Diplômée en réseaux informatiques et télécommunications, j'ai appliqué mes compétences en traitement du signal au domaine du réseau filaire.
Autour de la réflectométrie OMTDR, développée au cours de mes travaux de thèse, j'ai bâti une activité de R&D continue, en accompagnant son transfert vers l'industrie jusqu'à sa maturité industrielle (TRL 9) — tout en faisant évoluer mon rôle vers la direction scientifique et le management d'équipes.

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* Publications dans le domaine de la réflectométrie électrique.

1.1 — Frise chronologique

Trajectoire scientifique & managériale, 2011 → 2027

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Frise chronologique de la trajectoire scientifique et managériale, 2013–2027

Frise HDR — vue d'ensemble des périodes d'encadrement, projets, brevets et fonctions.

02 — Stratégies de surveillance des réseaux complexes

Surveiller un réseau sans interrompre son fonctionnement.

Contexte & verrou

Diagnostiquer en ligne, sans interférences avec les signaux natifs présents sur le réseau.
Réseaux ramifiés — atténuation et surtout ambiguïté de localisation : pour un même écho, plusieurs branches suspectes.
Dès les années 2005, de nouvelles stratégies ont été proposées pour y répondre :

Spectre contrôlé (SSTDR, MCR, MCTDR) — cohabite avec les signaux natifs, mais le post-traitement (Clean Algorithm) reste inadapté aux défauts non francs.
Diagnostic distribué (séquences M, moyennes sélectives) — réduit les interférences entre réflectomètres, mais lourd à déployer (séquences, coefficients, synchronisation, orthogonalité).

Reste ouvert : le diagnostic embarqué des défauts naissants et non francs.

La solution proposée : l'OMTDR (Orthogonal Multi-Tone Time Domain Reflectometry), un signal de test composé de multi-porteuses orthogonales entre elles et porteur d'information.

2.1

Réflectométrie OMTDR

Un signal de test multi-porteuses pour diagnostiquer les réseaux filaires en ligne, avec un spectre contrôlé pour cohabiter avec les signaux natifs.

2.2

Intégration de la communication

Échanger de l'information entre réflectomètres et fusionner leurs observations pour lever les ambiguïtés de localisation dans les réseaux ramifiés.

2.3

Démonstrateur embarqué

Passer du principe de réflectométrie distribuée à son intégration matérielle et à sa validation sur un démonstrateur embarqué.

2.1 — Réflectométrie OMTDR

Un signal de test qui communique

OMTDR s'inspire du multiplexage OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) : N sous-porteuses orthogonales, modulées en M-PSK (M-ary Phase Shift Keying) ou M-QAM (M-ary Quadrature Amplitude Modulation).

Contribution originale · ma démarche

L'OMTDR est la brique fondatrice de mes travaux de R&D, issue de ma thèse : un signal de test porteur d'information — c'est le câble qui sert de canal de communication, et le signal OMTDR y transporte les informations utiles au diagnostic. C'est à partir de cette invention que j'ai proposé et contribué à développer tout un programme de R&D — de l'instrumentation embarquée jusqu'à la décision distribuée.

Principe de l'OMTDR. Les bits modulés (M-aire) sont répartis sur N sous-porteuses par IFFT, sérialisés (P/S), convertis (CNA) puis injectés dans le réseau via le coupleur. Le signal réfléchi, numérisé (CAN), est inter-corrélé avec le signal injecté s_k,i pour former le réflectogramme ; la partie transmise du même signal porte la communication entre réflectomètres.

Le formalisme OMTDR — les 5 équations de la chaîne

Les cinq équations suivent, pas à pas, la chaîne du schéma ci-dessus — de la synthèse du signal de test jusqu'au réflectogramme.

Signal de test · N sous-porteuses

$s_k(t)=\sum_{n=0}^{N-1} S_{k,n}\,e^{j2\pi n\Delta f\,t},\ 0\le t< T_s$(2.1)

Le signal injecté est une somme de N sous-porteuses orthogonales ; l'orthogonalité est garantie par $\Delta f = 1/T_s$. Chaque symbole $S_{k,n}$ (modulation M-PSK/M-QAM) fixe l'amplitude et la phase d'une porteuse.

Synthèse numérique · bloc IFFT

$s_{k,i}=\dfrac{1}{N}\sum_{n=0}^{N-1} S_{k,n}\,e^{\,j2\pi i n/N}$(2.2)

En pratique, le signal est généré par transformée de Fourier inverse (IFFT) de taille $N$, donnant $N$ échantillons $s_{k,i}$.

Injection · bloc CNA → coupleur

$x_k(t)=\sum_{i=0}^{N-1} s_{k,i}\,\Pi(t-iT_e)$(2.3)

Après le convertisseur numérique-analogique (CNA), on obtient le signal analogique $x_k(t)$ injecté dans le réseau. $\Pi$ = forme d'impulsion du CNA, $T_e$ = période d'échantillonnage.

Réflexion · réseau → CAN

$y_k(t)=x_k(t)\ast h_k(t)+n_k(t)$(2.4)

Le signal réfléchi $y_k(t)$ est la convolution du signal injecté avec la réponse impulsionnelle $h_k(t)$ du réseau — qui porte les signatures des défauts — plus un bruit blanc $n_k(t)$.

Réflectogramme · bloc corrélation

$r_{s_k y_k}[m]=\dfrac{1}{N}\sum_{i=0}^{N-1} s_{k,i}^{*}\,y_{k,(i+m)\bmod N}$(2.5)

Le réflectogramme est l'inter-corrélation (circulaire, car le signal est périodique) entre la référence $s_{k,i}$ et le signal reçu. Chaque pic correspond à une discontinuité d'impédance à une distance donnée.

Adaptation au monitoring : L'annulation des sous-porteuses situées dans les bandes interdites (déjà occupées par les signaux natifs) crée des artefacts, corrigés par moyennage multi-symboles puis fenêtrage de Dolph-Chebyshev.

Position du défaut le long du câble

Défaut à 50,0 m · défaut détecté

① Signal injecté — 512 sous-porteuses 4-QAM (IFFT), ligne de 100 m, impédance caractéristique Z_c = 100 Ω.
② Défaut non franc — variation locale d'impédance (Z_d = 150 Ω).
③ Diagnostic en ligne — l'annulation de 50 % des sous-porteuses crée des artefacts, corrigés par moyennage sur plusieurs trames (symboles différents à chaque trame) et convolution par une fenêtre de Dolph-Chebyshev.

Réfs

2.2 — Intégration de la communication

Des réflectomètres qui communiquent pour localiser le défaut

Contribution originale · réflectométrie distribuée et communicante

Des réflectomètres OMTDR qui communiquent entre eux pour localiser le défaut sans ambiguïté : allocation distribuée des sous-porteuses, pré-localisation par TEB et fusion maître-esclave des diagnostics.

Allocation distribuée des sous-porteuses (type OFDMA) : une répartition entrelacée — plutôt que par blocs adjacents — permet de garantir une perspective spectrale proche entre les réflectomètres.

