REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

UNIVERSITE SAAD DAHLEB BLIDA 1

FACULTE DE TECHNOLOGIE

DEPARTEMENT D’ELECTRONIQUE

Mémoire de Projet de Fin d’Études

DOMAINE : SCIENCES TECHNIQUES

FILIERE : ELECTRONIQUE

OPTION : Electronique des Systèmes Embarqués

Présenté par :

AICHOUCHI Manar El Houda & CHANANE Nour El Houda

Thème :

Conception et réalisation d'un système embarquée

pour mesurer les paramètres d'une ligne
téléphonique
Proposé par : MR RELLAM WAHID

MME BOUGHERIRA NADIA

Juillet 2018
 Remerciement

Nous tenons tout d’abord à remercier DIEU le tout puissant, qui nous a donné la force
et la patience d’accomplir ce Modest travail.

Nous tenons à exprimer nos vifs remerciements à notre promoteur et tuteur de stage à
l’Algérie Télécom MR RELLAM WAHID pour nous avoir encadrés durant la
réalisation de notre projet de fin d'études et tout le temps qu’il nous a consacré, ses
directive précieuses, et pour la qualité de son suivi durant toute la période de notre
stage.

Nos Remerciements VONT AUSSI à notre Co promotrice MME BOUGHERIRA

NADIA qui nous a conseillé et encouragé tout le long de notre travail.

Nous remercions chaleureusement les membres du jury pour l'honneur qu’ils

Nous ont fait en acceptant d'évaluer notre travail.

Nos remerciements vont également à tous les enseignants qui ont contribué

A notre formation.

Enfin, nos remerciements vont à toute personne ayant contribué, de près

Ou de loin, pour la réalisation de ce travail.

 Dédicaces
Avec l'aide de bon DIEU j’ai pu réaliser ce modeste travail que je dédie :

A L’homme de ma vie, mon exemple éternel, mon soutien moral et source de joie et de
bonheur, celui qui s’est toujours sacrifié pour me voir réussir, que dieu te garde dans
son vaste paradis, à toi Mon père.

A la lumière de mes jours, la source de mes efforts, la flamme de mon cœur, ma vie et
mon bonheur ; Maman que j’adore.

A mes chères sœurs Amira et Thouraya : En témoignage de mon affection fraternelle,

de ma profonde tendresse et reconnaissance, je vous souhaite une vie pleine de
bonheur et de succès et que Dieu, le tout puissant, vous protégé et vous garde.

A Mon fiancé, qui m’a donné tous les soutiens, et l'encouragement.

A mes grandes mères et père : je vous aime trop vous êtes notre baraka, que dieu vous
garde.

A tous les membres de ma famille spécialement mon oncle Mourad.

A toutes la famille CHANANE ainsi la famille ABBACI.

A tous ceux qui sont chères, avec qui j’ai partagé des moments des plus agréables et
qui ont toujours été présent pour moi.

Tous ceux qui m’aiment et que j’aime.

 Dédicaces
Tout Le Mérite Je Le Dois A Ma Très Chère Mère Qui était A mes Coté Durant

Toute Mon Existence, Qui M’a Epaulé Durant Mes Etudes Et Veillé A Ce Que Je

Reçois La Meilleur Education Que Ce Soit. C’est A Toi Chère Mère Que Je

Dédie Mon Travail Car Sans Tes Précieux Conseils, Sans Ta Présence Et

Soutien Je Ne L’aurais Pas Accompli. Je Ne Te Remercierais Jamais Assez

Ma Très Chère Mère Que Dieu Vous Protège INCHALLAH.

A Mon Chère Père Qui Est Toujours Dans Mon Cœur.

À mes deux chères Sœur : Noudjoud et Ayatallah

Aux personnes qui m’ont toujours aidé et encouragé, qui étaient toujours à mes

Côtés, et qui m’ont accompagnaient durant mon chemin d’études supérieures

Mes chers : Abderrahmane, Yasmine, Jihad,

Je vous serais jamais assez reconnaissante je dédie aussi ce modeste travail en

Exprimant ma gratitude à Mr. RELLAM Wahid, qui m’a fait l’honneur d’être

Mon promoteur ; ainsi que pour l’intérêt qu’il a apporté à la réalisation de ce

Travail. Je le remercie chaleureusement pour ses encouragements, orientations,

Aide, précieux conseils, patience et aussi pour sa disponibilité et sa gentillesse.

Résumé :

Ce projet permet de détecter et localiser les defaults des paramètres primaires des
lignes téléphonique sur les câbles cuivre, il est composé d’un ensemble de circuits de
mesure qui sont pilotés par un microcontrôleur à base d’un Arduino Méga dont le rôle
est de faire la saisie et le traitement des informations d’une part , et, de donner le
résultat des traitements travers une interface graphique développée par un
environnement multiplateforme Qt d’autre part.

Abstract :

This project allows us to detect and locate the defects of the telephone line by
computing the primary parameters of copper cables, it is composed of a set of
measuring circuits which are controlled by a microcontroller at the base of a Mega
Arduino whose role is to launch and process the information in one hand, and in the
other hand, to send the result of the treatments to a graphical user interface developed
in a multiplatform environment.
 Table des matières

Liste des figures ...........................................................................................................

Liste des tableau ..........................................................................................................
INTRODUCTION GENERALE.................................................................................... 1

CHAPITRE 01 : .................................................................................................................................. 3
Introduction aux systèmes embarquée
& aux lignes de télécommunication
1. INTRODUCTION : .................................................................................................................... 4
2. PRESENTATION DES SYSTEMES EMBARQUES ........................................................... 4
2.1 . Définition :.......................................................................................................... 4
2.2 . Composition d’un système embarqué : .............................................................. 4
2.3 . Caractéristiques ................................................................................................. 5
a .Spécification de domaine d'application ................................................................... 5
b .Temps-réel ............................................................................................................. 5
c . Réactivité .............................................................................................................. 6
d . Criticité, Fiabilité .................................................................................................... 6
e . L’autonomie........................................................................................................... 6
f . La consommation énergétique .............................................................................. 7
2.4 . Architecture d’un système embarqué : ............................................................... 7
2.5 . Classification des systèmes embarqués : .......................................................... 8
2.6 . Domaines d’application des systèmes embarqués :........................................... 9
3. LES LIGNES DE TELECOMMUNICATION ......................................................................... 9
3.1 . Organisation du réseau téléphonique ...............................................................10
a. Types de câble .......................................................................................................11
b. Marquage de câble :...............................................................................................11
c. Contenance des câbles : ........................................................................................12
d. Constitution d’un câble ...........................................................................................12
3.2 . Ligne téléphonique ...........................................................................................13
3.3 . Dérangement ....................................................................................................14
a. Types de dérangement ..........................................................................................14
b. Les causes de dérangements ................................................................................15
4. PROBLEMATIQUE................................................................................................................. 15
CHAPITRE 02 : ................................................................................................................................ 17
Conception électronique
2.1 . INTRODUCTION .................................................................................................................. 18
2.2 . DEFINITION DES PARAMETRES PRIMAIRES D’UNE LIGNE TELEPHONIQUE A
MESURE ................................................................................................................................. 18
2.3 . PRINCIPE DE MESURE DES PARAMETRES DE LA LIGNE ..................................... 20
2.3.1 . Principe de mesure d’une résistance de ligne : .................................................20
2.3.2 . Principe de mesure d’une capacité de ligne : ....................................................23
2.3.3 . Principe de mesure de la tension de ligne.........................................................25
a . Tension AC : ........................................................................................................25
b . Tension DC : ........................................................................................................28
2.4 . SIMULATION DES CIRCUITS DE MESURES SOUS PROTEUS ............................... 28
2.4.1 . Simulation du circuit de mesure de la résistance de ligne ................................28
2.4.2 . Simulation de capacité ......................................................................................29
2.4.3 . Simulation de tension AC ..................................................................................29
2.5 . REALISATION ...................................................................................................................... 30
2.5.1 . Circuit de résistance ........................................................................................30
2.5.2 . Circuit de capacité ............................................................................................31
2.6 . CONCLUSION ...................................................................................................................... 33

CHAPITRE 03 : .............................................................................................................34
Résultat & discussion
3.1 . INTRODUCTION .................................................................................................................. 35
3.2 . PRINCIPE DE LA MESURE DES PARAMETRES DE LA LIGNE................................ 36
3.3 . LES INTERFACES DE L'APPLICATION.......................................................................... 37
3.3.1 . Interface « cuivre » ...........................................................................................38
a. multimètre ..............................................................................................................39
b. capacitance ............................................................................................................41
c. Symétrie .................................................................................................................41
d. RFL (Résistive Fault Locator) .................................................................................42
3.3.2 . Interfaces « option» ..........................................................................................44
3.4 . RESULTATS DE LA SIMULATION .................................................................................. 46
3.4.1 . Resistance ........................................................................................................46
a. Procédure de mesure de la résistance ...................................................................46
b. Résultat de la simulation de la mesure de la résistance : ......................................48
3.4.2 . Capacité ...........................................................................................................48
 a. Procédure de mesure de la capacité .....................................................................48
b. Résultats de la simulation de la mesure de la capacité : ........................................50
3.4.3 . Tension (AC/ DC) .............................................................................................51
a. Résultats de la simulation de la mesure de la tension ............................................51
3.5 . REALISATION PRATIQUE DE L’APPAREIL DE MESURE .......................................... 52
3.5.1 . La marquette électronique ................................................................................53
a. Capture des schémas ............................................................................................53
3.5.2 Organigramme de l’interface Qt ..........................................................................55
3.6 . CONCLUSION ...................................................................................................................... 56
CONCLUSION GENERALE ................................................................................................ 56
Annexe .................................................................................................................................... 58
Références Bibliographiques ............................................................................................... 72
 Liste des figures

