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Projet BTS MAI 2010/2011 : Système de traitement de badges RPL


Présentation du Projet



Produit : le badge RPL



Intérêt de la mesure d’irradiation
Le laboratoire de Radioprotection et Mesures Environnementales (RaMsEs) de l’Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien, (IPHC, anciennement IReS) réalise la surveillance du personnel de l’institut exposé aux rayonnements ionisants. L’ensemble du personnel de l’institut reçoit, après marquage, un « dosimètre » ou « badge » qu’il va porter pour une durée d’un mois. A chaque début de mois, les dosimètres seront collectés et ouverts et seront alors analysés suivant un process défini.


Nouvelle technologie RPL
Le laboratoire, pour suivre les nouvelles normes en vigueur, a dû changer de technologie pour le suivi dosimétrique du personnel. L'ancienne technique partait de l'utilisation de films plastiques qui ne sont plus fabriqués. La nouvelle technologie appelée RPL (Radio PhotoLuminescence) consiste à utiliser un matériau comme une lamelle de verre sensible aux rayonnements ionisants. La mesure de la dose reçue par cette plaque de verre est obtenue après lecture d'un rayonnement émis suite à l'exposition à une source laser. Cette technologie RPL a de nombreux avantages comme une haute sensibilité et une bonne discrimination des différents types de rayonnements (, , ) suite à l'adjonction de filtres adéquats.

Présentation physique du badge
Le personnel suivi est équipé d'un badge qui contient la partie sensible.
Le badge est accroché à la poche d'un effet vestimentaire de l’agent qui le porte.
La figure ci-dessous nous montre le badge et sa vue éclatée. Ce badge est pourvu d'une puce RFID avec un code différent pour chacun. Les lames de verres se différencient entres-elles par un code-barres 2 dimensions de type Datamatrix (tag 2D). Pour assurer le suivi, il convient de faire l'association du couple de valeurs : code RFID du badge et tag 2D de la lamelle de verre.


Le principe de traitement



Étape initiale
Une première étape consistera à l'introduction des lamelles de verre dans les dosimètres vides, elle permettra ainsi de générer les couples (code RFID, tag 2D). Les dosimètres sont alors prêts à être envoyés aux personnes suivies. Les dosimètres peuvent être également acquis (achetés !) complets équipés de la lamelle de verre. Il s'agira alors d'extraire la lamelle pour lire le tag 2D et de lui associer un badge pour délivrer un couple (code RFID, tag 2D). Les dosimètres seront ensuite remontés puis refermés. La machine étudiée doit tenir compte de ce principe.

Étapes de traitement et de lecture
Remarque préalable : la lecture de la dose reçue ne se fait qu'après exposition de la lamelle de verre à un cycle de température défini (une température de 100 °C pendant 30 min).









Le cycle consiste alors à extraire la lamelle de verre du dosimètre pour créer le couple (code RFID, tag 2D) et la placer sur un plateau spécialement adapté comme celui-ci. Le cycle se répète pour tous les dosimètres en possession.

Le plateau rempli, est alors placé dans un conteneur / valise (ci-contre) qui peut en accueillir jusqu'à 20. Ce conteneur est ensuite déposé manuellement dans un four pour subir le cycle de température nécessaire à la mise en condition pour la lecture.

Il est enfin placé dans le lecteur de mesure de dose (non photographié) qui nous donnera le couple (tag 2D, mesure de la dose). Ce nouveau couple de valeur utilisé avec le couple (code RFID, tag 2D) permettra au laboratoire d'actualiser la base de données de suivi dosimétrique des personnes. Les lamelles de verre sont ensuite réinitialisées : le conteneur est placé dans un four pour un cycle de température incluant une montée à 400 °C et d’une durée d’une heure. Elles sont prêtes à être associées à un nouveau badge.


Prestations demandées



Partie informatique (Réalisée par l'équipe du BTS IRIS)
Le code RFID et le tag2D sont lus à partir de lecteurs du commerce qui possèdent en général une sortie RS232/USB. Il faudra considérer que l'appareil incorporera un PC équipé de deux lecteurs permettant de lire ces codes. Il s'agira de mettre en place les deux lecteurs et de récupérer l'information de lecture. Au final, le résultat consistera en un fichier de données qui contiendra des couples de valeurs (code RFID, tag 2D) sous un format à définir. Le fichier pourra être placé sur un serveur par exemple.


Cadence et temps de cycle
Compte tenu des impératifs liés aux traitements des badges, à leur gestion, à leur envoi au personnel et à leur récupération, on désire que l’ensemble des étapes énoncées plus haut soient réalisées en 3 jours pour une production de 3000 badges.