Réflectomètre R₁ — réflectogramme mesuré (allocation adjacente en blanc, distribuée en rouge)

Allocation distribuée des sous-porteuses (haut). Réseau en Y à trois réflectomètres : cliquez R₁, R₂ ou R₃ pour afficher son réflectogramme mesuré — l'allocation distribuée (rouge) réduit les artefacts par rapport à l'adjacente (blanc).

Pré-localisation par TEB : le taux d'erreur binaire entre deux réflectomètres croît avec la sévérité du défaut non franc → il désigne la branche défectueuse.

Bus CAN automobile - 6 réflectomètres (R1 à R6) et défaut non franc sur B3.

TEB de R₃ vers chaque réflectomètre. Un seul réflectomètre ne suffit pas : appuyez aussi sur R₅ pour recouper et révéler la branche défectueuse.

Le TEB croît avec la sévérité du défaut (haut, SNR 5 et 10 dB). Sur le bus CAN (Z_c = 120 Ω, défaut sur B3 de ΔZ_c = 20 % à 10 m, SNR 20 dB, 256 sous-porteuses par réflectomètre), R₃ est affiché par défaut : cliquez R₅ pour recouper ses mesures. Chacun trace ses liaisons vers R1 (blanc) et R2 (gris) ; ce n'est qu'en recoupant les mesures du TEB que la branche défectueuse B3 (rouge) se révèle. Le bouton Rejouer relance le tracé depuis R₃.

Fusion maître-esclave : le maître est choisi en minimisant un poids d'éligibilité ; le réseau est découpé en clusters (≤ 3 jonctions) pour une fusion hiérarchique.

$w_{R_i}=D_{R_i}\times J_{R_i}$(2.6)

$D_{R_i}$ = somme des distances aux autres réflectomètres, $J_{R_i}$ = nombre de jonctions traversées. Le réflectomètre de poids minimal devient maître.

Une même forme d'onde, deux fonctions. La forme d'onde OMTDR (multiporteuse) ne sert pas qu'à sonder le câble : sa partie transmise porte aussi les données échangées entre réflectomètres.

Communication OMTDR maître/esclave.
① Maître : il envoie sa requête à l'esclave et utilise cette émission pour calculer sa propre corrélation.
② Esclave : il effectue sa mesure de réflectométrie, puis transmet cette mesure au maître.
③ Maître : après réception de la mesure de l'esclave, il prend la décision sur le défaut.

Photo du démonstrateur OMTDR : les cartes SmartCo MAÎTRE, ESCLAVE 1 et ESCLAVE 2 reliées par des câbles à paires torsadées bleus avec une jonction, raccordées à un ordinateur. — **Le démonstrateur OMTDR distribué.** Chacun des trois réflectomètres voit la **jonction** à sa propre distance : **3 m** (maître, rouge), **13,5 m** (esclave 1, blanc), **16,5 m** (esclave 2, gris), auxquels s'ajoutent les pics de désadaptation câble–esclave (**16,5** et **19,5 m**). Le **maître** fusionne ses résultats avec ceux reçus des esclaves pour **localiser la jonction**. Survolez la courbe pour lire les trois amplitudes.

Réfs

2.3 — Démonstrateur embarqué

SmartCo — la preuve matérielle

Un connecteur intelligent réunissant diagnostic et communication sur une même puce : l'ASIC « DiagnoChip » (CEA-LIST), monté avec un microcontrôleur sur un PCB de 3 × 5 cm intégré dans les connecteurs DMM et 38999, sur une maquette de Rafale équipée d'un harnais aéronautique.

Modulation 4-QAM, allocation distribuée, en présence du signal natif PWM (DC–300 kHz). Face à un défaut intermittent (circuit ouvert), la fusion maître-esclave lève l'ambiguïté de localisation — en fonctionnement.

Contribution originale · LabCom SmartCo

Un connecteur intelligent qui embarque, sur une même puce, le diagnostic OMTDR et la communication entre réflectomètres — validé en fonctionnement sur un harnais aéronautique, première étape vers le transfert industriel.

Démonstrateur embarqué : maquette de Rafale instrumentée, PC de diagnostic et panneau SmartCo avec connecteurs DMM et 38999. — **Le démonstrateur embarqué.** Maquette de **Rafale** instrumentée d'un harnais aéronautique, panneau **SmartCo** (connecteurs **DMM** et **38999**) et PC de diagnostic. Figure **interactive** : cliquez les repères.

Réfs

Bilan de l'axe

Un axe conçu, encadré et transféré

Verrous & réponses apportées

Interférence et innocuité du diagnostic en ligne
- Réflectométrie OMTDR
- Contrôle du spectre
- Annulation des sous-porteuses interdites
Qualité du réflectogramme et fiabilité du diagnostic
- Choix de la modulation M-aire
- Moyennage de symboles OFDM
- Fenêtrage adapté
Ambiguïté de localisation dans les réseaux multi-branches
- OMTDR distribuée et communicante
- Allocation entrelacée, clusterisation
- Fusion maître/esclave, TEB

Pilotage · projets R&D

LabCom — SmartCo (2 M€)

Cheffe de projet — intégration de l'OMTDR pour la surveillance distribuée des câbles. Rédaction, suivi et contribution d'une dizaine de fiches action (200 k€/fiche).

2014–2020

Easytech (200 k€)

Cheffe de projet — transfert d'un logiciel OMTDR de détection de connexions défaillantes (avion, hélicoptère).

IRT Nanoelec · Minalogic · 2018–2019

PEPR TASE — TASTING (5,26 M€)*

Responsable du WP1 (fiabilité et sécurité des infrastructures électriques) et cheffe de projet CEA — 9 partenaires, dont RTE.

ANR · 2023–2028 · en cours

Encadrement

Stage de M2

Étude de méthodes de diagnostic en ligne dans un réseau filaire complexe.

Encadré pendant ma thèse · 2013

Ingénieurs-chercheurs

Encadrement de 3 à 4 ingénieurs-chercheurs, de l'OMTDR à son transfert vers le partenaire.

LabCom SmartCo · 2014–2020

Post-doc — Abdelhak Boudehane*

Correction numérique de l'état de santé d'un réseau électrique.

TASTING · depuis juin 2025, 24 mois · co-enc. M. Slimani · en cours

* Travaux en cours, détaillés dans les Perspectives.

Dissémination & support technique aux partenaires

Stand TechDays CEA LIST 2015 : démonstrateur OMTDR sur maquette d'avion de chasse — TechDays CEA LIST 2015

Présentation de l'OMTDR aux partenaires sur le stand, Salon du Bourget 2017 — Salon du Bourget 2017

Transfert industriel · 2019 — Point étape clé

La valise de diagnostic OMTDR

Après plusieurs années de R&D au sein du LabCom SmartCo, l'OMTDR a été commercialisée en 2019 sous la forme d'une valise de diagnostic destinée à la maintenance au sol. Elle fait la preuve industrielle du diagnostic filaire par OMTDR embarquée. Le passage à l'industrialisation a imposé d'affronter les contraintes terrain — intégration, robustesse, coût.