Figure 1: composition d’un système embarque ..................................................................... 5

Figure 2:Architecture d'un système embarqué....................................................................... 8

Figure 3: domaines d'application des systèmes embarqués .................................................. 9

Figure 4 : Organisation de réseau téléphonique ...................................................................10

Figure 5: marquage de câble ................................................................................................11

Figure 6 : Constitution d’un câble .........................................................................................13

Figure 7 : schéma électrique équivalent d'une ligne téléphonique ........................................14

Figure 8: schema electriques equivalent d'une ligne.............................................................19

Figure 9 : PRINCIPE de mesure de la résistance de ligne....................................................20

Figure 10 : configuration du ne555 en monostable ...............................................................21

Figure 11 : Forme d'onde du NE555 en configuration monostable. ......................................22

Figure 12 : Principe de mesure de la capacité de ligne.........................................................23

Figure 13 : configuration du ne555 en monostable ...............................................................24

Figure 14 : Synoptique de mesure de la tension AC .............................................................25

Figure 15 : chronogramme de la conversion en tension pulsee ............................................26

Figure 16 : circuit de conversion et de filtrage ......................................................................26

Figure 17 : Chronogramme de la capacité de Filtrage ..........................................................27

Figure 18 : Diviseur de tension .............................................................................................27

Figure 19 : Synoptique de mesure de la tension AC .............................................................28

Figure 20 : figure simulation du schema electrique du circuit de mesure de la resistance de

ligne .....................................................................................................................................29

Figure 21 : Figure simulation du schéma électrique du circuit de mesure de la capacité de ligne

.............................................................................................................................................29

Figure 22 : Figure simulation du schéma électrique du circuit de mesure de la Tension AC de

ligne .....................................................................................................................................30
Figure 23 : circuit électrique de mesure de résistance ..........................................................31

Figure 24 : schéma de câblage de résistance ......................................................................31

Figure 25: circuit électrique de mesure de capacité .............................................................32

Figure 26 : schéma de câblage de capacité ........................................................................32

Figure 27 : Principe de la mesure des paramètres de la ligne ..............................................35

Figure 28: synoptique de l’appareil de mesure embarqué ...................................................36

Figure 29: schéma synoptique de l'interface .........................................................................37

Figure 30 : interface de l’application « menu principal » .......................................................38

Figure 31 : l’interface cuivre .................................................................................................39

Figure 32: différentes fonctions d’un multimètre ...................................................................39

Figure 33 : Interface de tension AC ......................................................................................40

Figure 34 : Interface de Tension DC, Résistance et Capacité...............................................40

Figure 35: Interface de la capacitance ..................................................................................41

Figure 36 : l’interface e la symétrie .......................................................................................42

Figure 37: Détection des pannes par RFL ............................................................................43

Figure 38: interface de RFL défaut unique............................................................................43

Figure 39 : l’interface de RFL K-TEST ..................................................................................44

Figure 40 : l’interface « option » ..........................................................................................45

Figure 41 : Organigramme de mesure résistance .................................................................47

Figure 42 : Organigramme de mesure capacité ....................................................................49

Figure 43 : Régulateur LM7805 ............................................................................................58

Figure 44: schéma bloc ........................................................................................................59

Figure 45: Symbole schématique du 555 .............................................................................60

Figure 46 : NE555 en configuration monostable ...................................................................61

Figure 47: Schéma De PCB .................................................................................................63

Figure 48 : Circuit imprimé de la carte de tension (AC/DC) ..................................................63

Figure 49 :Circuit imprimé de la carte de résistance & capacité ............................................63

 Liste des tableau

Tableau 1 : Caractéristiques des paramètres de la ligne ......................................................20

Tableau 2 : Resultats de simulation de tension (AC/DC) pour 5v & 15v ...............................52

Tableau 3 : Réalisation des différents types de circuit de mesure ........................................54

 INTRODUCTION GENERALE

INTRODUCTION GENERALE

Les progrès prodigieux, de ces dernières années, dans l’électronique

embarquée, ont permis le déploiement à grande échelle des technologies touchant
plusieurs domaines d’applications tels que l’avionique, la télécommunication, le
transport, etc. [1]

Un système embarqué présente une intégration entre deux parties, logicielle et

matérielle, qui sont conçues conjointement pour répondre à des fonctionnalités
spécifiques. Ces fonctionnalités sont, pour la plus part des cas, des applications
critiques.

Initialement, les systèmes embarqués ont été utilisés pour des applications
temps réel critiques, de sûreté et/ou de sécurité, comme le contrôle des fusées,
missiles, satellites, la production d’énergie, le contrôle de vol, les télécommunications,
et la communication téléphonique [2].

Actuellement, en communication téléphonique il existe des perturbations

(dérangement) du fonctionnement normal de ses lignes suite à certains accidents
naturels (pluies, vent, ….)Ou endommagement accidentel par un citoyen d’un câble
ou d’un poteau [3]. On peut rencontrer plusieurs types de dérangement d’une ligne
parmi lesquelles on peut citer un dérangement dû à l’isolement, à la boucle, à la terre,
à un courant étranger ou à une inversion.

Pour réparer ces pannes, il faut prendre en considération plusieurs paramètres

à savoir : la nature câble de la ligne, la localisation et le type du défaut. Ces paramètres
n’étant pas simples à déterminer ce qui augmente temps pour identifier et réparer ces
dérangements.

1
 INTRODUCTION GENERALE

Pour résoudre ces problèmes et dans le domaine électronique des systèmes

embarqués, nous avons étudié et réalisé un appareil de mesure à base d’un
Microcontrôleur Arduino méga dans le but de la qualification de la ligne et la
maintenance des accès xDSL déployés sur la boucle locale cuivre.

Notre projet est une solution pour les agents intervenant sur la boucle locale
cuivre et la ligne terminale. L’appareil peut être doté d’une interface à écran tactile,
pour faciliter son utilisation.

Le but de notre projet est de réaliser un appareil de mesure embarqué qui inclut
une application multiplateforme, pour cela un PC embarqué (Raspberry Pi) interfacé à
un écran tactile a été utilisé permettant l’utilisation libre de l’appareil de mesure.

Notre projet est structuré en trois (03) chapitres qui nous permettront de
présenter les différents aspects de notre travail.

Dans le premier chapitre intitulé « Introduction aux systèmes embarquée&

aux lignes de télécommunication » nous introduisons des notions générales sur les
systèmes embarqués et les défauts qui perturbent le fonctionnement des lignes
téléphonique.

Le deuxième chapitre intitulé : «conception électronique » est constitué de

deux parties :

La première partie présente le Principe de mesure des paramètres de la ligne

téléphonique

La deuxième partie présente simulation des circuits de mesure sous Proteus.

Le troisième chapitre intitulé : « résultats de simulation et discussions »

représente le fruit de notre travail, les résultats obtenus sont discutés et analysés après
l’implémentation et la simulation

Nous clôturons ce mémoire par une conclusion générale.

2
 CHAPITRE 01

CHAPITRE 01 :

Introduction aux systèmes

Introduction embarquée
aux systèmes
& aux lignes de télécommunication
embarquée& aux lignes de
télécommunication

3
 CHAPITRE 01

1. INTRODUCTION :

Les systèmes embarqués font aujourd'hui partie intégrante de notre vie, Ils
connaissent un essor considérable et envahissent les différents domaines. Dans ce
chapitre on va énoncées quelques notions de base nécessaires sur les systèmes
embarqués ainsi que les lignes de télécommunication. On justifie aisément par le fait
que les systèmes embarqués sont aujourd'hui massivement communicants et que le
domaine des communications et réseaux constitue un des principaux secteurs de
l'embarqué.[4]

2. PRESENTATION DES SYSTEMES EMBARQUES

2.1 . Définition :

Un système embarqué est un système électronique et informatique autonome,

souvent temps réel est constitué de puce électronique sur laquelle fonctionne un
logiciel dédié à l’exécution de fonction spécifique ; le tout étant destiné à être intégré
dans des sous-ensembles, équipements, appareils et produits divers [5] .

Le logiciel a une fonctionnalité fixe à exécuter qui est spécifique à une application.
L'utilisateur n'a pas la possibilité de modifier les programmes. Bien souvent, il n'a pas
conscience d'utiliser un système à base des microprocesseurs.

2.2 . Composition d’un système embarqué :

Quelle que soit la nature et la complexité du système, un système embarqué

(FIGURE 1) est composé d’ :

 Une partie matérielle utilisée pour la performance

 Microprocesseur, microcontrôleurs, DSP.
 Mémoires.
 Interfaces d’entrées /sorties.

