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UNIVERSITE LARBI BEN M’HIDI DE OUM EL BOUAGHI FACULTE DES SCIENCES ET DES SCIEN

UNIVERSITE LARBI BEN M’HIDI DE OUM EL BOUAGHI FACULTE DES SCIENCES ET DES SCIENCES APPLIQUEES DEPARTEMENT DE GENIE ELECTRIQUE Filière de génie électrique MEMOIRE DE FIN D’ETUDES En vue de l’obtention du DIPLOME DE MASTER Spécialité : INFORMATIQUE INDUSTRIELLE Mémoire de fin d’études soutenu publiquement a Oum El Bouaghi juin 2017 Par : KHANFAR NAIMA Dirigé par : Dr. REMACHE Louardi Année universitaire : 2016/2017 Etude et réalisation d’une carte électronique destinée au chronométrage des durées de gel dans un milieu froid Remerciements Tout d’abord, Nous tient à remercier DIEU le miséricordieux de nos avoir donné la possibilité de réaliser notre projet, d’arriver à notre souhaits et d’atteindre notre objectifs. Nous aimerons dans ces quelques lignes remercier toutes les personnes qui d’une manière ou d’une autre, ont contribué au bon déroulement de notre travail, tout au niveau humain qu’au niveau scientifique. Nous tenons tout d’abord à remercier notre encadreur MONSIEUR, Dr. Remâche Loardi, on a pu bénéficier à la fois de ses compétences scientifiques, et de sa grande disponibilité, tant pour résoudre les difficultés rencontrées lors de notre réalisation, de répandre à nos questions. Nous ajoutons en particulière sa patience et ses encouragements, nous a permis de travailler dans bonnes conditions. Grand remercient à tous les ingénieurs des laboratoires de génie électrique : Ali Germain et salwa. Nos remerciements s’adressent également à tous membres de Jury, qui ont accepté de nous honorer de leur présence et de juger notre travail Merci. Et à toute personne ayant contribué de près ou de loin à notre soutien moral إھد ا ء رب اﻟﻌﺎﻟﻣﯾن و اﻟﺻﻼة و اﻟﺳﻼم ﻋﻠﻰ ﺧﺎﺗم اﻟﺣﻣد اﻷﻧﺑﯾﺎء و اﻟﻣرﺳﻠﯾن اھدي ھذا اﻟﻌﻣل إﻟﻰ ﻣ ن رﺑﺗﻧﻲ و أﻧﺎ ر ت د رﺑﻲ و أﻋﺎﻧﺗﻧﻲ ﺑﺎﻟﺻﻠ وا ت و اﻟدﻋ وا ت إﻧﮭﺎ أﻏﻠﻰ إﻧﺳﺎﻧﺔ ﻓﻲ ھذا اﻟوﺟود أﻣﻲ اﻟﺣﺑﯾﺑﺔ ﺣﻔﺿﮭﺎ ﷲ و أ طﺎ ل ﻋﻣرھﺎ إﻟﻰ ﻣن ﻋﻣل ﺑﻛد ﻓﻲ ﺳﺑﯾﻠﻲ و ﻋﻠﻣﻧﻲ ﻣﻌﻧﻰ اﻟﻛﻔﺎح و أوﺻﻠﻧﻲ إﻟﻰ ﻣﺎ أﻧﺎ ﻋﻠﯾﮫ أﺑﻲ اﻟﻛرﯾم أداﻣﮫ ﷲ ﻟﻲ إﻟﻰ أﺧﻲ و أﺧواﺗﻲ و ﻛل ﻣن ﺳﺎھم ﻓﻲ ﺗﺷﺟﯾﻌﻲ و وﻗ ف ﺑﺟﺎﻧﺑﻲ Table des matières Table des matières I.INTRODUCTION GENERALE: …………………………………………… 2 Chapitre I : le gel ……………………………………………………... 4 I. Introduction...………………………………………………………………… .5 I.1 Formation du gel: ……………………………………………………………. 5 I.2 Gel indiqué à la station météorologique et sa relation avec le sol…………… 6 I.3. Quelques définitions ………………………………………………………. .6 a. Jour de gel : ……………………………………………. 6 b. Niveaux de gel…………………………………………. 6 c. Intensité du gel ………………………………………… 7 I.4. Effet du gel sur la végétation…………………………………………………. 7 I.4.1. Le moment et la durée du stress thermique :……………………… 8 I.4.2. Les dégâts et la mort des végétaux sans gel………………………. 9 I.4.3. Le froid, bénéfique pour la germination : ………………………. 10 I.4.4. Les maladies causées par le froid ………………………………… 10 I.4.5. Effets du gel :………………………………………………………. 11 I.4.6. Préparation pour l’hiver……………………………………………. 12 I.5-Effet du gel sur les animaux ……………………………………………… 12 I.5.1. Les animaux qui survivent au gel…………………………………… 13 I.5.2. Les mammifères……………………………………………………. .14 I.5.3. Résistance de l’homme au froid ……………………………………. 14 I.5.5. Persistance du froid ………………………………………………….. 15 I.6.Conclusion :………………………………………………………………… 16 Chapitre II : les capteurs ………………………………………………….. 17 Table des matières II.1 Introduction :………………………………………………………………….. 18 II.2. Définition d’un capteur :……………………………………………………… 18 a) capteur ……………………………………………………………………... 