Presse : Nicomatic SmartCo connectors provide EWIS real-time fault-finding — New Electronics

circuits ouverts & courts-circuits
portée 1–100 m
maintenance aéronautique (MRO)

Valise de diagnostic E-GSE TC50 intégrant la technologie OMTDR embarquée

Production scientifique de l'axe

Ce que cet axe a produit

6articles publiés

2brevets déposés

2logiciels produits

Bascule de l'axe

Du défaut franc au défaut non franc

Orientation ouverte. L'OMTDR distribuée a fait ses preuves jusqu'au transfert industriel sur les défauts francs (circuits ouverts, courts-circuits). Détecter et localiser une signature de très faible amplitude, la caractériser, optimiser la configuration de mesure, puis prédire l'évolution du défaut : une perspective vers le pronostic !

Signature bipolaire d'un défaut non franc

Chapitre 03 · Pronostic

03 — Stratégies de pronostic des réseaux complexes

Une signature noyée dans le bruit.

Contexte & verrou

Le défaut non franc (frottement, écrasement, rayon de courbure) n'interrompt pas le fonctionnement du réseau mais peut le perturber : il se traduit par une variation faible et locale d'impédance, dont la signature est rapidement masquée par le bruit de mesure. Le détecter tôt, c'est ouvrir la voie au pronostic.

Le point de départ : le réflectogramme brut. La signature du défaut non franc recherché, vers 6 m, n'est qu'une faible variation bipolaire d'impédance, quasi noyée dans le bruit de mesure : c'est elle qu'il faut faire émerger — sans créer de fausses alarmes.

Les post-traitements de l'état de l'art amplifient la signature (MCS, MCAAD, AS…) — mais ils amplifient aussi les hétérogénéités et les désadaptations du câble, générant des faux positifs qui brouillent le diagnostic.

Les exemples MCS et MCAAD, issus de la littérature et repris dans le manuscrit, illustrent ces limites. Ils ne constituent pas une contribution personnelle et sont regroupés dans le volet « À développer si besoin » ci-dessous.

Concrètement, ces fausses alarmes ne sont pas des défauts : elles proviennent des hétérogénéités du câble (courbures, variations de section) et des désadaptations d'impédance aux interfaces (connecteurs, jonction réflectomètre–câble). L'amplification les renforce autant que la vraie signature — d'où l'ambiguïté du diagnostic, et le besoin d'une fusion pour les écarter.

À développer si besoin · Exemples de la littérature (MCS et MCAAD)

État de l'art, hors contributions personnelles. Ces deux figures reprises dans le manuscrit concernent un câble coaxial présentant un défaut de frottement avec endommagement du blindage à ~6 m. Les post-traitements MCS et MCAAD révèlent le défaut, mais aussi des faux positifs à des positions différentes. Il ne s'agit pas de résultats calculés à partir du schéma animé ci-dessus.

MCS · Exemple de la littérature. La corrélation soustractive fait bien ressortir le défaut réel à 6 m, mais elle amplifie aussi deux artefacts — un faux positif à 4,9 m (presque aussi haut que le vrai défaut) et un autre à 24 m — là où le câble est parfaitement sain.

MCAAD · Exemple de la littérature. La corrélation auto-adaptative conserve la signature du défaut à 6 m, tout en faisant apparaître deux fausses alarmes différentes de celles du MCS — un faux positif à 16,2 m (le plus marqué de tous) et un autre à 22,7 m. Les faux positifs changent d'une méthode à l'autre : ces exemples illustrent l'intérêt d'une fusion des diagnostics.

6,22mMCS (corrélation soustractive) — le vrai défaut est bien détecté…

4,87 / 24m… mais deux « défauts fantômes » signalés là où le câble est sain

6,23mMCAAD (corrélation auto-adaptative) — le défaut reste visible…

16,2 / 22,7m… mais deux autres fausses alarmes, tout aussi trompeuses

Du diagnostic de défaut non franc à l'estimation de la RUL.

Stratégie du diagnostic au pronostic · thèse S. Lopes de Assis

Cliquez une brique pour aller au paragraphe correspondant.

3.1

Optimisation des paramètres

Adapter la configuration de mesure pour améliorer la sensibilité aux défauts non francs, dans le cadre des travaux de thèse de Nour Taki.

3.2

Détection & localisation

Extraire les signatures de faible amplitude et localiser les défauts grâce au traitement des réflectogrammes et à la fusion des observations.

3.3

Identification et caractérisation du défaut

Relier les signatures électriques aux propriétés du défaut et extraire des indicateurs représentatifs de sa sévérité.

3.4

Pronostic & durée de vie résiduelle

Suivre l'évolution des indicateurs de dégradation pour estimer le potentiel de vie restant, dans le cadre de la thèse de Baudouin Naline.

3.1 — Optimisation des paramètres · thèse N. Taki

Une configuration automatisée guidée par les données

Deux choix conditionnent la qualité du diagnostic : la fréquence maximale du signal de test et, en réseau, le réflectomètre le plus pertinent — jusqu'ici fixés de manière empirique.

Contribution originale · thèse N. Taki (soutenue le 28/02/2022)

Nous avons proposé une configuration automatique par analyse en composantes principales (ACP) : un modèle appris sur câble sain fixe des seuils statistiques (Q et T² de Hotelling) ; toute déviation signale le défaut, et l'analyse des contributions désigne la meilleure fréquence et le réflectomètre le plus pertinent — les autres peuvent être mis en veille.

Le choix automatique de la fréquence par ACP. Un modèle ACP appris sur câble sain fixe les seuils $Q_\alpha$ et $T^2_\alpha$ ; en surveillance, la projection des mesures puis le test $Q>Q_\alpha$ et/ou $T^2>T^2_\alpha$ révèlent la déviation et sélectionnent la meilleure fréquence de test.

La fréquence optimale dépend de la distance. Plus le défaut est loin du réflectomètre, plus la fréquence de test retenue par l'ACP est basse — de 4 GHz près du point d'injection à 1 GHz au-delà de 40 m (compromis résolution / atténuation).

Le réflectomètre le plus pertinent. L'analyse des contributions Q (ACP) désigne les réflectomètres qui révèlent le mieux le défaut : R₂ et R₃ concentrent près de 72 % de la contribution — on les garde actifs ; R₅, R₆, R₁ apportent peu et peuvent être mis en veille.

Q + T²tests statistiques (Hotelling / SPE)

fmax ↓quand le défaut s'éloigne (résolution / atténuation)

R₂ · R₃réflectomètres les plus contributifs (≈ 72 % de Q)

frugalréflectomètres non pertinents mis en veille

Bilan. Le réglage de la mesure devient automatique et guidé par les données — la bonne fréquence, le bon réflectomètre, une surveillance frugale. Ce socle, des réflectogrammes mieux résolus et moins bruités, conditionne les algorithmes de post-traitement fusionnés proposés plus loin.

Réfs

3.2 — Détection & localisation

Révéler le défaut par fusion probabiliste

Contribution originale · LabCom SmartCo

Nous avons proposé une méthode de post-traitement par fusion : baselining (différence à un réseau sain), normalisation, seuillage dynamique, histogramme de franchissements, puis modèle probabiliste et fusion. Elle automatise l'interprétation du réflectogramme et quantifie la probabilité de présence d'un défaut.