Utilisation des énergies disponibles

  • réseau électrique en 230 V à 50 Hertz
  • réseau pneumatique délivrant 6 bars

  • Matériel de fabricants imposés

  • Festo
  • Télémécanique (Groupe Schneider)
  • Norcan

  • Réalisation complète de la machine avec fonctionnement dans les cas suivants


    Cahier des charges

    Rep. FONCTION CRITERE D’APPRECIATION NIVEAU Flexibilité
    F1 Stocker des badges contenant une lamelle Les badges sont fermés
    Le magasin est simple à manœuvrer et à remplir
    Le magasin contient un grand nombre de badges
    Cadence
    Nb minimum : 400 badges
    1000 / jours
    1
    F2 Ouvrir le badge La lamelle de verre doit rester dans la partie inférieure
    (Un prototype de mors de pince existe)
    F3 Lire les informations du Tag 2D et de la puce RFID Le badge est à l’arrêt pour réaliser cette fonction
    En cas de lecture non reconnue (badge « non appariable »), la fonction de lecture sera exécutée 3 fois
    Si le problème subsiste, la lamelle doit être stockée dans une zone annexe
    0

    0
    F4 Stocker les informations du Tag 2D et de la puce RFID L’association des 2 codes ne peut être rompue
    Le cahier de charges de la base de données n’est pas défini à ce jour. Il sera élaboré par un informaticien de l’IPHC
    0
    F5 Prendre et déposer la lamelle de verre N.B. Les jeux existants sont réduits !
    (< 0,5 mm en largeur dans le plateau / tiroir)
    Etat de la lamelle non contrôlé…
    La lamelle ne peut être perdue
    ? 3

    0
    F6 Refermer le badge
    F7 Stocker le badge sans lamelle Le magasin est simple à manœuvrer et à remplir
    Le magasin contient un grand nombre de badges
    Nb minimum : 400 badges 1
    F8 Assurer la sécurité du produit traité Les éléments composants l’ensemble ne peuvent être perdus 0
    F9 Assurer la sécurité des opérateurs dans le respect des normes Directive machine à consulter
    (Machine disposée dans un local de type bureau pas de contraintes particulières hormis des dimensions réduites)
    Surface au sol : 1,5 m² 0

    1
    F10 Spécifier la partie commande Toutes énergies disponibles dans le local dédié
    Automate de marque « Télémécanique »
    Composants pneumatiques « Festo »

    Remarque. Flexibilité : de « 0 » (impératif) à « 3 » (négociable facilement).


    Organigrammes comparés du fonctionnement :


    Fonctionnement préparation analyse des lamelles

    Fonctionnement formation nouveau badge


    Equipe de développement



    Le projet a débuté en 2008.

    De 2008 à 2009, l’étude de la faisabilité du projet ainsi que son fonctionnement a été effectué.
    De 2009 à 2010, une première ébauche du programme a été effectuée, une maquette du système virtualisé sur Solidwork a été entamé et la structure mécanique du système final a été produite.

    Le Projet a été repris vers la fin du mois de Novembre 2010 par la promo MAI de 2009/2011.

    Suite à 3 réunions de reprise de projet, on a pu déterminer 3 objectifs :

    • Reprendre en main tout le travail fait des années précédentes
    • Terminer la partie mécanique du système
    • Faire l’étude du fonctionnement et effectuer une première version du programme système.

    Il a été décidé que ce projet sera repris par une équipe de 9 étudiants + 3 étudiants du BTS IRIS pour la partie informatique.

    Pour une meilleure conduite de projet, 2 pôles ont été créés :

    • Pôle Mécanique : s’occupe de toute la partie mécanique, schématiser et câbler tout le réseau électrique et pneumatique du projet
    • Pôle Bureau d’étude : s’occupe de l’étude du fonctionnement du projet, de tester les différents composants électroniques, du projet ainsi que de programmer l’automate.

    Pour une meilleur gestion, différents postes a responsabilité ont vu le jour :

    • Responsable de projet : gère la cohérence de l’équipe, l’organisation et le planning du projet.
    • Responsable Pôle Mécanique/Electrique : gère toute la partie mécanique, électrique et pneumatique du projet, s’occupe des commandes matériels et de l’entrepôt de stockage.
    • Responsable Pôle Automatisme/Bureau d’étude : gère toute la partie étude du projet en définissant un cahier des charges avec le client (CNRS), l’échange avec la partie informatique, effectuée par les étudiants du BTS IRIS .

    Organigramme de l’équipe : Mon Rôle dans le projet : Responsable Automatisme et Co-Chef de projet.
    Responsable de 4 personnes et dirige 7 personnes.


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