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Le projet MIRZA : maturation industrielle des techniques inclinométriques

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July 03, 2017

Le projet MIRZA : maturation industrielle des techniques inclinométriques

Présentation de Renaud Briand (Aquitaine Electronique) au Workshop "Instrumentation Géophysique" | 3-5 juillet 2017, Brissac

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July 03, 2017
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  1. Renaud BRIAND 1 RESIF 2017 – Brissac projet MIRZA Renaud

    BRIAND – AQUITAINE ELECTRONIQUE r.briand@aquitaine-electronique.fr Maturation industrielle de techniques inclinométriques
  2. Renaud BRIAND 2 RESIF 2017 – Brissac Présentation AE Les

    instruments existants Le projet MIRZA Objectifs Maturation industrielle • Intégration mécanique • Intégration électronique • Site pilote Plan
  3. Renaud BRIAND 3 RESIF 2017 – Brissac Aujourd’hui équipementier :

    Etudes, Conception, Réalisations, Industrialisation et Intégration d’ensembles fonctionnels Secteurs aéronautique, militaire, ferroviaire, spatial, etc… 2 BEs : Systèmes embarqués et Systèmes industriels Des lignes de production (cartes électroniques et faisceaux) Des ateliers d’intégration Effectif : 160 Expertise : Systèmes complexes embarqués pouvant intégrer optique, hydraulique, mécanique et électronique, et gérés par traitement logiciel embarqué. Stratégie : Département R&D en plein développement Développement de produits propres Diversification sur des marchés plus industriels dont l’Oil and Gas AQUITAINE ELECTRONIQUE Présentation
  4. Renaud BRIAND 4 RESIF 2017 – Brissac Les instruments existants

    Les instruments Inclinomètre horizontal Inclinomètre vertical © Jean Chery (GM) Instruments basés sur une mesure optique © Han Cheng SEAT & Michel CATTOEN (LAAS-OSE) © Frédérick BOUDIN (ENS)
  5. Renaud BRIAND 5 RESIF 2017 – Brissac Contexte : Suivi

    des déformations du sous-sol liées aux phénomènes naturels ou à l’activité humaine Outils actuels : INSAR, GPS, nivellement Imagerie satellite INSAR • 1 image / 10 à 30 jours • Résolution déplacement vertical = 2mm • 1pixel / 30m; GPS • 1 position / jour (moyenne) • Résolution déplacement H= 1mm ; V= 2mm Inclinomètres • 1 à 100 mesures / seconde • Résolution tilt (x-y) = 1-10 nrad • Mesure ponctuelle MONITORING INCLINOMETRIQUE DES RISQUES DANS LES ZONES ACTIVES Projet MIRZA
  6. Renaud BRIAND 6 RESIF 2017 – Brissac Projet MIRZA Objectif

    Projet FUI démarré fin 2015 Pilote : Aquitaine Electronique Partenaires : DRILLSTAR Industries, Géosciences Montpellier et LAAS L’objectif : Développer des inclinomètres basés sur une technologie LASER, permettant : Des mesures optiques d’une résolution nanométrique Une période d’acquisition inférieure à la seconde Une bonne stabilité pour des applications long terme (sur plusieurs années) Une installation en forage pour filtrer les déformations de surface Une maintenance facilitée par un traitement du signal effectué en surface
  7. Renaud BRIAND 7 RESIF 2017 – Brissac Un système complet

    en réponse à la problématique du suivi des risques liés à l’exploitation du sous-sol : Des inclinomètres de forage subhorizontaux (ILB MIRZA) Des inclinomètres de forage verticaux (IF MIRZA) Un « Packaging » étanche permettant aux inclinomètres de résister aux conditions de forage. Des instruments autonome en énergie Un logiciel de collecte, hébergement et Interprétation des données Un logiciel permettant de coupler les données avec des mesures INSAR et GPS. Des outils et un programme d’installation permettant notamment d’installer les inclinomètres en forage et avec la précision requise. Projet MIRZA Une offre globale
  8. Renaud BRIAND 8 RESIF 2017 – Brissac Projet MIRZA Une