Cliquez une étape du pipeline pour afficher le graphe du résultat correspondant.

La méthode de post-traitement par fusion — interactive. Du réflectogramme brut à la probabilité de défaut : baselining (différence à un réseau sain), puis — pour chaque méthode (M₁…Mₙ) — fenêtrage, normalisation, seuillage, histogramme de franchissements, discrétisation spatiale et modèle probabiliste ; enfin la fusion agrège les votes concordants. Cliquez une étape pour afficher le résultat correspondant.

La chaîne de fusion — du réflectogramme à la probabilité

Chaque post-traitement est ramené à une probabilité de défaut par tronçon, puis les probabilités sont fusionnées — des grandeurs hétérogènes deviennent une décision unique.

Normalisation

$y_{\text{norm}}(i)=\dfrac{y(i)}{|y|_{\max}}$(3.1)

Les amplitudes des réflectogrammes post-traités sont ramenées à [0, 1] pour être comparables d'une méthode à l'autre.

Seuillage dynamique

$s(n)=s_0+n\,p,\quad n\in\{0,\dots,N\}$(3.2)

Une gamme de seuils balaie progressivement les niveaux d'amplitude, du niveau de bruit $s_0$ vers le haut, par pas $p$.

Score · histogramme

$\text{score}(i)=\dfrac{N_{sf}(i)}{N+1}$(3.3)

Pour chaque échantillon, on compte le nombre de seuils franchis $N_{sf}(i)$ : plus un pic est marqué, plus son score est élevé.

Discrétisation spatiale

$S(t_j)=\displaystyle\sum_{i\in t_j}\text{score}(i)$(3.4)

Le câble est découpé en tronçons : sommer les scores par tronçon rend le résultat robuste aux légers décalages de position entre méthodes.

Modèle probabiliste

$P(D_i\mid m)=P_{\min}+\dfrac{P_{\max}-P_{\min}}{S_{\max}}\,S(t_i)$(3.5)

Le score de chaque tronçon est converti en probabilité de défaut pour la méthode $m$, par une application croissante $[0,S_{\max}]\to[P_{\min},P_{\max}]$.

Fusion des méthodes

$P(D\mid m_1,m_2)=\dfrac{P_1P_2}{P_1P_2+(1-P_1)(1-P_2)}$(3.6)

Les probabilités de deux méthodes indépendantes sont agrégées : la détection ne survit que si les méthodes concordent — d'où la chute des fausses alarmes.

Démonstrateur embarqué. Deux cartes Ariane V2 (maître/esclave, communication OMTDR) appliquent la fusion sur une paire torsadée blindée de 30 m : un défaut de blindage à 10,9 m, invisible sur le réflectogramme brut, est localisé à 10,98 m.

La preuve embarquée. Deux cartes Ariane V2 (maître/esclave, communication OMTDR) appliquent la fusion sur une paire torsadée blindée de 30 m.

Démonstrateur embarqué OMTDR : deux ordinateurs (IHM esclave à gauche, IHM maître à droite), les cartes Ariane V2 maître et esclave, reliées par une paire torsadée blindée enroulée.

30mpaire torsadée blindée TWINLINK 50 FA

8×3mmendommagement du blindage

10,9mposition réelle du défaut

10,98mlocalisé après fusion (2 cartes Ariane V2)

Réfs

3.3 — Identification et caractérisation du défaut

Du défaut détecté au défaut quantifié

Détecter ne suffit plus : pour pronostiquer, il faut estimer la sévérité du défaut — sa position, sa longueur, la variation de ses paramètres électriques primaires et secondaires.

Contribution originale · LabCom SmartCo

Nous formulons la caractérisation comme un problème inverse : la signature est isolée dans un réflectogramme différentiel (mesure − modèle sain), puis un algorithme d'optimisation reconstruit les paramètres du défaut qui la reproduisent au mieux.

La chaîne de caractérisation. De la mesure TDR à la réponse simulée du défaut : on bâtit un modèle sain, on isole la signature du défaut par baselining $V_B = V_{\text{mes}} - V_{\text{sim}}$, puis l'optimisation estime la position, la nature (R, L, C ou G) et la sévérité du défaut non franc.

Le problème inverse — 3 équations

On cherche le jeu de paramètres du défaut dont la signature simulée coïncide avec la signature mesurée.

Réflectogramme différentiel

$V_B=V_{\text{mes}}-V_{\text{sim}}$(3.7)

La différence entre la mesure $V_{\text{mes}}$ et la réponse d'un modèle sain $V_{\text{sim}}$ (où $\Delta Z_c=0$) isole la signature du défaut non franc.

Paramètres du défaut

$\theta=[\,x_f,\ \Delta Z_c,\ l_f\,]$(3.8)

Le défaut est décrit par un vecteur : position $x_f$, variation d'impédance $\Delta Z_c$ et longueur $l_f$.

Optimisation · algorithme génétique

$\theta^{\star}=\arg\min_{\theta}\big\lVert V_B-\widehat{V}_B(\theta)\big\rVert^{2}$(3.9)

On minimise l'écart entre la signature mesurée $V_B$ et la signature reconstruite $\widehat{V}_B(\theta)$ ; l'algorithme génétique explore l'espace des paramètres.

Réfs

3.4 — Pronostic & durée de vie résiduelle · thèse B. Naline

Prédire la fin de vie du câble

La réflectométrie électrique ne permet pas, à elle seule, de prédire l'évolution temporelle d'un défaut.

Contribution originale · thèse B. Naline (soutenue en décembre 2024)

Nous avons proposé la méthodologie PrognoCable : une chaîne qui exploite les mesures de réflectométrie pour estimer la durée de vie résiduelle (RUL) du câble.

La méthodologie PrognoCable. L'acquisition des données de surveillance du câble alimente l'extraction puis la prévision des indicateurs de dégradation. Selon la disponibilité d'étiquettes de RUL, l'estimation se fait soit directement par apprentissage automatique, soit par quantification de l'état de dégradation puis franchissement d'un seuil. Cliquez une étape numérotée pour aller au paragraphe correspondant.

1Construction d'une base de données — faute de bases de données publiques, la dégradation est d'abord simulée (SimDF, CEA) par une augmentation de la permittivité sous stress thermique. La simulation ne captant pas le passage du défaut non franc au défaut franc, des campagnes d'essais de vieillissement accéléré complètent la base jusqu'à la fin de vie du câble.

2Extraction d'indicateurs de dégradation — six features décrivent la signature différentielle : amplitude & largeur des pics positif (f₁, f₂) et négatif (f₃, f₄), énergie (MSE) de la zone du défaut (f₅) et décalage d'un écho de référence (f₆).

Les six indicateurs (features) f₁–f₆. Sur le réflectogramme différentiel — calculé par rapport à l'état sain — la signature du défaut non franc se réduit à un pic positif (amplitude f₁, largeur à mi-hauteur f₂) suivi d'un pic négatif (amplitude f₃, largeur f₄), délimités entre x₁ et x₂ ; f₅ est l'énergie (MSE) de cette zone et f₆ le décalage d'un écho de référence associé à un élément fixe du réseau.

