qualité de vie des usagers. Nous nous sommes intéressés au développement de micro-capteurs de gaz MOS (capteurs à oxydes métalliques) et à leur pilotage pour la surveillance de la qualité de l'air intérieur dans les bureaux, les salles de classes et les salles de réunions. L'objectif de cette étude est de suivre ces niveaux de pollution pour les corriger par des mesures d'aération des locaux. La prise de décision concernant l'action de correction de qualité de l'air est une étape essentielle du processus. Citons par exemple : la régulation de la ventilation dans une pièce en cas de dépassement du seuil autorisé pour les polluants identifiés. Dans le cadre de ces travaux, nous avons réalisé des prototypes de multi-capteurs de gaz miniaturisés et intégrés avec leur carte électronique dans une pièce témoin et capables de détecter des niveaux de pollution de l'air intérieur. [...].

Author: Zouhair Haddi
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Les systèmes de nez et de langues électroniques à base de capteurs chimiques et électrochimiques constituent une solution avantageuse pour la caractérisation des odeurs et des saveurs émanant des produits agroalimentaires. La sélectivité croisée de la matrice des capteurs couplée aux méthodes de reconnaissance de formes est l'élément clé dans la conception et le développement de ces systèmes. Dans cette optique, nous avons démontré la capacité d'un dispositif expérimental de nez électronique à discriminer entre les différents types de drogues, à analyser la fraîcheur des fromages, à identifier entre les fromages adultérés et à différentier entre les eaux potables et usées. Nous avons également réussi à classifier correctement les eaux potables (minérales, de source, gazeuse et de robinet) et usées par utilisation d'une langue électronique potentiométrique. Cette étude a été validée par la Chromatographie en Phase Gazeuse couplée à la Spectrométrie de Masse (CPG-MS). En outre, nous avons développé une langue électronique voltammétrique à base d'une électrode de Diamant Dopé au Bore pour différencier les phases de traitement des eaux usées domestiques et hospitaliers et pour identifier les différents métaux lourds (Pb, Hg, Cu, Cd, Ni et le Zn) contenus dans l'eau du fleuve Rhône. La Voltammétrie à Redissolution Anodique à Impulsion Différentielle (DPASV) a été utilisée comme une méthode électrochimique pour caractériser les eaux étudiées. Enfin, les systèmes multicapteurs hybrides se sont avérés un bon outil analytique pour caractériser les produits de l'industrie agroalimentaire tels que les jus tunisiens et les huiles d'olives marocaines.

Author: Great Britain: Parliament: House of Commons: Transport Committee
Publisher: The Stationery Office
ISBN: 9780215038319
Category : Business & Economics
Languages : en
Pages : 134

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This report from the Transport Committee, examines London Underground and the Public-Private Partnership Agreements. The Government originally announced proposals for modernising the London Underground network system via Public-Private Partnership (PPP) agreements in 1998. Three contracts were drawn up with: (i) Tube Lines for the maintenance and renewal of the Jubilee, Piccadilly and Northern Lines; (ii) with Metronet Rail BVC for the maintenance and renewal of the Bakerloo, Central, Victoria & Waterloo & City Lines; (iii) with Metronet Rail SSL, responsible for the maintenance and renewal of the "sub-surface lines": the Circle, District, Hammersmith & City, Metropolitan & East London Lines. These PPP Agreements, 30 years in duration, were arrangements to maintain, renew and upgrade parts of London Underground by private sector infrastructure companies (Infracos), whilst London Underground is responsible for services to customers. The PPP Agreements also set out a performance-related incentive and penalty scheme to remunerate the Infracos for the improvements they make to the network. In May 2007, Metronet admitted an overspend of £1 billion and was refused access to loan facilities by the banks. It then made a reference to the PPP Arbiter, which in turn triggered an Extraordinary Review (which occurs when extra costs are incurred above the level allowed for the bid). Metronet put in a bid for £551m but the PPP Arbiter provisionally concluded that a sum of £121m was appropriate. Metronet subsequently went into administration on 18 July 2007. The report sets out a number of conclusions and recommendations, including: contracts that were supposed to deliver 35 station upgrades, in fact delivered only 14, 40% of the requirement; stations that were supposed to cost Metronet SSL £2m, cost £7.5m, with only 65% of schedule track renewal accomplished; the Committee criticises the consequences of the imposition of PPP on Transport for London, as a "lamentable state of affairs", with the future of most of London Underground's upgrade and maintenance work in doubt; the Committee states, that the Government should remember the failure of Metronet before it considers entering similar arrangements; that the Government should publish a candid analysis of the events preceding Metronet's collapse and its consequences; the Committee believe that the PPP model was flawed and probably inferior to traditional public-sector management; that the Government needs to prioritise transparency and clarity to taxpayers and ensure that any future contracts result in clear accountability.