Etude et développement d'algorithmes sur FPGA pour un positionneur numérique de vanne pneumatique F/H (2025-128591)

Description de l'offre

Description de l'offre

Sujets alternance sur 3 ans :

"Etude et développement d’algorithmes sur circuit FPGA pour la mise en œuvre d’un positionneur numérique intelligent et qualifiable de vanne pneumatique"

Dans une Centrale Nucléaire, il y a un grand nombre de robinets pneumatiques Tout Ou Rien (TOR) ou réglants (REG).

Les robinets REG sont pilotés par des positionneurs numériques et leur conception dépend du fabricant. L’évolution de la gamme du produit, sans maîtrise d’EDF vis-à-vis de ces choix ni des modifications apportées a un impact sur leur validation fonctionnelle  au cours de la durée de vie d’exploitation. Ces positionneurs numériques sont des « boîtes noires » qui ont été conçues et développées avec des circuits électroniques à base de microcontrôleurs/microprocesseurs qui embarquent des logiciels système et applicatifs pour le fonctionnement interne et les interfaces des robinets. 

L’usage de ce type de positionneur numérique au sein d’une architecture de contrôle-commande induit des problématiques suivantes :

- Nécessité de mise en œuvre d’un processus de qualification spécifique du fait de la présence de Composants Electriques Programmés ou d’Appareil Numérique à Fonctionnalité Limitée (ANFL).

- Difficultés de maintenance spécifiques.

- Prévention et correction de failles de cybersécurité.

- Maintien en Condition Opérationnelle dans la durée (plusieurs décennies) avec des pièces aisément remplaçables.

- Possibilité de diagnostic via les capteurs embarqués dans le positionneur. 

Afin de solutionner ces problématiques, EDF R&D a initié des études de faisabilité technique pour trouver des pistes de remplacement des microprocesseurs/microcontrôleurs par des composants de type FPGA. L’objectif est de configurer ce type de circuit pour qu’il réalise des fonctionnalités limitées au strict nécessaire du besoin opérationnel et de sûreté de fonctionnement d’une manière qui en facilite la vérification en « boîte blanche » (Catégorie A des fonctions d’instrumentation et de contrôle selon la norme CEI 61226) ou en « boîte grise » (Catégorie B ou C).

L’étudiant(e) travaillera sur une preuve de concept d’une valise de contrôle-commande embarquant une carte de traitement en canal à base d’un circuit FPGA d’Intel Altera.

L’étudiant(e) sera intégré(e) aux équipes du groupe « Ingénierie Système et Contrôle-Commande » (EDF Lab Chatou), il/elle travaillera également avec un ingénieur chercheur expert en robinetterie/instrumentation sur le site d’EDF Lab Les Renardières (Fontainebleau). Des déplacement ponctuels sur ce site seront donc à prévoir.

L’objectif de cette alternance est de :
· Développer des connaissances sur la réalisation des algorithmes implémentables (en VHDL) sur un circuit FPGA pour mettre en œuvre des fonctionnalités d’une boucle de contrôle commande d’un robinet pneumatique REG. Compléter la valise de contrôle-commande existante avec un régulateur de type PID.
· Apprendre à communiquer et rédiger des rapports de recherche.

Profil souhaité

Compétences requises : 

ð  Connaissances en électronique numérique FPGA/VHDL.

ð  Connaissances en automatique (régulateur PID).

ð  Connaissances en programmation en langage TCL et Python seraient un plus.

ð  Connaissance en traitement du signal ainsi que les bus de terrain (HART par exemple) serait un plus.

ð  Autonomie et qualités de synthèse.

L’étudiant(e) sera encadré(e) par le groupe Contrôle Commande du département PRISME d’EDF R&D. 

Lieu de l’apprentissage : EDF R&D, 6 quai Watier, 78401 CHATOU Cedex et EDF R&D. Le site est accessible par navette EDF et par transport en commun. 

Des déplacements occasionnels sur le site des Renardières (proche de Fontainebleau) sont également à prévoir.

Durée : 3 ans.

Type d’alternance : Cycle de formation d’ingénieur.