4
 CHAPITRE 01

 Une partie logicielle

 Programmes.

F IGURE 1: COMPOSITION D ’UN SYSTEME EMBARQUE

2.3 . Caractéristiques

Les systèmes embarqués traitent certaines caractéristiques spécifiques et ces

caractéristiques sont uniques dans chaque système embarqué. Certaines des
caractéristiques importantes d'un système embarqué sont [6] .

a .Spécification de domaine d'application

Un système embarqué exécute certaines fonctions prévues mais ne pouvant être

employées dans aucun autre but. Des spécifications sont généralement attribuées et
contribuent à la réduction du prix global du système embarqué.

b .Temps-réel

Un système temps réel est un système qui répond à des contraintes temporelles
n’est pas forcément un système qui va vite. Il doit pour cela garantir un déterminisme
logique et temporel. Il doit également être fiable [7] .

5
 CHAPITRE 01

On distingue trois types de temps réel :

 Le temps réel dur : C’est un système pour lequel un retard dans la délivrance
du résultat rend le système inutile. C’est par exemple le cas du contrôle d’un missile.
 Le temps réel mou : C’est un système pour lequel un retard dans la délivrance
du résultat n’est pas catastrophique. C’est par exemple le cas du système
d’ouverture d’une barrière automatique.
 Le temps réel ferme : C’est un système pour lequel on peut tolérer quelques
retards (peu souvent) dans la délivrance du résultat. C’est par exemple le cas d’un
système multimédia type téléphone mobile.

c . Réactivité

Un système embarqué doit par définition surveiller et contrôler un environnement.

Si ce dernier présente lui-même un comportement changeant ou de type
événementiel.

d . Criticité, Fiabilité

Du fait de leur portabilité et de la mobilité des produits dans lesquels ils sont
incorporés, les systèmes embarques évoluent généralement dans de conditions
environnementales non déterministes et souvent non maitrisées. Ils sont exposés à
des variations et autres contraintes environnementales susceptibles d’induire des
défaillances. En même temps que s’accroit leur sophistication, les systèmes
embarqués sont utilisés dans des applications de plus en plus critiques dans lesquels
leur dysfonctionnement peut générer des nuisances. Ce type de systèmes doit garantir
une très haute fiabilité et doit pouvoir réagir en cas de panne de l’un de ses
composants [8].

e . L’autonomie

Les systèmes embarqués doivent en général être autonomes, c’est-à-dire remplir

leur mission pendant de longues périodes sans intervention humaine. Cette autonomie

6
 CHAPITRE 01

est nécessaire lorsque L’intervention humaine est impossible, mais aussi lorsque la
réaction humaine est trop lente ou insuffisamment fiable.[9]

f . La consommation énergétique

La gestion de puissance est un autre facteur important qui doit être pris en
considération lors de la conception des systèmes embarqués. Les processeurs utilisés
dans les systèmes embarqués sont 2 à 3 décades moins puissantes qu'un processeur
d'un ordinateur PC. La consommation énergétique est très faible, due à l'utilisation de
batteries et/ou, de panneaux solaires voir de pile à combustible pour certain
prototypes.

2.4 . Architecture d’un système embarqué :

Quelle que soit la nature et la complexité du système, on décompose un système

embarqué en [10] :

 Système contrôlé : environnement (procédé) équipé d’une instrumentation

qui réalise l’interface avec le système de contrôle.

 Système de contrôle : éléments matériels (microprocesseurs….) et logiciels

dont la mission est d’agir sur le procédé via les actionneurs en fonction de l’état
de ce procédé indiqué par les capteurs de manière à maintenir ou conduire le
procédé dans un état donné.

L'architecture d'un système embarqué se définie par le schéma ci-dessous

(FIGURE2).

7
 CHAPITRE 01

F IGURE 2:ARCHITECTURE D'UN SYSTEME EMBARQUE

2.5 . Classification des systèmes embarqués :

Nous pouvons classifier les systèmes embarqués dans trois types comme suit [11] :

 Systèmes embarqués à petite échelle (SSES) : Ces systèmes sont conçus

avec un microcontrôleur simple de 8 ou 16 bits, ils ont peu de complexité de
matériel et de logiciel et impliquent la conception de niveau conseil. Ils peuvent
même être à piles.
 Systèmes embarqués à échelle moyenne (MSES) : Ces systèmes sont
habituellement conçus avec des microcontrôleurs de 16 ou 32 de bit ou des
DSPs simples ou RISCs. Ceux-ci ont des complexités de matériel et de logiciel
avérées.
 Systèmes embarqués sophistiqués (SES) : Les systèmes embarqués
sophistiqués ont d'énormes complexités de matériel et de logiciel et peuvent
avoir besoin de processeurs extensibles ou de processeurs configurables et
des réseaux logiques programmables (PLA).

8
 CHAPITRE 01

2.6 . Domaines d’application des systèmes embarqués :

Les systèmes embarqués sont désormais utilisés dans des applications diverses
tels que le transport (avionique, espace, automobile, ferroviaire), dans les appareils
électriques et électroniques (appareils photo, jouets, postes de télévision,
électroménager, systèmes audio, téléphones portables), dans la distribution d'énergie,
dans l'automatisation, etc. (FIGURE 3)

F IGURE 3: DOMAINES D 'APPLICATION DES SYSTEMES EMBARQUES

3. LES LIGNES DE TELECOMMUNICATION

De nos jours, la télécommunication est caractérisée comme suit : « l’émission,

transmission à distance et réception d’informations de toute nature par fil,
radioélectricité, système optique ou électromagnétique ». Autrement dit, la
télécommunication est d’abord et avant tout un échange d’information dans n’importe
quel espace donné. La spécificité de la télécommunication, contrairement à une
communication ordinaire, est que l’information est véhiculée à l’aide d’un support
(matériel ou non), lui permettant d’être transmise sur de longues distances.

9
 CHAPITRE 01

Ce réseau doit être organisé et bien exploité de telle sorte qu’un abonné puisse
échanger facilement des communications.

3.1 . Organisation du réseau téléphonique

Le réseau local est constitué essentiellement des lignes d’abonnés qui sont
constituées de pair cuivre [12] .la ligne téléphonique aussi appelée boucle locale relie
le poste téléphonique de l’abonné au commutateur à travers des points de test
(coupures) PC et SR Ce commutateur situe dans un bâtiment appelé centre
téléphonique. (FIGURE 4)

F IGURE 4 : ORGANISATION DE RESEAU TELEPHONIQUE

Un commutateur : est un équipement permettant à des lignes d’abonnés et à des

circuits d’être interconnectés en fonction des besoins individuels.

Une communication téléphonique n’est autre qu’un courant électrique, d’où la

nécessité d’assurer une liaison entre les différents points constituants le réseau
téléphonique. Pour ce besoin, on fait appel à des câbles spéciaux.

10
 CHAPITRE 01

a. Types de câble

On distingue, parmi les câbles utilisés dans les réseaux [13] :

 Le câble de transport : achemine les communications entre les sous réparation

et le central.
 Le câble de distribution, relie le PC à des S/R.
 Le câble de branchement, relie le client au Point de Concentration PC.
 Le câble de liaison : relie deux sous répartition.

A l’intérieur de chaque catégorie, ces câbles se différencient par :

 La nature et le calibre des conducteurs

 La nature de l’isolant des conducteurs.
 Le mode de câblage.
 La nature de l’enveloppe.

b. Marquage de câble :

A partir du numéro de la nomenclature inscrite sur le câble on peut identifier la

capacité, le calibre et la série du câble [14] , est lut de gauche à droite. (FIGURE 5)

F IGURE 5: MARQUAGE DE CABLE

11
 CHAPITRE 01

c. Contenance des câbles :

La contenance des câbles signifie le nombre minimal de paires, il existe 2 types de

câbles :

 câbles uni –paire : sont utilisé généralement à partir du point de concentration

jusqu’au poste téléphonique de l’abonné ; appelés aussi câbles de branchement
 les câbles multi –paires : ces câbles se divisent en deux groupe (câbles
aériens, câbles souterrains) chaque groupe est conçu pour une usure bien
déterminée.

d. Constitution d’un câble

Les câbles utilisés dans les réseaux locaux se composent d’une âme, constituée
par l’assemblage d’éléments de 4 ou exceptionnellement de 2 conducteurs isolés entre
eux et d’une enveloppe [15]. (Figure 6)

 Conducteurs : Les conducteurs sont en cuivre recuit de diamètre 0,4mm 0,6

mm et 0,8mm .
 Enveloppe isolante : Les conducteurs sont isolés par une couche de
polyéthylène cellulaire recouverte d'une couche de polyéthylène massif coloré
dans la masse.
 Assemblage : - Elément de câblage Les conducteurs isolés sont assemblés en
paires. Les paires sont assemblées en câbles concentriques Les câbles en
faisceaux de 7 ou 14 ou 28 paires.
 Revêtement de l’âme du câble : L’âme du câble est recouverte d'un ruban en
polyester constituant une barrière de protection mécanique et électrique pour
l’âme du câble.
 Ecran : Sur le revêtement de l’âme du câble, on dispose un ruban duplex en
aluminium recouvert sur une face d'une couche de polyéthylène.
 Fil de continuité : Le fil de continuité est en cuivre étamé de diamètre 0.5 mm,
Il est posé longitudinalement sous le ruban métallique et assure la continuité de
l’écran.