18 b) Généralités sur les capteurs……………………………………………………18 II.3.les Défirent type de capteur ……………………………………………………19 II.3.1. Capteur analogique. ………………………………………………………… 19 II.3 .2. Capteur logique………………………………………………………………20 II.3.3. Capteur numérique …………………………………………………………...20 II.4. Structure interne d’un capteur …………………………………………………20 II.5. Choix d’un capteur …………………………………………………………… 21 II.6. les capteurs de température. …………………………………… …………… 22 II.6.1.Méthode électronique………………………………………………………22 II.6.1.1.Thermomètres à résistance et thermistance …………………………… 22 II.6.1.2.Thermomètres à thermistance ……………………………………………22 II.6.3.Thermomètres par thermocouple ….………………………………………… 23 a) Principe de thermocouple ………………………………………………… 23 b) La fonction d’usage du thermomètre ……………………………………… 23 II.7. Capteur LM35 ………………………………………………………………….26 II.8.Capteur de lumière………………………………………………………………27 II.9. Les type de capteur……………………………………………………………..28 II.10.Conclusion :……………………………………………………………………32 Chapitre III : Introduction :…………………………………………………………………………34 III.3.1 Principe de fonctionnement :……………………………………………….. 34 III.3.2. Fonction de détection :…………………………………………………….. 36 a -Capteur de température :…………………………………………………….. 35 b -Le capteur de lumière :…………………………………………………….. 37 Table des matières III.3.3 Convertisseur analogique numérique (ADC) :……………………………….39 III.3.1 Définition :……………………………………………………………… 39 III.3.3.2 Principes du convertisseur analogique numérique :……………………… .41 III.3.3.3 Les étapes de conversion :………………………………………………… 41 III.3.4 Conversion de grandeur numérique de tension en grandeur physique :……..42 III.3.5 Chronométrage de durée de gèle :……………………………………………44 III.3.5 .1 principe de circuit électronique :………………………………………….. 44 III.3.5.2 Programmation :…………………………………………………………..45 III.3.6 Système d’affichage LCD (Light Control Display) :………………………46 a. Présentation :………………………………………………………………..46 b. Principe des cristaux liquides LCD :………………………………………..47 c. Brochage :…………………………………………………………………...47 III.3.7 Programmation :……………………………………………………………48 III.3.7.1 Partie de contrôle le (pic 16f877A):……………………………………….48 a. Définition :………………………………………………………………….49 b. Principales caractéristiques du PIC 16F877A :…………………………….49 c. Mémoires du PIC :………………………………………………………….50 d. Architecture Externe:…………………………………………………………50 e. Architecture interne :………………………………………………………….51 III.3 .7.2 Organigramme :…………………………………………………………..53 a. Organigramme utilisant le capteur LM35DZ :…………………………….54 b. Organigramme utilisant le capteur LM35CZ :…………………………….55 c. d. Organigramme des séquences de chronométrage: …………………………56 III.3.8 L’implantation de programmation dans pic : ………………………………58 III. 3.8.1 Etapes de programmation du PIC avec le logiciel WINPIC 800:………..58 Table des matières III.3.9 Schéma électrique :…………………………………………………………. 59 III.3.9 .1 schéma électrique utilisant LM35DZ :……………………………….…... 60 III.3.9.2 Schéma électrique utilisant LM35CZ :……………………………………. 60 III3.10 Résultat de la simulation :…………………………………………….. 64 Conclusion :…………………………………………………………………… .65 CONCLUSION GENERALE…………………………………………………. 66 BIBLIOGRAPHIE ANNEXE Liste des Figures Liste des Figures : CHAPITER I : Figure I.1 : Résistance des plantes au froid……………………………………. . 8 Figure I.2 : Végétaux sensibles au froid, qui présentent des troubles à des températures plus basses que 7-15°C…………………………………………………………….. 9 Figure I.3 : Effet du gel sur les plantes …………………………………………. 11 Figure I.4 : Effet du gel sur les animaux, la mort des oiseaux sous l’effet du gel 13 Figure .5 : Les cartes climatiques destinées à l’agriculture montrent les températures minimales par zone…………………………………………………… 15 Figure I.6 : Nombre annuel moyen de jours de gelée et le nombre moyen de jours de neige en France…………………………………………………………… 16 CHAPITRE II : les capteurs Figure II.1 : schéma de capture…………………………………………………… 18 Figure II.2: Chaine de mesure……………………………………………………….19 Figure II.3: schéma de capteur analogique………………………………………… 20 Figure II.4: Structure interne d’un capteur………………………………………….20 Figure II.5 : schéma de principe de thermocouple………………………………… 23 Figure II.6: fonctionnement générale de capteur……………………………………24 Figure II.7 : le circuit LM 35……………………………………………………………… 26 Figure II.8: schéma Capture d'écran des différentes versions de LM35…………………..27 Figure II.9: photorésistance LDR………………………………………………… 27 Figure II.10 : CAPTEUR SCHERTLER ELECTRODYNAMIQUE……………. 