    offre globale - Instruments installés en forage - Instruments organisés en réseau (fibre) - Serveur local avec communication cellulaire - Centralisation des données - Hybridation (GPS, INSAR) - Post-traitement adapté à l’application
  9. Renaud BRIAND 9 RESIF 2017 – Brissac Géosciences (éruptions volcaniques,

    séismes, tsunami) Suivi d’exploitation (Oil & Gas, aquifères, stockage de déchets) Déformation lente – qq mois, années – qq nrad/j Outils d’analyse (Forage non conventionnel) Déformation rapide – qq heures – qq µrad/h Mesure sismique Projet MIRZA Applications :
  10. Renaud BRIAND 10 RESIF 2017 – Brissac 3 brevets ont

    été déposés par les labos avant le projet SATT : Gestion des brevets • Dépôt • Maintien • Licences Au cours du projet, dépôt de brevets en direct entre labos et industriels Maturation industrielle Propriété industrielle
  11. Renaud BRIAND 11 RESIF 2017 – Brissac Objectif : Installation

    possible en forage • Conception durcie (Matériaux, protections) • Outillage spécifique d’installation Fiabilisation • Pour une mesure long terme – Dérive maîtrisée (Matériaux très faible dilatation) • Pour une haute résolution • Pour un fabrication reproductible Intégration Mécanique
  12. Renaud BRIAND 12 RESIF 2017 – Brissac Conception mécanique de

    l’inclinomètre vertical Fabrication de l’enveloppe externe pour essais en forage simulé avec Drillstar Fabrication de l’instrument en cours • Nécessite beaucoup d’intervenants d’expertises multiples Nouvelle technologie pour l’inclinomètre horizontal La mesure de niveau d’eau est très difficilement utilisable en forage Un outillage a été réalisé pour tester les performances optiques d’une nouvelle solution technologique • Des essais de validation sont en cours Intégration Mécanique
  13. Renaud BRIAND 13 RESIF 2017 – Brissac Objectif : Optimisation

    de l’architecture existante - Réduction des dimensions - Réduction de la consommation électrique - Réduction des coûts Compromis En 2 phases : - Pour l’implantation d’un inclinomètre vertical sur les Salines de Vauvert avant la fin d’année 2017 - Amélioration de cette première version Intégration Electronique
  14. Renaud BRIAND 14 RESIF 2017 – Brissac Système actuel De

    l’architecture de labo au système intégré
  15. Renaud BRIAND 15 RESIF 2017 – Brissac interface optique Diode

    Laser Butterfly Régulation courant / température pour diode laser – Remplacement des 2 modules par un COTS d’AMS Technologies (Coût / 5) Conversion Ana-Num des signaux issus des Photodétecteurs • 5 voies simultanées 1Mbs/s / 16bits • Connecté au FPGA pour filtrage Intégration Electronique
  16. Renaud BRIAND 16 RESIF 2017 – Brissac Intégration Electronique Carte

    contrôleur Carte RF 3G/4G Carte RF Wifi Carte interface Vue de dessous PC embarqué Vue de dessus
  17. Renaud BRIAND 17 RESIF 2017 – Brissac Périphériques externes Stockage

    sur DD USB • Données brutes Communication 3G & WiFi • Transfert de données • Pour installation et opérations de maintenance Intégration Electronique Maintenance Analyse Traitement optique Serveur de stockage
  18. Renaud BRIAND 18 RESIF 2017 – Brissac Salines de Vauvert

    Forage réalisé en Mai Mesure de verticalité réalisée fin juin Implantation d’un prototype vertical prévue fin 2017 Site pilote
  19. Renaud BRIAND 19 RESIF 2017 – Brissac Projet stratégique pour

    AE Passionnant pour son équipe de R&D Collaboration productive labo-industrie Des difficultés de convergence sur la PI (SATT) Mais qui semblent s’atténuer Partenariat gagnant-gagnant Conclusions