12
 CHAPITRE 01

 Filin de reconnaissance et de propriété : Dans tous les câbles, il est placé

longitudinalement ou en hélice, entre l’âme et l’enveloppe, un filin de
reconnaissance aux couleurs du fabricant.
 Gaine extérieure La gaine extérieure est en PEHD noir (câbles conduite) ou en
PVC blanc et sans plomb et non propagateur de flammes (câbles intérieurs).

F IGURE 6 : CONSTITUTION D ’UN CABLE

3.2 . Ligne téléphonique

Une ligne téléphonique est une paire de fils physiques (fil a et fil b) ou un autre
moyen de communication, reliant l'appareil téléphonique d'un utilisateur au réseau
téléphonique. Utilisé pour acheminer les appels vers l'utilisateur et facturer les services
utilisés par l’utilisateur.

Une ligne téléphonique achemine le signal électrique vers un autre téléphone

analogique, a des caractéristiques Résistives, capacitives et selfiques. (FIGURE 7)

13
 CHAPITRE 01

F IGURE 7 : SCHEMA ELECTRIQUE EQUIVALENT D 'UNE LIGNE TELEPHONIQUE

3.3 . Dérangement

Un dérangement est tout défaut qui perturbe le fonctionnement normal ses lignes
téléphoniques suite à certains accidents naturels (pluies.vent,…) ou un
endommagement accidentel par un citoyen d’un câble ou d’un poteau [16].

a. Types de dérangement

On peut rencontrer plusieurs types de dérangement :

 Isolement : C’est discontinué ou d’une coupure physique de la ligne d’abonné,

donc le courant n’atteint pas l’appareil.
 Friture :Le son au niveau du combiné n’est pas clair à cause d’un mauvais
contact.
 Bruit : Altération de l’audition ou de transmission provoquée par des couplages
électromagnétiques ou radioélectriques.
 Diaphonie : C’est un défaut composite, deux lignes situées dans un même câble
de transport subissent une influence mutuelle par le biais de 2 types de couplage
soit couplage capacitif ou couplage par inductance.
 Courant étranger : Un mélange avec une terre paire et une interférence de
communication entre deux ou plusieurs abonnés.

14
 CHAPITRE 01

 Boucle : C’est un court-circuit de la ligne d’abonné d’un défaut d’installation ou

le contact entre deux fils, on alors ni émission ni réception.
 Terre : Une fuite du courant et une infiltration d’eau et l’humidité au niveau d’une
épissure. À cause d’un contact avec la terre.
 Inversion :C’est un défaut de continuité, lors du raccordement du câble, deux
paires d’abonnés peuvent être inversé donc l’appel destiné au premier est reçu
par le deuxième et vice –versa.

b. Les causes de dérangements

Les dérangements sont généralement accidentels plutôt que techniques .Il sont
principalement :

 la noyade d’un manchon présente un risque d’interruption de la liaison entre les

câbles.
 le toucher des câbles téléphonique souterrains ou aériens lors des travaux
publics.
 Coupure d’un câble lors des conditions climatique très dures.

4. PROBLEMATIQUE

De la thématique de la télécommunication nous retenons la question fondamentale

comment réparer les dérangements du fonctionnement des lignes téléphonique en
cuivre rapidement en prenant en considération : la nature de câble, la localisation et le
type du défaut .avec des tests aux différents points de coupures.

15
 CHAPITRE 02

CHAPITRE 02 :

Conception
Conceptionélectronique
électronique

17
 CHAPITRE 02

2.1 . INTRODUCTION

Notre projet consiste à réaliser un appareil de mesure des paramètres de ligne

télécommunication pour cela trois circuits sont développés simulés et réalisés :

1) Un circuit de mesure de résistance/RFL

2) Un circuit de mesure de capacité
3) Un circuit de mesure de tension AC/DC

Dans ce chapitre, nous allons présenter ces différents circuits.

2.2 . DEFINITION DES PARAMETRES PRIMAIRES D’UNE LIGNE

TELEPHONIQUE A MESURE

Une ligne téléphonique possède deux classes de paramètres : primaires et

secondaires, notre projet consiste à manipuler que les paramètres primaires.

Une ligne téléphonique est constituée de fils identiques (fil a et fil b) aux
caractéristiques électriques bien Définies, elle possède quatre paramètres primaires.
Ces derniers sont de deux types :

 longitudinaux (R et L) :

 R = résistance linéique élémentaire, représentant la résistance de la ligne par

unité de longueur [ /m]. Elle dépend en particulier de la section et de la nature
du conducteur.

 L = inductance linéique [H/m], modélisant la présence de champ électrique inter

et intra-structures conductrices.

18
 CHAPITRE 02

 Et transversaux (C et Ri) :

 C = capacité linéique [F/m], caractérisant la capacité du diélectrique constituant

la ligne.
 Ri = admittance linéique[Ω−1 ⁄m], représentant les pertes diélectriques et les
défauts d'isolation de la ligne. Elle dépend de la nature des isolants.

On peut modéliser le fonctionnement électrique d'une ligne en imaginant le système

comme une succession de bouts de lignes infinitésimaux.

F IGURE 8: SCHEMA ELECTRIQUES EQUIVALENT D'UNE LIGNE

Une ligne téléphonique est donc équivalente à une série de circuits RLC disposés
comme le montre la figure 8.

Le tableau suivant présente les valeurs caractéristiques de chaque paramètre de la

ligne :

19
 CHAPITRE 02

TABLEAU 1 : CARACTERISTIQUES DES PARAMETRES DE LA LIGNE

2.3 . PRINCIPE DE MESURE DES PARAMETRES DE LA LIGNE

Pour voir si un câble est en bon état ou non, on doit effectuer des mesures au niveau
de la ligne, ces dernières sont assurées par des circuits électroniques mesure pilotés
par le microcontrôleur ARDUINO MEGA [17]. Dans ce qui va suivre nous allons
présenter les différents principes de fonctionnement de ces circuits.

2.3.1 . Principe de mesure d’une résistance de ligne :

Le circuit de mesure est essentiellement construit au tour d’un monostable (Figure9)

FIGURE 9 : PRINCIPE DE MESURE DE LA RESISTANCE DE LIGNE

20
 CHAPITRE 02

On prend deux points de mesure (Fil A et Fil B) de la ligne, dans l’un on insère une
tension générée par une alimentation on utilise un circuit intégré le LM7805 [18]
comme un régulateur de tension, il permet de stabiliser une tension a une valeur fixe
dans l’autre on met la sortie du monostable a base du Ne555. [19]

F IGURE 10 : CONFIGURATION DU NE 555 EN MONOSTABLE

L'utilisation du NE555 en configuration monostable (Figure10 ) où la sortie timer est

exploitée, permet de générer au niveau de cette dernière (sortie timer) une impulsion
d'une durée définie à l'aide d'une résistance et d'un condensateur comme illustrée
dans le schéma ci-dessus. Une impulsion est engendrée suite à l'application d'un front
descendant à l'entrée du circuit (TRIG).

Immédiatement après l'application du front descendant la bascule interne est

activée ainsi que la sortie. Du même coup, le transistor de décharge est désactivé
permettant au condensateur C de se charger à travers la résistance Rligne. La forme
d'onde aux bornes du condensateur est celle d'un circuit de premier ordre RC face à
un échelon de tension, c'est-à-dire une exponentielle croissante. Lorsque cette
exponentielle atteint une valeur égale à deux tiers de la tension d'alimentation 2/3Vcc,
la bascule interne est désactivée ramenant la sortie et le condensateur à zéro.

21
 CHAPITRE 02

F IGURE 11 : FORME D' ONDE DU NE555 EN CONFIGURATION MONOSTABLE.

La durée de l'impulsion T est donnée par : 𝑻 = 𝟏. 𝟏 × 𝑹𝒍𝒊𝒈𝒏𝒆 × 𝑪

𝐓
Alors :𝐑 𝐥𝐢𝐠𝐧𝐞 = .
𝟏.𝟏×𝐂

Afin de trouver la valeur de la résistance de la ligne R Ligne, on a remplacé la

résistance du monostable par celle de la ligne téléphonique . L’Arduino (µ contrôleur)
va effectuer des lectures au niveau de son port d’entrée jusqu’a ce qu’une impulsion a
front montant apparaisse, a ce moment l’Arduino d’éclanche une série de traitement
pour estimer la valeur de T .puis affiche dans un afficheur la valeur de la résistance de
ligne RLigne .

La valeur affichée est comparé aux normes de résistance de ligne pour décider s’il
y a panne ou non.