3Construction de séries temporelles — relevés au fil du temps et sur les différents points d'accès du réseau, les indicateurs sont empilés en une série temporelle multivariée, entrée du modèle de prédiction.

4Prédiction — ces séries alimentent un réseau LSTM qui projette l'évolution des indicateurs ; la RUL s'obtient alors par seuil de fin de vie, ou par apprentissage supervisé.

SimDFsimulateur CEA — trajectoires de vieillissement

f₁–f₆indicateurs de dégradation extraits

LSTMprédiction des séries temporelles

RULdurée de vie résiduelle estimée

Ouverture · IA & apprentissage fédéré

Face au manque de données, nous avons validé la chaîne sur le jeu public C-MAPSS (turboréacteurs) via FeatRUL, puis étendu au distribué avec DistFeatRUL, fondé sur l'apprentissage fédéré : entraîner collectivement des modèles de pronostic sans partager les données brutes — confidentialité et passage à l'échelle.

De la série temporelle à la prédiction

Les indicateurs, collectés dans le temps et sur les différents points d'accès du réseau, forment une série que le modèle apprend à prolonger.

Série temporelle multivariée

$F_n=[\,f_{n,1},\,f_{n,2},\dots,f_{n,t}\,]\in\mathbb{R}^{(IJ)\times t}$(3.10)

Pour un réseau $n$, les $J$ indicateurs issus des $I$ points d'accès sont empilés à chaque instant, puis suivis dans le temps.

Prédiction · horizon h (LSTM)

$\widehat{F}'_{n,t}=[\,\widehat{f}_{n,t+1},\dots,\widehat{f}_{n,t+h}\,]\in\mathbb{R}^{D\times h}$(3.11)

À partir de l'historique des $w$ derniers vecteurs, le LSTM estime les $h$ valeurs futures des indicateurs, qui alimentent l'estimation de la RUL.

Réfs

Bilan de l'axe

Un axe porté par le LabCom et de jeunes chercheurs

Verrous & réponses apportées

Détection précoce et fiable des défauts non francs et suivi de leur évolution
- Post-traitement par fusion
- Communication OMTDR entre réflectomètres
- Choix de la fréquence et du réflectomètre par ACP
Caractérisation des défauts non francs
- Modèles de câbles et de défauts (CST, RLCG, ABCD)
- Reverse engineering et optimisation (PSO, GA)
Prédiction de l'évolution des défauts non francs et estimation de leur RUL
- Stratégie PrognoCable
- Indicateurs de dégradation, séries temporelles
- Prédiction LSTM, estimation de la RUL

Pilotage · projets R&D

LabCom — SmartCo

Cheffe de projet scientifique — modélisation de défauts naissants, post-traitement des signaux par fusion (brevet) et caractérisation des défauts non francs.

2014–2020

Montage de projets collaboratifs

Coordinatrice ou responsable scientifique lors du montage de projets ANR, BPI et EP — dont PRONOSTIC et AI4EWIS.

ANR · BPI · EP · 2018–2025

Pilotage du laboratoire LFIC

Laboratoire portant la réflectométrie électrique : management des ingénieurs-chercheurs, feuille de route, prospection de partenariats académiques et industriels, arbitrage des sujets de stages et de thèses.

CEA LIST · 2020–2022 · ~30 personnes

Diapositive de la feuille de route du LFIC, « Stratégie adoptée : tous dans le même bateau » : un navire aux couleurs du LFIC part de nos acquis, suit les étapes clés vers notre cible, et s'ancre sur nos axes de développement. — « Tous dans le même bateau » — acquis, axes de développement, cible et étapes clés

Encadrement de jeunes chercheurs

Ingénieurs-chercheurs du LabCom

Encadrement de 3 à 4 ingénieurs-chercheurs sur la modélisation de défauts naissants et le traitement du signal avancé.

LabCom SmartCo · 2014–2020

CDD — Baptiste Charnier

Capteur OMTDR embarqué pour la localisation des défauts non francs, dans le cadre du LabCom SmartCo.

CDD de recherche, 18 mois · sept. 2015 – fév. 2017 · 1 article

Thèse — Sidney Lopes de Assis

Diagnostic et pronostic dans les réseaux filaires complexes par réseaux bayésiens — l'amorce de l'axe pronostic.

janv. – juin 2017 · co-enc. N. Ravot · thèse interrompue · 1 conférence

Thèse — Nour Taki

Diagnostic des défauts non francs : choix de la fréquence et du réflectomètre par ACP.

2018–2022 · co-enc. N. Ravot, dir. C. Delpha · soutenue le 28/02/2022 · 1 article de journal, 2 conférences, 2 brevets

Thèse — Baudouin Naline

Pronostic de câbles électriques via apprentissage fédéré : méthodologie PrognoCable.

2021–2024 · co-enc. N. Ravot, S. Garcia-Rodriguez, dir. K. Zeitouni · soutenue en déc. 2024 · 2 conférences

Soutenance de thèse de Baudouin Naline, décembre 2024 : le docteur entouré du jury et de ses encadrants

Production scientifique de l'axe

Ce que cet axe a produit

9articles publiés

5brevets déposés

3thèses co-encadrées, dont 1 interrompue

Bascule de l'axe

Du câble surveillé à la signature du feu

Du défaut à son environnement. Le défaut non franc est une discontinuité d'impédance localisée ; l'échauffement, lui, diffuse et installe une variation d'impédance distribuée. Le réflectogramme différentiel n'y mesure plus l'intégrité du câble, mais le profil spatial de sa sollicitation thermique.

Même position, tout autre largeur. Une source chauffée de 5 cm installe un gradient de 38 cm et une signature de 18 cm — quatre fois la zone chauffée.

Chapitre 04 · Incendie

04 — Stratégies de surveillance de départ d'incendie

Quand le câble devient capteur de feu.

L'idée naît des travaux du CEA LIST sur les paramètres d'influence de la réflectométrie : dès que la température opérationnelle du câble est légèrement dépassée, une signature électrique apparaît et la vitesse de propagation change ; au-delà, le diélectrique fond jusqu'au court-circuit. Cette sensibilité à l'échauffement peut donc servir à détecter un départ de feu.

Contexte & verrous

Remplacer le bilame par le câble lui-même

Dans le cadre du LabCom SmartCo, la réflectométrie a été proposée pour surveiller le départ d'incendie dans les moteurs d'un hélicoptère, maillés par un câble capteur, en remplacement des systèmes existants : capteur de type bilame et détecteur à gaz.

Le système de surveillance de départ d'incendie est composé de deux briques :

Un câble capteur — sensible à la température, résistant au feu et peu atténuant sur toute la longueur surveillée : trois exigences antagonistes.
Un système de réflectométrie — une portée couvrant tout le câble capteur et une sensibilité suffisante pour détecter et localiser le départ de feu au plus tôt.

Trois verrous sont traités :

Caractériser la signature d'un échauffement local — comprendre comment un échauffement se lit sur le réflectogramme, et en quoi il diffère d'un défaut.
Réduire les fausses alarmes — détecter et localiser plusieurs zones avec un niveau de confiance suffisant pour déclencher l'alarme.
Suivre la propagation de l'incendie et en assurer la traçabilité — remplacer la ligne unique par un réseau ramifié et en reconstruire la topologie pour surveiller son évolution.