31 CHAPITER III : Résultats et interprétations Figure III.1 : Schéma bloc de la carte électronique ………………………………..35 Figure III.2: Le capteur LM35………………………………………………………36 Figure III.3: Capteur LDR………………………………………………………… 37 Figure III.4: Schéma synoptique du principe de fonctionnement de l’LDR…… 38 Liste des Figures Figure.III.5 : Schéma synoptique d’étalonnage la LDR sous ISIS……………… 39 Figure.III.6 : Schéma fonctionnel de la fonction conversion analogique numérique du PIC 18F………………………………………………………………….. 40 Figure III.7: Schéma fonctionnel…………………………………………………41 Figure III.8: L’échantillonneur bloqueur: schéma de principe ……………………42 Figure III.9 : Courbe permettant de déterminer la relation entre les valeurs de tension détectées et les températures à afficher l’écran LCD……………………………. 44 Figure III.10 : Schéma de circuit électronique…………………………………….. 44 Figure III.11: L’organigramme de la boucle sans fin programmation…………… 45 Figure .III.12 : Image d’un afficheur LCD 2*16………………………………… 46 Figure .III.13 : Brochage de circuit LCD………………………………………… 47 Figure .III.14: Schéma de l’unité de contrôle et de traitement (PIC 16F877A)…… 49 Figure .III.15: pic 16F877A microcontrôleur avec configuration des pins……… 51 Figure .III.16: Structure interne du PIC16F877……………………………………52 Figure .III.17 : schéma d’organigramme de LM 35DZ…………………………… 54 Figure III.18 : schéma d’organigramme de LM 35CZ…………………………… 55 Figure III.19: schéma d’organigramme de chronométrage……………………… 57 Figure III.20: Fenêtre de suppression du contenu de la mémoire du μ-Contrôleur…58 Figure III.21 : Schéma de programmateur ICPROG universel…………………… 59 Figure.III.22: Séquence de chronométrage des durées de gel (a) : T=7°C arrêt du chronométrage (b) : T<= seuil (0°C) affichage de la durée de gel pendant le jour, (c) : T<= seuil (0°C) affichage de la durée de gel pendant la nuit……………… 61 Figure.III.23 : Séquence de chronométrage des durées de gel (a) : T=5°C arrêt du chronométrage (b) : T<= seuil (-4°C) affichage de la durée de gel pendant le jour, (c) : T<= seuil (-4°C) affichage de la durée de gel pendant la nuit……………… 62 Figure III.24 : la Pourcentage de prédictif du gel dans une année………………. 63 Liste des Tableaux LISTE DES TABLEAUX Chapitre III : Tableau III.1: Correspondance entre les tensions et les valeurs de températures à afficher sur l’écran LCD……………………………………………. 43 Tableau III.2 : Brochage du connecteur……………………………… 48 Tableau.III.3 : le nombre d’heure de gel (nuit, jour) avec une année…… 63 INTRODUCTION GENERALE Introduction générale 2 Introduction Avec le réchauffement climatique qui semble aujourd'hui incontestable et bien installé, nous oublions qu’il y a eu, et qu’il y aura encore, des hivers particulièrement rigoureux. Les sociétés technologiques sont bien sûrs durement frappées par les froids extrêmes et les chutes de neige : canalisations gelées et éclatées, chaussées dégradées, circulation difficile, activité économique ralentie, productions agricoles détruites et, une des hontes de ce début de XXème siècle, SDF morts de froid. Nos ancêtres n’avaient évidemment pas tous ces problèmes de riches, mais le froid, faute d’échanges commerciaux lointains, était synonyme de famines généralisées. L’activité agricole, sans assurance, mettait des années à se remettre en route. Les maladies, sur des organismes mal nourris et fragilisés par des températures uploads/Geographie/ etude-et-realisation-d-x27-une-carte-electronique-destinee-au-c.pdf