Le même circuit de mesure a été utilisé pour estimer la valeur de la distance L de

la position du défaut résistif de la ligne, L’opération d’estimation se fait en deux étapes :

22
 CHAPITRE 02

a) Mesure des résistances des fils A et B RA et RB : elle se fait en utilisant la terre

(dans le circuit de mesure) avec le fil A pour mesurer RA et le fil B pour mesurer
RB.
b) calculant la résistance RFL :
𝑹𝑭𝑳 = 𝑹𝑩 − 𝑹𝑨
c) Estimation de la distance de panne avec la formule ci-dessous :

𝑳 = 𝑹𝑭𝑳⁄𝝆 × 𝑺
Avec : ρ=résistivité=17 × 10−9 Ω. 𝑚 (a 300K)

2.3.2 . Principe de mesure d’une capacité de ligne :

Le circuit de mesure de la capacité ressemble a celui de la mesure de la résistance

(Figure 12), seulement au lieu de changer la résistance du monostable, on change la
capacité.

F IGURE 12 : PRINCIPE DE MESURE DE LA CAPACITE DE LIGNE .

23
 CHAPITRE 02

On prend deux points de mesure (Fil A et Fil B) de la ligne dans l’un on insère une
tension générer par une tension et d’au l’autre la sortie du monostable a base du
Ne555. (figure 13)

F IGURE 13 : CONFIGURATION DU NE 555 EN MONOSTABLE

La durée de l'impulsion T nous permet de calculer la valeur de la capacité de ligne

𝑻
: 𝑪𝒍𝒊𝒈𝒏𝒆 =
𝟏.𝟏 ×𝑹

Afin de trouver la valeur de la capacité de la ligne Cligne , on a remplacé la capacité

du monostable par la ligne téléphonique .De même que pour la mesure de la
résistance, l’Arduino va effectuer des lectures au niveau de son port d’entrée jusqu’à
ce qu’une impulsion a front montant apparaisse, à ce moment l’Arduino déclenche une
série de traitements pour estimer la valeur de T .puis affiche dans un afficheur la valeur
de la capacité de la ligne Cligne .

La valeur affichée est comparée aux normes de la capacité de la ligne pour décider
s’il y a panne ou non.

24
 CHAPITRE 02

2.3.3 . Principe de mesure de la tension de ligne

a . Tension AC :

F IGURE 14 : SYNOPTIQUE DE MESURE DE LA TENSION AC

La mesure de la tension alternative se fait en branchant le fil A ou bien le fil B au

circuit de mesure qui est une chaine de dispositifs électronique qui réalisent une
opération de conversion AC/DC, un filtrage pour la stabilité du système suivie par un
abaisseur de tension réalisant une adaptation de la tension. Pour attaquer l’étage du
µ contrôleur, ce dernier va réaliser une suite de lecture pour traiter puis afficher
l’information acquise par le circuit de mesure. (figure 14)

Pour mesurer la tension alternative on a utilisé un redresseur appelé convertisseur

alternatif/continu (AC/DC) ou pont de GRAETZ qui permet de convertir la tension
alternative sinusoïdale en une tension redressée pulsée, c'est-à-dire une tension
variable mais de signe constant. Que ce soit pour un redresseur simple alternance ou
double alternance, la variation de la tension de sortie est comprise entre 0 V et
Vmax .(Figure15)

25
 CHAPITRE 02

FIGURE 15 : CHRONOGRAMME DE LA CONVERSION EN TENSION PULSEE

Cependant, pour obtenir une tension continue de valeur sensiblement constante, il

faut réduire fortement cette variation de tension. C'est le rôle des composants de
filtrage. Il existe plusieurs types de filtres, lesquels sont plus ou moins efficaces dans
notre circuit on a choisis filtre capacitif qui transforme la tension redressée en une
tension aussi constante que possible, Le composant technique de filtrage le plus facile
à mettre en œuvre est un condensateur branché aux bornes de la charge.(figure16)

On place en parallèle avec la charge un condensateur de capacité C:

F IGURE 16 : CIRCUIT DE CONVERSION ET DE FILTRAGE

26
 CHAPITRE 02

On constate que la présence d’un condensateur diminue l’ondulation de la tension

redressée. La valeur moyenne de la tension en est alors augmentée. (figure 17)

F IGURE 17 : CHRONOGRAMME DE LA CAPACITE DE F ILTRAGE

La valeur du condensateur influe Sur la nature de la tension de sortie. Plus que la

valeur de C est Grande, Plus que la tension de sortie soit proche d’une tension
continue.

A la fin on a utilisé diviseur de tension pour abaisser la tension .(figure 18)

F IGURE 18 : DIVISEUR DE TENSION .

27
 CHAPITRE 02

La tension d’entrée Ve c’est la tension filtrée et la tension de sortie Vs c’est la

tension quand veux mesurer.

b . Tension DC :

Pour mesurer la tension DC de la ligne téléphonique on branche directement

le fil A et fil B de la ligne à L’Arduino qui va effectuer des lectures au niveau de son
port d’entrée. Puis affiche dans un afficheur la valeur de la tension.

F IGURE 19 : SYNOPTIQUE DE MESURE DE LA TENSION AC

2.4 . SIMULATION DES CIRCUITS DE MESURES SOUS PROTEUS

Pour faire la simulation de nos schémas nous avons utilisé Proteus [20], c’est
est un ensemble de logiciels destinés à l’électronique, ce dernier va nous
permettre de déceler certaines erreurs dès l’étape de conception.

2.4.1 . Simulation du circuit de mesure de la résistance de ligne

Le schéma électrique du circuit de mesure est simulé par proteus , nous avons
utiliser plusieurs valeurs de résistance pour simuler la résistance de ligne R ligne .
(Figure15)

28
 CHAPITRE 02

FIGURE 20 : FIGURE SIMULATION DU SCHEMA ELECTRIQUE DU CIRCUIT DE

MESURE DE LA RESISTANCE DE LIGNE

2.4.2 . Simulation de capacité

Le même principe est utilisé pour la réalisation du circuit de mesure de la

capacité de ligne Cligne. (figure 21 )

F IGURE 21 : FIGURE SIMULATION DU SCHEMA ELECTRIQUE DU CIRCUIT DE MESURE DE LA

CAPACITE DE LIGNE

2.4.3 . Simulation de tension AC

29
 CHAPITRE 02

La simulation du circuit de mesure de la tension repose essentiellement sur le

redressement via le pont de GRAETZ suivit d’un filtrage et d’un diviseur de tension
dont la sortie est connectée à l’Arduino a travers un port analogique. (figure 22)

F IGURE 22 : FIGURE SIMULATION DU SCHEMA ELECTRIQUE DU CIRCUIT DE MESURE DE LA

T ENSION AC DE LIGNE

On tient à préciser que la mesure de la tension DC n’a pas nécessité de

simulation, étant donné que sont principe repose uniquement sur un traitement
par programmation.

2.5 . REALISATION

2.5.1 . Circuit de résistance

Pour mesurer la valeur de résistance on a utilisé le schéma électrique réalisé sur

EAGLE [21] . Ce logiciel permet de faciliter la réalisation du PBC de la carte
électronique . (figure 23)

30
 CHAPITRE 02

F IGURE 23 : CIRCUIT ELECTRIQUE DE MESURE DE RESISTANCE

Pour trouver la valeur de résistance de ligne on a remplacé la résistance du

monostable par la ligne téléphonique. (Figure 24)

F IGURE 24 : SCHEMA DE CABLAGE DE RESISTANCE

2.5.2 . Circuit de capacité

Pour mesurer la valeur de capacité ont a utilisé le circuit suivant. (Figure 25)

31
 CHAPITRE 02

FIGURE 25: CIRCUIT ELECTRIQUE DE MESURE DE CAPACITE

Pour trouver la valeur de capacité de ligne on a remplacé la capacité du monostable

par la ligne téléphonique. (Figure 26)

F IGURE 26 : SCHEMA DE CABLAGE DE CAPACITE

32
 CHAPITRE 02

2.6 . CONCLUSION

Nous avons réalisé les circuits de mesure par simulation dans un premier temps en
utilisant des logiciels de conception PROTEUS.

Dans un second temps nous avons réalisé sur circuit imprimé les différents circuits
de mesures.

La partie de simulation est complètement fonctionnelle Le prochain chapitre va

traiter l’exploitation de l’Arduino pour le traitement des données reçues des différents
circuits de mesure.

33
 CHAPITRE 03

CHAPITRE 03 :

Résultat & discussion

Résultat & discussion

34
 CHAPITRE 03

3.1 . INTRODUCTION

Le but de notre projet est de réaliser un appareil de mesure embarqué qui inclus
une application multiplateforme, pour cela un PC embarqué (Raspberry Pi) interfacé
à un écran tactile a été utilisé permettant l’utilisation libre de l’appareil de mesure.

Ce chapitre est la suite de la partie électronique, une application (Qt Creator) a été
mise en œuvre pour interfacer un écran tactile relié à un Raspberry Pi avec une
carte Arduino méga, Ce dernier envoi les commandes via un port série, et reçoit les
valeurs résultats des mesures faites par les cartes de mesure, qui sont ensuite
traitées et affichées à travers une interface afin d’être consultées ou analysées.
(Figure 27)

F IGURE 27 : PRINCIPE DE LA MESURE DES PARAMETRES DE LA LIGNE

35
 CHAPITRE 03

Pour clôturer notre travail, il nous reste donc à présenter, les différentes cartes
électroniques réalisées et les résultats de leurs tests.