4.1

Caractérisation de la signature d'un échauffement

Modéliser la réponse électrothermique du câble capteur pour comprendre la signature électrique d'un échauffement localisé.

4.2

Détection multizones

Détecter et localiser les échauffements sur plusieurs zones surveillées à partir des variations du signal de réflectométrie.

4.3

Démonstrateur embarqué

Intégrer le câble capteur et les cartes OMTDR dans un système de surveillance de départ d'incendie présenté au Salon du Bourget 2019.

4.1 — Caractérisation de la signature d'un échauffement

Un échauffement ne se lit pas comme un défaut

Modélisation électrothermique d'un câble découpé en trois tronçons — T1 500 mm · T2 50 mm chauffé · T3 450 mm — sous une source balayée de 60 à 300 °C, en TDR différentielle à 2 GHz.

Cartographie de la température le long du câble pour une source à 60 °C : 60 °C au maximum, au centre, sur le tronçon chauffé, et la chaleur diffuse en s'atténuant jusqu'à 20,6 °C aux deux extrémités. — **La signature suit le gradient, pas la source** : même position et même forme à chaque palier, seule l'amplitude croît. Survolez la courbe ; cliquez la légende pour isoler une trace.

4.2 — Détection multizones

Un algorithme de post-traitement multizones

Un algorithme de post-traitement en trois temps — fenêtrage, lissage par fenêtres glissantes de largeurs différentes, seuillage adaptatif — détecte et localise plusieurs zones d'échauffement sur un même câble.

Ce que le post-traitement fait émerger. Sur le brut (gris), rien ne distingue une zone chaude d'une oscillation. Après fenêtrage, lissage multi-échelle et seuillage adaptatif (blanc), la tendance apparaît et les quatre zones sont marquées : 1,7 · 4,6 · 8,2 · 11,8 m. Survolez pour lire les amplitudes.

Réduire les fausses alarmes par la redondance

Câbles capteurs et systèmes de réflectométrie sont redondants : l'alarme n'est déclenchée que si les deux voient l'échauffement. Une détection isolée reste sans effet, ce qui limite le risque de fausse alarme — c'est la réponse au verrou des fausses alarmes.

4.3 — Démonstrateur embarqué

Le câble devient la sonde incendie du moteur

Un démonstrateur fonctionnel développé dans le LabCom SmartCo : deux paires torsadées maillent quatre zones moteur, le feu est simulé par des résistances chauffantes, et l'alarme tombe en moins de 15 secondes.

Panneau de démonstration Nicomatic « Détection incendie » : deux paires torsadées serpentent sur quatre zones moteur, chacune équipée d'une résistance chauffante et d'un afficheur de température ; des interrupteurs en façade déclenchent le feu zone par zone. — **La redondance à l'écran.** Les **deux cartes**, chacune reliée à sa propre paire, localisent les mêmes quatre zones — **270 · 603 · 897 · 1154 cm** pour la première, **277 · 607 · 903 · 1160 cm** pour la seconde, soit un **écart de 4 à 7 cm**. Le voyant **Incendie** ne s'allume que sur cette concordance.

Interface du démonstrateur : deux cartes de réflectométrie affichent chacune leur réflectogramme et détectent les mêmes quatre zones, à 270, 603, 897 et 1154 cm pour la carte 1, à 277, 607, 903 et 1160 cm pour la carte 2 ; les voyants Incendie des deux moteurs sont allumés. — **La redondance à l'écran.** Les **deux cartes**, chacune reliée à sa propre paire, localisent les mêmes quatre zones — **270 · 603 · 897 · 1154 cm** pour la première, **277 · 607 · 903 · 1160 cm** pour la seconde, soit un **écart de 4 à 7 cm**. Le voyant **Incendie** ne s'allume que sur cette concordance.

14,5mde câble capteur par paire, quatre zones moteur instrumentées

100°Céchauffement local détecté

4 zonesdétectées et localisées simultanément

< 15sdélai de déclenchement de l'alarme

Suite — projet SECURE-HOP

Objectif : gagner en portée et en précision de localisation avec le même matériel, et en sensibilité grâce à un câble thermosensible. Projet SECURE-HOP (Bpifrance · Nicomatic, HeatSelf, Airbus Helicopters), dont j'ai monté le dossier.

Traçabilité de l'incendie

Un réseau ramifié remplace la ligne unique. La reconstruction de sa topologie en surveille l'évolution, renseigne sur la propagation de l'incendie et en assure la traçabilité. Stratégie brevetée.

Réfs

Bilan de l'axe

Du modèle électrothermique au démonstrateur

Verrous & réponses apportées

Caractérisation de la signature d'un échauffement local
- Modèles de câbles et d'échauffement
- Simulations électrothermiques (CST, RLCG, ABCD)
Réduire les fausses alarmes
- Détection et localisation multizones
- Redondance des câbles capteurs et des réflectomètres
Suivi de la propagation de l'incendie et traçabilité
- Réseau ramifié en remplacement de la ligne unique
- Reconstruction de la topologie du réseau pour en surveiller l'évolution (brevet)

Pilotage · projets R&D

LabCom SmartCo

Cheffe de projet — modélisation électrothermique, algorithme de détection multizones et intégration de la carte OMTDR Ariane V2 dans le démonstrateur embarqué.

Fiche action 524865-1 (réf. C19853)

Prospects et montage de projets industriels

Prospection et montage de projets de détection et localisation d'incendie — dont SECURE-HOP, pour moteur d'hélicoptère : portée et précision de localisation avec le même matériel, sensibilité accrue par câble thermosensible.

Bpifrance · Nicomatic, HeatSelf, Airbus Helicopters

Dissémination

Salon du Bourget 2019 & 2025

Présentation du démonstrateur embarqué de détection incendie issu du LabCom SmartCo (2019) et promotion des travaux du projet SECURE-HOP (2025).

Paris Air Show 2025

Production scientifique de l'axe

Ce que cet axe a produit

2articles publiés

1brevet déposé

1démonstrateur embarqué

05 — Perspectives de mes travaux de recherche

Vers une plateforme modulaire & intelligente de réflectométrie.

Une première analyse bibliométrique de la littérature scientifique et trois axes prospectifs à l'interface de la modélisation, du traitement du signal et de l'IA.

5.1

Analyse des tendances scientifiques

Cartographie du corpus scientifique et des usages de la réflectométrie pour identifier les tendances émergentes et les verrous du diagnostic filaire.

5.2

Positionnement stratégique du CEA-LIST

Ouverture vers de nouveaux usages (SHM réservoirs H₂, batteries, topologie) et plateforme d'instrumentation distribuée, modulaire et intelligente.

5.3

Perspectives de recherche

Surveillance hybride active/passive, fiabilité du monitoring, pronostic des réseaux — IA guidée par la physique et réseaux de graphes (PEPR TASE — TASTING).

5.1 — Analyse des tendances scientifiques

Du panorama des usages aux verrous du diagnostic filaire

La cartographie des publications situe d'abord la réflectométrie dans ses dix champs d'application. Le diagnostic filaire, premier domaine du corpus, est ensuite analysé plus finement pour identifier les tendances émergentes, les lacunes scientifiques et fonder le choix de mes futurs axes de recherche.

