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Laurent CATOIRE


coordonnées


Ecole polytechnique de Bruxelles
Laurent CATOIRE
tel 02 650 26 85, fax 02 650 26 77, laurent.catoire@ulb.ac.be
Campus du Solbosch
CP165/55, avenue F.D. Roosevelt 50, 1050 Bruxelles



unités de recherche


Automatique et analyse des systèmes [Control Engineering and System Analysis] (S.A.A.S.)



projets


Méthodes de détection, d'isolation et d'identification de défauts [Methods of identification and isolation of faults]
Il s'agit de développer des systèmes de détection, d'isolation et d'identification de défauts basées sur des modèles non linéaires des procédés supervisés. De tels systèmes sont typiquement constitués de deux parties : un générateur de résidus, qui engendre des signaux de valeur nominale nulle en l'absence de défauts et de valeur non nulle (au moins pour certains d'entre eux) en présence de défauts, et un système de décision qui analyse l'agencement des résidus nuls et non nuls et en déduit le(s) défaut(s) le(s) plus probable(s). On s'intéresse d'une part à la conception de générateurs de résidus basés sur des observateurs d'état pour des systèmes bilinéaires, des systèmes affines en l'état ou des systèmes affines en l'entrée, et d'autre part à l'étude de systèmes de décision basés sur des tests statistiques et des méthodes de classification.

Projet MINT : maintenance intelligente [MINT project : intelligent maintenance]
Le projet MINT consiste à concevoir et appliquer des méthodes de maintenance intelligente destinées au domaine de l'industrie sidérurgique. L'intérêt pour ces méthodes se justifie par la nécessité de limiter le nombre et la durée des arrêts de lignes (généralement très coûteux) mais aussi par la volonté d'obtenir un produit final de bonne qualité. [The MINT project consists in designing and applying intelligent maintenance methods for the steel industry. The interest for these methods is justified by the need to limit the number and the duration of line shutdowns (which are generally very expensive) but also by the wish to obtain a good quality product.]

PAI-DYSCO
Le SAAS, regroupé avec le service 3BIO, forme l'équipe ULB du pôle d'attraction interuniversitaire DYSCO (Dynamical systems, control and optimization). Il s'agit d'un réseau d'excellence qui regroupe un ensemble de huit équipes de recherche actives dans le domaine de la théorie des systèmes, de l'automatique et de l'optimisation en Belgique. L'équipe ULB contribue à quatre de cinq « workpackages » du PAI DYSCO par ses travaux dans les domaines suivants : -détection de défauts et diagnostic -régulation non linéaire -modélisation, optimisation et régulation des procédés (bio) techniques -modélisation et commande des systèmes biomédicaux. Pour plus d'information : http://sites.uclouvain.be/dysco [The SAAS, grouped with the 3BIO department, make the ULB team of IAP DYSCO (Dynamical systems, control and optimization). This excellence network is made of a set of eight research teams active in the area of system theory, control and optimization in Belgium. The team from ULB contributes to four of the five workpackages of the IAP DYSCO thought its works in the following areas: -fault detection and diagnosis -nonlinear control -modeling, optimization and control of (bio) chemical processes -modeling and control of biomedical systems. For more information : http://sites.uclouvain.be/dysco]

Supervision et diagnostic des procédés de chromatographie à lit mobile simulé [Monitoring and diagnosis of simulated moving bed chromatographic processes]
Les procédés de chromatographie à lit mobile simulé sont des procédés de séparation continus basés sur l'adsorption différentielle des composants d'un mélange liquide sur un solide poreux. Ce procédé a connu un grand succès et a été largement utilisé dans plusieurs domaines industriels comme la pétrochimie, la pharmacie et la chimie fine. Cependant, son application à la production de produits à haute valeur ajoutée doit se faire dans des conditions strictes de pureté et de productivité. C'est pourquoi la détection et l'isolation précoces des défauts est primordiale afin de maintenir la qualité et le rendement demandés. Plusieurs types de défauts peuvent apparaître dans un procédé SMB comme une dérive ou une erreur systématique sur un capteur ou des dégradations de la phase solide dans les colonnes. L'objectif de ce travail est le développement d'un système de supervision permettant de détecter et de localiser ces défauts. [The simulated moving bed (SMB) process is a continuous chromatographic separation process based on the differential adsorption of the components of a mixture. This process was largely used in the petrochemical, pharmaceutical and fine chemicals industries. However, its application to produce high added value products must be done under optimal operating conditions (product quantities and purities'). This is why the early detection and isolation of faults is crucial for ensuring process safety and efficiency. Indeed, there are several types of faults which can affect a SMB process like a sensor drift, a sensor bias or a degradation of the solid phase in the columns. This work consists in developing a monitoring system which allows fault detection and isolation for SMB process.]