3.2 . PRINCIPE DE LA MESURE DES PARAMETRES DE LA LIGNE

Le dispositif que nous avons réalisé est constitué a des étages qui sont : le
microcontrôleur (Arduino), le circuit électronique de mesure (Résistance, Capacité,
Tension) ainsi qu’une interface de communication crée par logiciel Qt, et affiché dans
un écran tactile qui est relié par Raspberry Pi .

L’outil de l’environnement QT envoi un ordre au microcontrôleur à travers le port

série, pour que ce dernier commence faire la mesure à l’aide des circuits
électroniques puis le traitement des données acquises, les résultats du traitement
sont transférés a Arduino, ce dernier communique avec un pc via le port série (USB)
pour afficher l’interface graphique sur l’écran tactile .

La communication entre l’interface graphique et le microcontrôleur nous permet

d'envoyer des données à l'ordinateur par l'intermédiaire de la liaison série. Cette
interface de communication nous servira à adapter les niveaux de tensions entre le
PC et notre système.

Le Port série est un protocole de communication entre le PC embarqué (Raspberry

pi) et la carte Arduino via le câble USB qui permet un échange d’informations.

Le synoptique de l’appareil de mesure embarqué réalisé est donné dans la

figure28 :

F IGURE 28: SYNOPTIQUE DE L ’APPAREIL DE MESURE EMBARQUE

36
 CHAPITRE 03

un écran tactile est connecté a un Raspberry PI a travers un câble nappe, il est

possible de visser celui-ci derrière l’écran pour en faire un seul bloc ..

3.3 . LES INTERFACES DE L'APPLICATION

Nous avons réalisé une interface pour orchestrer les différentes opérations
effectuées par notre appareil, pour cela nous avons utilisé le logiciel Qt Creator, Ce
dernier est un Framework complet et multiplateforme avec lequel tous types
d’applications pourront être réalisées, il est développé en C++, il est connu (Qt
Creator) pour ces interfaces graphiques .

L’interface de l’appareil de mesure offre la possibilité de sélection de deux autres

interfaces cuivre et option (figure 29)

F IGURE 29: SCHEMA SYNOPTIQUE DE L' INTERFACE

L’interface de l’appareil affiche un menu déroulant donnant une liste de toutes les
tâches effectuées par l’appareil (figure 30).

37
 CHAPITRE 03

F IGURE 30 : INTERFACE DE L ’APPLICATION « MENU PRINCIPAL »

Nous avons utilisé uniquement deux interfaces cuivre et option, car Notre projet
concerne les tests faits sur les câbles cuivre, l’interface option va nous servir régler
les paramètres du port série.

Quant aux autres possibilités (d’interfaces), elles peuvent faire l’objet d’étude
comme perspectives.

3.3.1 . Interface « cuivre »

Une fois l’interface cuivre sélectionnée, celle ci nous offre une multitude de choix
de test qui peuvent être effectués par notre appareil. Donc plusieurs boutons vont
apparaitre où chacun d’eux nous ramène aune autre fenêtre (interface) qui elle-même
va permettre l’accès a d’autres interfaces. (Figure 31)

38
 CHAPITRE 03

F IGURE 31 : L ’INTERFACE CUIVRE

a. multimètre

Le multimètre permet de réaliser différentes mesures électriques constitué d’un

voltmètre pour mesurer la tension AC/DC, un ohmmètre pour mesurer la résistance,
et pour mesure la capacité..(figure 32)

F IGURE 32: DIFFERENTES FONCTIONS D ’UN MULTIMETRE

39
 CHAPITRE 03

Cette interface est composée d’un afficheur pour afficher les valeur de tension
mesuré et un bouton « EXECUTER » pour commencer de mesurer, et un autre
bouton « REMISE A ZERO » pour la réinitialisation. (figure 33)

F IGURE 33 : I NTERFACE DE TENSION AC

On a utilisé la même interface pour :

Tension DC, Résistance et Capacité (figure 34)

F IGURE 34 : INTERFACE DE T ENSION DC, RESISTANCE ET CAPACITE

40
 CHAPITRE 03

b. capacitance

On cherche la capacitance pour mesurer la longueur électrique totale de la boucle

et Pour localiser les tronçons humides, les branchements en dérivation ou les
coupures. L’interface envoi à l’Arduino via le port série l’ordre de faire une acquisition
de données et de calculer la capacité entre les paires de fil (Figure 35)

F IGURE 35: I NTERFACE DE LA CAPACITANCE

Sachant que chaque 1000 mètres correspondent a une capacité de 52nf , une
simple règle de trois permet de déduire la distance du cable, et le résultat sera affiché
en mètre.

c. Symétrie

Cette interface permet de lancer la détermination de la qualité de la paire en

mesurant le degré avec lequel le fil A est électriquement identique au fil B (figure36).

41
 CHAPITRE 03

F IGURE 36 : L ’INTERFACE E LA SYMETRIE

Plus les fils sont identiques d’un point de vue électrique (capacité, inductance,
impédance), mieux la paire résistera au bruit induit.
Le résultat de la mesure d’équilibre doit être strictement supérieur à 60 dB. Tout
autre résultat indique des différences électriques entre les fils A et B qui peuvent
engendrer un bruit et des problèmes de transmission.

d. RFL (Résistive Fault Locator)

Le rôle du RFL est de détecter les défauts résistifs, tels que de mauvaises
épissures, de l’eau, des court-circuit et des permutations de batterie par
détérioration de câble (rongeurs, intempéries, etc.)

42
 CHAPITRE 03

F IGURE 37: DETECTION DES PANNES PAR RFL

L'appareil est doté de Deux types de détecteur de défaut RFL (figure 37) :

 Le 1er défaut unique : un seul fil de la paire et défaillant .dans ce cas il

suffit de boucler la paire et de respecter le schéma (figure 38).

FIGURE 38: INTERFACE DE RFL DEFAUT UNIQUE

A partir de cette interface, un ordre de lecture et de traitement de données est
lancé la valeur de la résistance RFL entre fil A et fil B est calculée ceci permet
localiser la le défaut (chapitre2),le microcontrôleur renvoi la valeur de la distance du
défaut qui sera affichée sur le masque de l’interface.

43
 CHAPITRE 03

 Le 2eme K-test deux fils défectueux : Les deux fils présentent un défaut
et qu'il n'existe aucun bon fil ou paire de remplacement connu. Dans le cas
du K- test on branche les bornes A et B et la terre E sur les paires
défaillantes puis en boucle l’extrémité, en obtient les distance de défaut.
(Figure 39)

F IGURE 39 : L ’INTERFACE DE RFL K-TEST

3.3.2 . Interfaces « option»

Cette interface permet de régler les Paramétrage du port Après son ouverture.

Il existe plusieurs paramètres pour la communication par port série, les plus
importants sont : (Figure 40)

 Port: Obtient ou définit le port pour les communications, y compris, de

manière non limitative, tous les ports COM disponibles.
 Baud Rate : Obtient ou définit la vitesse en bauds série.
 Data Bits : Obtient ou définit la longueur standard des bits de données par
octet.
 Party : Obtient ou définit le protocole de contrôle de parité.

44
 CHAPITRE 03

 Stop Bits : Obtient ou définit le nombre standard de bits d'arrêt par octet.
 Flow Control : Obtient ou définit le type de contrôle de flux pour la
transmission de données par le port série.

F IGURE 40 : L ’INTERFACE « OPTION »

Dans notre Interface, le port est paramétré sans contrôle de flux, on peut le
modifier avec Un clic sur le bouton « port» qui permet de choisir dans la liste des
ports séries disponibles sur la machine, le port que nous voulons utiliser pour envoyer
nos données. À 9600 bauds c’est Le débit de la connexion (Baud rate) rarement
régler à cette valeur.

On a aussi le Data bits c’est la longueur standard des bits de données par octet
généralement 6bits ou 8bits avec 1 bit stop et sans parité.

Enfin la classe Serial Port dispose aussi de méthodes permettant d'interrompre ou

reprendre la propagation de certains types d'évènements selon les besoins.

45
 CHAPITRE 03

3.4 . RESULTATS DE LA SIMULATION

3.4.1 . Resistance

a. Procédure de mesure de la résistance

Une fois que l’ordre de la mesure de la résistance est lancé, le microcontrôleur

câblé à la sortie trigger du monostable est en attente jusqu’à un front montant arrive
a son niveau,

A ce moment un comptage est lancé jusqu'à l’arrivée d’un front descendant puis
un traitement est fait pour calculer la valeur de la résistance.

46
 CHAPITRE 03

DEBUT

Tw =0 ;

Envoi du trigger

NON Front OUI

Montant

Comptage de Tw

NON OUI
Front

Descendant

Arrête de comptage

𝑹 = 𝒕𝒘⁄𝟏. 𝟏 × 𝑪

Fin

F IGURE 41 : ORGANIGRAMME DE MESURE RESISTANCE

47
 CHAPITRE 03

b. Résultat de la simulation de la mesure de la résistance :

F IGURE 42: RESULTAT DE SIMULATION DE RESISTANCE

3.4.2 . Capacité

a. Procédure de mesure de la capacité

Une fois que l’ordre de la mesure de la capacité est lancé, le microcontrôleur

câblé à la sortie trigger du monostable est en attente jusqu’à un front montant arrive
a son niveau, à ce moment un comptage est lancé jusqu'à l’arrivée d’un front
descendant puis un traitement est fait pour calculer la valeur de la capacité.