Première étude bibliométrique du domaine

J'ai proposé et contribué à réaliser une revue de la littérature récente, puis à aller au-delà avec une étude bibliométrique de 263 articles scientifiques publiés entre 2020 et 2025 — la première dans ce domaine. La démarche est prospective : identifier les tendances, les verrous et les opportunités de collaboration pour alimenter la feuille de route des laboratoires.

Deux domaines concentrent la moitié du corpus. Sur 263 articles publiés entre 2020 et 2025, le diagnostic filaire (28 %) et l'environnement (24 %) dominent — le premier porté par l'électrification des systèmes, le second par l'essor du câble comme capteur non intrusif du milieu. Les domaines plus émergents — agroalimentaire, surfaces intelligentes, sécurité, cartographie de topologie — montrent une technologie polyvalente et à coût modéré.

Retombée directe — un réseau d'acteurs

Une analyse des brevets (base Orbit, démarche inspirée de PRISMA, filtrage par IA générative) complète le corpus scientifique.

Les auteurs du corpus forment une liste de contacts : elle a servi à solliciter les sessions spéciales que j'ai organisées à PIERS 2025 et IEEE I2MTC 2026, et à amorcer des collaborations (co-encadrements, projets).

Session spéciale « The potentiel of electrical reflectometry » à PIERS 2025 : six participants devant l'écran d'ouverture, qui mentionne Wafa Ben Hassen comme organisatrice et présidente de session. — **PIERS 2025, Abu Dhabi.** Session spéciale sur le potentiel de la réflectométrie électrique, que j'ai organisée et présidée.

5.2 — Positionnement stratégique du CEA-LIST

Élargir le terrain d'application,
structurer un socle commun

Au-delà du diagnostic filaire, nos travaux sur le départ d'incendie, puis mes contributions à trois autres ouvertures, démontrent la capacité de la réflectométrie à observer un environnement, une structure, un système énergétique ou l'architecture d'un réseau. Ces applications participent au positionnement collectif du CEA-LIST, sans devenir pour autant mes axes personnels de recherche.

Résultat démonstrateur< 15 spour déclencher l'alarme incendie

Travaux personnels · pilotage & transfert

Le câble devient la sonde incendie du moteur

Détaillé au chapitre 4 : signature d'un échauffement, détection multizones, démonstrateur embarqué.

Voir le chapitre 4 →

3.2.2 · Changement d'échelle

Une plateforme distribuée, modulaire et intelligente

Passer d'une mesure ponctuelle de laboratoire à une surveillance industrielle continue exige un cadre où chaque développement est évalué sur la chaîne complète, de l'interaction physique jusqu'à la décision.

Simulation numérique

Modéliser les réseaux de câbles et analyser la sensibilité des signatures électriques.
- Modélisation 2D/3D
- Simulation multiphysique
- Jumeau numérique
- Analyse de la sensibilité
- BDD simulées et synthétiques
Expérimentation & mesure

Confronter les modèles aux mesures et constituer des données représentatives du réel.
- Banc d’essais en laboratoire
- Calibration du signal
- Preuve de concept (POC)
- Incertitudes de mesure
- Couplage optimisé
- BDD expérimentales/réelles
Stratégie embarquée

Adapter la mesure aux contraintes du système à instrumenter.
- Choix des composants
- Architecture matérielle
- Conception & prototypage
- Cartes électroniques
- Traitements embarqués
- Durcissement
Stratégie distribuée

Déployer un réseau de réflectomètres pour croiser les observations du système.
- Méthodes d’accès multiples
- Optimisation des capteurs
- Optimisation de la couverture
- Protocole de communication
- Fusion multi-capteurs
- Décision hiérarchisée
Traitement du signal et IA

Associer traitement avancé du signal et IA pour rendre les signatures exploitables.
- Passage à l’échelle
- Cohabitation des signaux
- Caractérisation des défauts
- Extraction d’indicateurs
- Précision de la localisation
- Estimation de la fiabilité
- Prédiction et estimation RUL

5.3 — Perspectives de mes travaux de recherche

Revenir à mon fil directeur :
l'intégrité des câbles

Ces ouvertures nourrissent le positionnement du CEA-LIST. Mes perspectives de recherche restent, elles, centrées sur les verrous du diagnostic et du pronostic des réseaux filaires complexes, là où mon parcours et l'analyse bibliométrique convergent.

Figure d'origine : sept familles de diagnostic filaire, de la fiabilité à zéro publication au noyau détection et localisation à 34 publications. — Zoom · diagnostic filaire **Tendance scientifique dans le domaine du diagnostic filaire**
Les sept familles du diagnostic filaire, dans le corpus 2020–2025.

Trois axes pour l'intégrité des réseaux filaires

De la signature électrique à la décision de maintenance : caractériser l'état, qualifier le diagnostic, anticiper la dégradation.

Surveillance des réseaux complexes

En cours · TASTING 2023–2028

Verrou

Calibration automatisée des réflectomètres
Discrimination robuste entre défauts et variations normales de charge
Intégration embarquée en environnement contraint
Bande passante limitée et compatibilité électromagnétique
Généralisation du diagnostic aux réseaux complexes

Travaux en cours · PEPR TASE — TASTING · 2023–2028

Mon rôle : pilotage scientifique et encadrement

Responsable du WP1 « Fiabilité et sécurité des infrastructures électriques » et cheffe de projet CEA-LIST.
Contribution au montage du projet et à la définition de deux post-doctorats (correction de l'état de santé, jumeau numérique) et d'une thèse (reconstruction de topologie par l'IA).
Co-encadrement d'Abdelhak Boudehane depuis juin 2025, pour 24 mois.

Travaux en cours : surveillance passive des réseaux PLC. Nous avons développé une méthode fondée sur la réponse fréquentielle du canal (CFR) et les méthodes d'IA pour distinguer un défaut du câble d'une variation de configuration du réseau.

Valorisation. Dépôt de brevet en 2026 et article accepté à IEEE SENSORS.

Photo de groupe des partenaires du projet TASTING devant l'entrée Université Paris-Saclay – CentraleSupélec. — **Consortium TASTING** — réunion des partenaires à CentraleSupélec, Université Paris-Saclay.

ObserverSurveillance hybride

En cours · TASTING

Combiner réflectométrie active et signaux déjà présents pour détecter avec moins d'intrusivité.
- Réflectométrie active OMTDR
- Exploitation passive des signaux PLC
- Discrimination défauts / variations de charge
InterpréterIA informée par la physique

À explorer

Guider l'apprentissage par la physique pour viser robustesse et généralisation.
- Lois de propagation et d'atténuation
- Conditions physiques aux jonctions
- Connaissances physiques en appui de données limitées
GénéraliserRéseau de neurones sur graphes (GNN)

À explorer

Représenter les réseaux en graphes pour intégrer leur topologie au diagnostic.
- Nœuds et câbles représentés en graphe
- Messages calculés entre voisins
- Architecture à définir et à valider

Structuration envisagée

Appui sur TASTING (2023–2028) et un post-doctorat actuellement co-encadré.