Conception d'un robot esclave de téléopération à retour de force à quatre degrés de liberté en vue d'une application en chirurgie mini-invasive [Design of a four degrees of freedom slave robot for bilateral teleoperation for an application in minimally invasive surgery]
Le but de ce projet est la conception mécanique et logicielle d'un robot esclave de téléopération bilatérale appliquée à la chirurgie mini-invasive. Les couches logicielles comprennent une méthode de compensation de friction, les boucles d'amortissement mécanique ainsi qu'une surveillance des efforts appliqués. La compensation de friction tente de supprimer l'effet des non linéarités dures dans le comportement du système et améliore sa transparence lors de l'utilisation en téléopération bilatérale. Les boucles d'amortissement mécanique visent à accroître la stabilité du robot. Le monitoring des efforts appliqués est destiné à l'amélioration de la sécurité du patient. [The aim of this project is the mechanical and software design of a four degrees of freedom slave robot dedicated to bilateral teleoperation for an application in minimally invasive surgery. The software includes a friction compensation loop, the damping of the mechanism and a monitoring of the applied forces. The friction compensation loop attempts to cancel the hard nonlinearities in the behavior of the robot and enhances its transparency while performing bilateral teleoperation. The damping of the mechanism increases the stability of the robot. The monitoring of the applied forces guaranties the safety of the patient.]

Conception, réalisation et asservissement d'un dispositif de téléopération à retour de force pour la palpation en chirurgie thoracique mini-invasive [Design, realization and control of a teleoperated force feedback palpation device for inimally invasive thoracic surgery]
La chirurgie mini-invasive (CMI) consiste à opérer à travers de petites incisions, au moyen d'une caméra et d'instruments adaptés. Elle permet de mener à bien de multiples interventions avec un minimum de trauma pour le patient, parmi lesquelles l'ablation de nodules pulmonaires périphériques. Cependant, comme le chirurgien ne manipule plus directement les organes, il ne peut donc plus pratiquer de palpations pour retrouver les lésions enfouies, comme il le ferait en chirurgie classique. En conséquence, à ce jour, seuls les nodules visibles à l'oeil nu sont traités par CMI. Le but de ce travail est de développer un instrument téléopéré pour la palpation, afin d'étendre les applications de la CMI dans le domaine thoracique. Celui-ci comprend 2 parties : un robot « maître », manipulé par un opérateur, et un robot « esclave » reproduisant la tâche imposée par le maître sur l'organe. Des lois de réglages adéquates entre le maître et l'esclave permettent alors de restituer la sensation de contact [Minimally invasive surgery (MIS) consists in operating through small incisions in which a camera and adapted instruments are inserted. It allows to perform many interventions with reduced trauma for the patient. One of these is the ablation of peripheral pulmonary nodules. Nevertheless, the means for detecting nodules during MIS are limited. In fact, because of the lack of direct contact, the surgeon cannot palpate the lung to find invisible lesions, as he would do in classical open surgery. As a result, only clearly visible nodules can be treated by MIS presently. Our work aims at developing a teleoperated palpation instrument, in order to extend the possibilities of MIS in the thoracic field. Such an instrument is made of a master device, manipulated by an operator, and a slave device which is in contact with the patient and reproduces the task imposed by the master. Adequate control laws between these two parts allow to restore the operator's haptic sensation. ]



disciplines et mots clés déclarés


Analyse des systèmes Analyse harmonique Automatique Automatisme et régulation Chimie - physique industrielle Chirurgie Ingénierie biomédicale Mécanique appliquée spéciale Métallurgie Pétrochimie Statistique appliquée

chirurgie mini invasive chirurgie mini-invasive chromatographie détection de défauts détection et isolation de défauts détection et isolation de pannes diagnostic diagnostic de défauts evaluation de performance des boucles de réglage haptique ligne continue de galvanisation lit mobile simulé maintenance modélisation modélisation/identification/compensation de friction nodules pulmonaires observateur mimo optimisation optimisation du placement de capteurs palpation real-time implementation régulation non linéaire retour de force robotique soudage à la molette supervision systèmes biomédicaux technique de régulation avancée téléopération téléopération bilatérale thoracoscopie transport de bande