48
 CHAPITRE 03

DEBUT

Tw =0 ;

Envoi du trigger

NON OUI
Front

Montant

Comptage de Tw

NON Oui

Front

Descendant

Arrête de comptage

𝑪 = 𝒕𝒘⁄𝟏. 𝟏 × 𝑹

Fin

F IGURE 43 : ORGANIGRAMME DE MESURE CAPACITE

49
 CHAPITRE 03

b. Résultats de la simulation de la mesure de la capacité :

F IGURE 44: RESULTAT DE SIMULATION DE CAPACITE

50
 CHAPITRE 03

3.4.3 . Tension (AC/ DC)

a. Résultats de la simulation de la mesure de la tension

 Pour 5v :

 Tension AC

 Pour 15 v :

51
 CHAPITRE 03

 tension DC  Pour 5v :

 Pour 15v :

Tableau 2 : Resultats de simulation de tension (AC/DC) pour 5v & 15v

3.5 . REALISATION PRATIQUE DE L’APPAREIL DE MESURE

Dans cette partie seront présentées les différentes étapes suivies depuis la mise
sur pied du schéma électrique jusqu'à l'assemblage et au test du système.

52
 CHAPITRE 03

3.5.1 . La marquette électronique

Afin de s'assurer du bon fonctionnement des différents circuits nous avons câblé
chaque circuit sur protoboard. La réalisation de ces circuits a été faite sous le logiciel
fritzing. Ce travail est fait en réalité en trois blocs.

a. Capture des schémas

Cette partie consiste à saisir les schémas des différents circuits. Nous avons
subdivisé pour simplifier le schéma général.

circuit de Résistance

53
 CHAPITRE 03

circuit de Capacité

circuit de tension

Tableau 3 : Réalisation des différents types de circuit de mesure

54
 CHAPITRE 03

3.5.2 Organigramme de l’interface Qt

 Organigramme de la résistance :

Début
.

Sélection R

Envoi R

Exécuter le test

Affichage résultat

 Organigramme de la capacité :

Début

Sélection C

Envoi C

Exécuter le test

55
Affichage résultat
 CHAPITRE 03

 Organigramme de la tension AC/DC :

Début

Sélection AC/DC

Envoi AC/DC

Exécuter le test

Affichage résultat

3.6 . CONCLUSION

Nous avons réalisé les circuits de mesure de résistance/RFL, de capacité et de

tension et nous avons pris un arduino pour lire et traiter les données arrivants de ces
circuits.et on devait utiliser un écran tactile relié a un Raspberry pour faire les
affichages, en dernier lieu il s’est avéré que l’écran tactile est indisponible, on a dû
pour cela remplacer le système d’affichage par un pc qui nous permis de valider nos
résultats .

Ce travail a nécessité deux phases, le premier étant la simulation et la seconde

est la partie réalisation

La gestion de toutes les données a nécessité l’élaboration de plusieurs interfaces

développées sous l’enivrement Qt.

56
 CONCLUSION GENERALE

CONCLUSION GENERALE

L’étude entreprise dans ce projet porte sur le développement d’un service de

télécommunication qui répond aux Objectifs et aux besoins des agents intervenant sur
la boucle locale cuivre et la ligne terminale.

Le but de notre travail était d’étudier et de réaliser un appareil de mesure qui permet
de vérifier la performance des réseaux et rend le dépannage plus simple, plus rapide
et plus efficace.

L’appareil de mesure propose une analyse de fond qui cible les problèmes, suggère
des mesures permettant aux techniciens de les résoudre et confère une expertise avec
un simple test.

La réalisation de ce projet au sein d’Algérie télécom, nous a permis de connaitre de

près la démarche de résolution des problèmes.

La réalisation de ce projet on a nécessité quatre étapes d’étude :

 La détermination des problèmes inhérents à la ligne téléphonique : Une étude sur

les paramètres primaires de la ligne de télécommunication

 Pour la conception des circuits flous trois circuits sont développés simulés et
réalisés :

 Un circuit de mesure de résistance.

 Un circuit de mesure de capacité.

 Un circuit de mesure de tension AC/DC.

56
 CONCLUSION GENERALE

 Une carte arduino méga (send, recived), pour envoyer les commandes et recevoir
des mesures avec port série. Qui seront affiché.

 Une interface de communication qui affiche les mesures des paramètres primaire
d’une ligne téléphonique était réaliser avec outil de développement (Qt Creator), Il
est orienté pour la programmation en C++.

Le projet que nous avons réalisé, se veut juste d'être une application sur laquelle
l'on pourrait se baser pour la réalisation de systèmes beaucoup plus performants et
complets. Les résultats étaient assez satisfaisants, Notre application est tactile mais à
travers du temps il manque un écran tactile

Au départ, l’application dévellopée était prévue pour un écran tactil, faute de ce

dernier nous avons utilisé l’écran du Pc pour valider nos tests. Cependant, il serait très
intéressant de proposer en perspective un appareil de mesure qui utilise un écran tactil
doté d’un raspberry Pi pour la communication.

Nous proposons également pour les perspectives de notre travail un TDR

(Localiser un défaut par échométrie), Ce dernier permet d’identifier et de localiser des
épissures des courts-circuit et des défauts de faible résistance, des coupures, des
branchements en dérivation, des bobines de charge et des câbles humides.

Ce travail nous a permis d’enrichir notre savoir dans le domaine des

télécommunications. En effet, nous avons eu l’opportunité de découvrir les différents
aspects de la conception des projets industriels et les outils de développements de
l’étude jusqu’à la réalisation des objectifs demandés, où nous avons réalisé un
appareil de mesure comme solution pour réparer les panne de la ligne téléphonique.

57
 ANNEXES

Annexe A – Partie Hardware :

1/ Régulateur LM7805 :

FIGURE 45 : REGULATEUR LM7805

Un régulateur de tension est un élément qui permet de stabiliser une tension à une
valeur fixe, et qui est nécessaire pour les montages électroniques qui ont besoin d'une
tension stable et invariable. Un régulateur de tension est composé d'un ensemble de
composants classiques (résistances, diodes zener et transistor), qui sont installés
dans un même boitier pour faciliter son utilisation. Dans notre cas il suffit d’ajouter deux
condensateurs à l’entrée et deux à la sortie .

Il existe plusieurs types, les plus courants sont ceux de la série LM78xx et LM79xx :

LM = préfixe utilisé par le fabricant. Il peut être nommé uA, ou MC (LM7805, MC7805,
uA7805 ,78L05) .

58
 ANNEXES

78 = régulateur positif.

79 = régulateur négatif.

xx = tension de sortie fixe (valeur entière sur deux chiffres, par exemple "05" pour 5 V)

2/ le circuit intégré NE555 :

Le NE555 est un circuit intégré créé en 1971 par H.Camenzind.C’est un

composant très simple d’utilisation, qui peut servir comme timer, générateur
d’impulsions ou encore d’oscillateur. La puce contient 25 transistors, 2 diodes et
15 résistances pour former un pont diviseur de tension, deux amplificateurs
opérationnels de type comparateur, une porte logique de type inverseur et une bascule
SET-RESET. C’est plus clair avec un schéma-bloc : (Figure 44)

Figure 46: schéma bloc

Le boitier possède 8 pattes pour faire ressortir les signaux ci-dessus (figure 45) :

59
 ANNEXES

FIGURE 47: S YMBOLE SCHEMATIQUE DU 555

 Fonctionnement monostable :

NE555 en configuration monostable permet de générer une impulsion d'une durée

définie seulement à l'aide d'une résistance et d'un condensateur comme illustrée dans
le schéma (figure 50).

La sortie se trouve dans un état électrique stable (par exemple à l’état bas, sortie
à zéro volt) quand il est au repos, et lorsqu’il reçoit une impulsion appelée impulsion
de déclenchement, qui fait basculer sa sortie dans l’état électrique opposé (par
exemple sortie à l’état haut, +5V), pendant un ‘’certain temps’’. Ce nouvel état est
instable, et la sortie retrouve son état initial au bout de ce ‘’certain temps’’. Un
monostable peut donc servir de base à la construction d’un temporisateur.

60
 ANNEXES

Figure 48 : NE555 en configuration monostable

Dans cette configuration, le NE555 délivre en sortie (broche 3) un signal noté Vout
de niveau haut dont la durée t ne dépend que de R et C, selon la formule :

t= 1.1(R.C)

Cette temporisation de durée t est déclenchée lorsque la broche 2 est portée à l’état
bas.

61
 ANNEXES

Annexe B – Partie Software :

1/ PROTEUS :

PROTEUS est une suite logicielle destinée à l’électronique développée par la

société Labcenter Electronics. Les logicielles incluent dans Proteus permettent la CAO
dans le domaine électronique, deux logiciels principaux composent cette suite
logicielle : ISIS et ARES.