Réfs

Fiabilité du monitoring dans les systèmes complexes

Acquis · modèle de thèse 2014 | Extension au monitoring à structurer

Verrous

Discrimination entre défaut du câble et variation de l'environnement
Fiabilité de la détection et de la localisation sous perturbations
Quantification de la confiance avec des observations incomplètes
Identification des causes de dégradation du diagnostic
Cohérence des décisions de monitoring dans le temps

Socle acquis · mes travaux de thèse (2014)

Mes contributions : facteurs d'influence et modélisation bayésienne

Identification et évaluation des facteurs d'influence par simulations, expérimentations et avis d'experts.
Proposition d'un réseau bayésien classique pour étudier la fiabilité de la détection et de la localisation d'un défaut de câble.
Organisation en sept classes de variables ; les caractéristiques du défaut constituent la classe cible.

Réseau bayésien de thèse : caractéristiques du réflectomètre, procédure de réflectométrie, effets des perturbations, perturbations, caractéristiques du câble et stress thermique reliés aux variables de détection et de localisation du défaut. — **Modèle proposé durant mes travaux de thèse.**

CaractériserDéfauthèque multiphysique

À développer

Relier les phénomènes physiques à leurs signatures pour distinguer défaut du câble et variation d'environnement.
- Simulations électromagnétiques, électrothermiques et électromécaniques
- Essais contrôlés et campagnes de vieillissement en laboratoire
- Indicateurs électriques et vitesse d'évolution des signatures
QuantifierFusion bayésienne

Modèle de thèse à enrichir

Estimer la confiance du monitoring et rechercher, par inférence inverse, les causes de sa dégradation.
- Facteurs d'influence sur le monitoring
- Fusion des mesures, modèles physiques, expertises et retours de terrain
- Prise en compte d'observations manquantes ou d'un réflectomètre indisponible
SuivreRéseaux bayésiens dynamiques

À explorer

Intégrer l'évolution temporelle des indicateurs pour vérifier la cohérence des décisions de monitoring.
- Suivi de l'amplitude et de la largeur des signatures de défaut
- Prise en compte de la dynamique des défauts
- À long terme : réseaux bayésiens multidimensionnels intégrant topologie, capteurs et composants

Structuration envisagée

Thèse en co-direction en réseaux bayésiens, à financer.

Réfs

Pronostic des réseaux filaires

Acquis · PrognoCable | Extension des approches au pronostic à développer

Verrous

Détection des défauts naissants en présence de perturbations
Manque de base de données publiques.
Difficulté à simuler la dégradation du câble jusqu'à sa fin de vie
Généralisation à de nouveaux cas d'usage

Socle acquis · du diagnostic au pronostic

Appuis scientifiques · thèse de Naline Baudouin (2021–2024)

Post-traitements et réflectogrammes différentiels pour rendre exploitables les signatures de défauts.
Stratégie PrognoCable : extraction des indicateurs de dégradation (amplitude, largeur et MSE), puis construction de séries temporelles multivariées.
DistFeatRUL : apprentissage fédéré pour estimer la durée de vie résiduelle (RUL) sur la base C-MAPSS (dégradation de turboréacteurs), sans centraliser les données brutes.

ConstituerBases de données hybrides

À construire

Couvrir des trajectoires complètes et représentatives, de l'état sain à la fin de vie du câble.
- Simulations multiphysiques et données synthétiques confrontées aux essais
- Vieillissement accéléré et défauts naissants maîtrisés et reproductibles
- Température, caméras rapides et jauges de contraintes ; données de terrain si disponibles
PrédireModèles temporels de dégradation

PrognoCable à prolonger

Exploiter les dépendances temporelles entre les indicateurs pour estimer la durée de vie résiduelle.
- Amplitude, largeur et MSE réunies en séries temporelles multivariées
- Réseaux convolutifs temporels, LSTM, GRU ou Transformers à explorer
- Développement sur des bases maîtrisées et annotées
GénéraliserApprentissage fédéré et physique

À explorer pour les câbles

Apprendre collectivement et guider les modèles par la physique pour viser robustesse et généralisation.
- Apprentissage collaboratif entre acteurs sans centralisation des données brutes
- Lois de propagation, équations des télégraphistes et mécanismes de vieillissement
- Extension à de nouveaux câbles et conditions d'usage à évaluer

Structuration envisagée

Projet ANR à envisager ; thèse en co-direction RUL à viser en 2029.

Réfs

Socle commun Physique · simulation · expérimentation · données

Réflectométrie électrique

Sommaire

Parcoursscientifique

Surveillancedes réseaux

Pronosticdes câbles

Départd'incendie

Perspectives

Une trajectoire de la surveillance vers le pronostic, du concept au transfert.

Surveiller un réseau sans interrompre son fonctionnement.

Un signal de test qui communique

Des réflectomètres qui communiquent pour localiser le défaut

SmartCo — la preuve matérielle

Un axe conçu, encadré et transféré

La valise de diagnostic OMTDR

Ce que cet axe a produit

Du défaut franc au défaut non franc

Une signature noyée dans le bruit.

Du diagnostic de défaut non franc à l'estimation de la RUL.

Une configuration automatisée guidée par les données

Révéler le défaut par fusion probabiliste

Du défaut détecté au défaut quantifié

Prédire la fin de vie du câble

Un axe porté par le LabCom et de jeunes chercheurs

Ce que cet axe a produit

Du câble surveillé à la signature du feu

Quand le câble devient capteur de feu.

Remplacer le bilame par le câble lui-même

Un échauffement ne se lit pas comme un défaut

Un algorithme de post-traitement multizones

Le câble devient la sonde incendie du moteur

Du modèle électrothermique au démonstrateur

Ce que cet axe a produit

Vers une plateforme modulaire & intelligente de réflectométrie.

Du panorama des usages aux verrous du diagnostic filaire

Le câble devient la sonde incendie du moteur

Une plateforme distribuée, modulaire et intelligente

Simulation numérique

Expérimentation & mesure

Stratégie embarquée

Stratégie distribuée

Traitement du signal et IA

Revenir à mon fil directeur :l'intégrité des câbles

Noyau détection & localisation

Verrou

Travaux en cours · PEPR TASE — TASTING · 2023–2028

Ambition scientifique et leviers de recherche

ObserverSurveillance hybride

InterpréterIA informée par la physique

GénéraliserRéseau de neurones sur graphes (GNN)

Structuration envisagée

Verrous

Socle acquis · mes travaux de thèse (2014)

Ambition scientifique et leviers de recherche

CaractériserDéfauthèque multiphysique

QuantifierFusion bayésienne

SuivreRéseaux bayésiens dynamiques

Structuration envisagée

Verrous

Socle acquis · du diagnostic au pronostic

Ambition scientifique et leviers de recherche

ConstituerBases de données hybrides

PrédireModèles temporels de dégradation

GénéraliserApprentissage fédéré et physique

Structuration envisagée

Parcours
scientifique

Surveillance
des réseaux

Pronostic
des câbles

Départ
d'incendie

Revenir à mon fil directeur :
l'intégrité des câbles