ISIS : Le logiciel ISIS de Proteus est principalement connu pour éditer des schémas
électriques. Par ailleurs, le logiciel permet également de simuler ces schémas ce qui
permet de déceler certaines erreurs dès l'étape de conception. Indirectement, les
circuits électriques conçus grâce à ce logiciel peuvent être utilisé dans des
documentations car le logiciel permet de contrôler la majorité de l'aspect graphique
des circuits. La grande force de ISIS est de pouvoir simuler le comportement d’un
microcontrôleur (PIC, Atmel, 8051, ARM, HC11…) et de son interaction avec les
composants qui l’entourent.

Afin d’assurer le bon fonctionnement de notre montage. Nous avons simulé 4

circuits de mesure d’une ligne téléphonique (Résistance, Capacité, Tension Alternatif,
Tension Continue). À l’aide du logiciel PROTEUS_ISIS qui va nous permettre de tester
et de récupérer en temps réel les résultats de la simulation

2/ EAGLE :

EAGLE est un outil nécessaire pour passer d’un circuit électronique à un circuit
imprimé. Pour cela on a pris le circuit établi déjà dans Proteus et le rétablir dans le
logiciel EAGLE qui nous a donné une forme de traçage plus simple.Ensuite on a
converti ce circuit au PCB (circuit imprimé) .

(Figure 47) montre les deux circuits imprimé de notre projet .

62
 ANNEXES

F IGURE 49: SCHEMA D E PCB

Voici les circuits imprimés des différentes cartes après routage. Ces figures sont prises par
imprime écran.

F IGURE 51 :CIRCUIT IMPRIME DE LA F IGURE 50 : CIRCUIT IMPRIME DE LA

CARTE DE TENSION (AC/DC)
CARTE DE RESISTANCE & CAPACITE

3/ CARTE ARDUINO :

L’Arduino est une plateforme open-source d'électronique programmée qui est

basée sur une simple carte à microcontrôleur, et un logiciel, véritable environnement
de développement intégré, pour écrire, compiler et transférer le programme vers la
carte à microcontrôleur. C’est un outil qui peut capter et contrôler d’avantage de
choses du monde matériel que votre ordinateur de bureau.

63
 ANNEXES

Arduino est un projet en source ouverte : la communauté importante d'utilisateurs

et de concepteurs permet à chacun de trouver les réponses à ses questions.

 Applications :

Le système Arduino nous permet de réaliser un grand nombre de choses, qui ont
une application dans tous les domaines, nous pouvons donner quelques exemples :

 Contrôler les appareils domestiques

 Communiquer avec l'ordinateur
 Télécommander un appareil mobile (modélisme) etc.

 Outils Arduino :

A présent, rapprochons-nous de « l'utilisation » du système Arduino et voyons

comment il se présente. Il est composé de deux choses principales, qui sont : le
matériel et le logiciel. Ces deux outils réunis, il nous sera possible de faire n'importe
quelle réalisation.

Le matériel :Il s'agit d'une carte électronique basée autour d'un microcontrôleur
méga du fabricant Atmel, dont le prix est relativement bas pour l'étendue possible des
applications.

Le logiciel : Le logiciel va nous permettre de programmer la carte Arduino. Il nous

offre une multitude de fonctionnalités.

 Différentes cartes :

64
 ANNEXES

la carte Arduino Uno est basée sur un

microcontrôleur ATMEL de référence
ATMega328. Ce dernier possède 14
broches d'entrée / sortie numériques
(dont 6 peuvent être utilisées comme
sorties PWM), 6 entrées analogiques,
un résonateur céramique 16 MHz, une
connexion USB, une prise
d'alimentation, un connecteur ICSP et
un bouton de réinitialisation.
L'Arduino Méga 2560 est une carte à
microcontrôleur basée sur
l'ATmega2560 .Il possède 54 broches
d'entrée / sortie numériques (dont 15
peuvent être utilisées comme sorties
PWM), 16 entrées analogiques, 4 UART
(ports série matériels), un oscillateur à
quartz 16 MHz, une connexion USB,
une prise d'alimentation, un connecteur
ICSP, et un bouton de réinitialisation.

 Logiciel Arduino :

Le logiciel Arduino est un espace de développement intégré (EDI) dédié au langage

Arduino et à la programmation des cartes Arduino. Ce logiciel a pour fonctions
principales de :

 Pouvoir écrire et compiler des programmes pour la carte Arduino.

 Se connecter avec la carte Arduino pour y transférer les programmes.

 Communiquer avec la carte Arduino

 Structure générale du programme (IDE Arduino)

65
 ANNEXES

Comme n’importe quel langage de programmation, une interface souple et simple

est exécutable sur n’importe quel système d’exploitation Arduino basé sur la
programmation en C.

Figure 52 : interface IDE Arduino

4/ QT Creator :

Qt est un Environnement de développement intégré multiplateformes, fruit du projet «

Qt Project » fait partie du framework Qt. Il intègre plusieurs composants : un
débogueur, outil de création d’interface graphique, des outils pour la publication de
code sur Git, une messagerie IRC, un éditeur de texte intelligent permettant
l’autocomplétion ainsi que la coloration syntaxique et la documentation Qt. Il gère le
C++, QML et JavaScript. Qt Creator offre aussi la possibilité d’intégrer le moteur de
production « CMake ».

Qt signifie "Cute" (prononcez "Quioute"), ce qui signifie "Mignonne", parce que les
développeurs trouvaient que la lettre Q était jolie dans leur éditeur de texte.

Qt est une bibliothèque multiplateforme pour créer des GUI (programme sous forme
de fenêtre) écrite en C++ et faite pour être utilisée à la base en C++, mais il est
aujourd'hui possible de l'utiliser dans d'autres langages comme Java, Python, etc.

Qt est un Framework multiplateforme, voilà un schéma qui illustre le fonctionnement

de Qt : (Figure 51)

66
 ANNEXES

Figure 53 : Schéma d’utilisation de Qt

5/ RASPBERRY PI :

Raspberry est une carte mère d’un mini-ordinateur qui peut être branchée à
n’importe quel périphérique (souris, clavier…). Cette carte est fabriquée pour aider à
étudier les ordinateurs et pour représenter un moyen d’apprentissage de la
programmation informatique en plusieurs langages (C, C++, python, scratch...) et
d’être utilisé dans les systèmes embarqués. Elle est aussi capable de lire les vidéos à
haute définition et même à installer des jeux vidéo.

 Les composants standards de Raspberry Pi

La figure suivante (Figure 12) représente un Raspberry standard

Figure 54: Les composants standards d'un Raspberry

67
 ANNEXES

 Préparer le système d’exploitation sur SD CARD

La carte SD est ce qui fera office de mémoire morte sur le Raspberry Pi, tout comme
un disque dur d’ordinateur. C’est donc là-dessus que sera stocké le système d’exploitation,
et à priori, vos documents, photos, musiques, vidéos… (Sauf si vous avez acheté un hub USB
et un disque dur supplémentaire).

Nous allons donc commencer par télécharger le système d’exploitation, qui est en fait une
distribution de Linux qui s’appelle Raspbian. Cette distribution est une version modifiée
(adaptée pour le Raspberry Pi) de Debian, qui est utilisée sur la grande majorité des serveurs
de sites Internet.

68
 ANNEXES

Annexe C – Partie des fiches techniques :

1/ Régulateur 7805 :

DESCRIPTION:

The Contek 78XX family is monolithic fixed voltage regulator integrated circuit. They are suitable for applications
that required supply current up to 1 A.

FEATURES

-Output current up to 1.5 A

-Fixed output voltage of 5V, 6V, 8V, 9V, 10V, 12V, 15V ,18V and 24V available

-Thermal overload shutdown protection

-Short circuit current limiting

-Output transistor SOA protection

Contek LM7805 ELECTRICAL CHARACTERISTICS

( VI=10V, Io=0.5A, Tj= 0 C - 125 C, C1=0.33uF, Co=0.1uF, unless

otherwise specified)

69
 ANNEXES

2 / Fiche technique de arduino mega :

70
 ANNEXES

3 / La fiche technique de Raspberry Pi :

Figure 55: la fiche technique de Raspberry Pi

71
 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

Références Bibliographiques

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autonomie ‘’ , réseaux et télécommunication , France ,2008.

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Mittelette et I. Bounoure, "Le livre blanc des systèmes embarqués", Syntec
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Tunis,2016

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Embarqués communicants » série Informatique et Systèmes d'Information,

France ,2009

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Des Systèmes Embarqués ", Thèse de Doctorat, L‟ENSI– Ecole Centrale de

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Métier pour les systèmes embarqués", Thèse de Doctorat, ENSAE de

Toulouse, France, 2006

[9] I.STURDNIA « Détection d’intrusion pour des réseaux embarqués automobiles

: Une approche orientée langage », thèse de doctorat, l’Institut National des

Sciences Appliquées de Toulouse, 2015

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Embarques introduction.html.

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[ 18 ] SLVS056J – MAY 1976 µA7800 SERIES POSITIVE-VOLTAGE

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