CA2907602A1 - Procede de surveillance des deformations d'un element tournant par un dispositif de surveillance a fibre optique, et eolienne munie d'un tel dispositif - Google Patents

Abstract

L'invention se situe dans le domaine de la surveillance du vieillissement de pièces soumises à un mouvement de rotation et, plus précisément, de la surveillance des déformations pouvant être subies par une surface périphérique d'une pièce en rotation. Le procédé selon l'invention comprend: une étape (71) d'émission d'un signal lumineux à une première extrémité d'une fibre optique dont au moins un tronçon est tendu entre deux points de la surface de la pièce, une étape (72) de mesure d'une caractéristique du signal lumineux reçu à une deuxième extrémité de la fibre optique, ladite caractéristique évoluant en fonction d'une longueur de la fibre optique entre ses extrémités, et une étape (73) de comparaison de la caractéristique du signal lumineux à un signal de référence.

Description

PROCEDE DE SURVEILLANCE DES DEFORMATIONS D'UN ÉLEMENT
TOURNANT PAR UN DISPOSITIF DE SURVEILLANCE A FIBRE OPTIQUE, ET EOLIENNE MUNIE D'UN TEL DISPOSITIF
L'invention se situe dans le domaine de la surveillance du vieillissement de pièces soumises à un mouvement de rotation. Elle s'applique notamment à la surveillance des éléments tournants d'une éolienne. Plus précisément, l'invention concerne un procédé de surveillance des déformations d'une surface d'une pièce apte à subir un mouvement de rotation, au moyen d'un dispositif de mesure comprenant une fibre optique faisant office de capteur.
Il est connu de surveiller les structures statiques de génie civil telles qu'un bâtiment, un tunnel ou un pont, en déterminant leurs déformations globales, c'est-à-dire des déformations entre au moins deux points relativement éloignés de la structure. Cela est notamment permis par l'installation d'une fibre optique tendue entre deux points de la structure, et par une analyse d'une variation d'un signal lumineux transmis par la fibre optique. Par exemple, le document EP 0 649 000 Al décrit un système de surveillance d'un bâtiment comprenant deux plaques support et une fibre optique fixée à chacune des plaques support et évoluant entre elles en formant des arcs. Une mesure d'amplitude d'un signal lumineux parcourant la fibre optique permet de déterminer une variation de la courbure des arcs, et donc un déplacement relatif des deux plaques support.
Dans une machine, certaines pièces, notamment mobiles, sont susceptibles de rupture. Cependant, il est la plupart du temps impossible d'équiper ces pièces avec des fibres optiques convenablement disposées relativement aux dommages redoutés, qui peuvent être divers. Par exemple, les déformations d'une pale d'une éolienne ne peuvent être surveillées en installant des capteurs sur cette pale. Il en va de même pour une hélice, pour un piston, et, plus généralement, pour toute pièce en mouvement. De plus, même dans le cas où de tels capteurs peuvent être installés sur la pièce à
surveiller, le mouvement de cette pièce pose plusieurs difficultés.
Premièrement, la mesure du capteur peut être perturbée par des forces d'inertie ou des forces centrifuges ou, le cas échéant, par une force de gravité
variable en fonction de la position angulaire de la pièce équipée du capteur.

2 Deuxièmement, l'installation de capteurs sur une pièce tournante introduit une asymétrie susceptible d'accélérer le vieillissement de la pièce elle-même ou d'une autre pièce du mécanisme, par exemple un roulement mécanique. Enfin, la transmission des mesures vers un dispositif externe tel qu'une station de contrôle, via des conducteurs électriques, est impossible. Ce problème de transmission des mesures devient d'autant plus problématique lorsque le nombre de capteurs nécessaires pour contrôler l'état de la pièce est important.
Un but de l'invention est notamment de remédier à tout ou partie des inconvénients précités en proposant un procédé de surveillance de déformations d'un élément tournant qui impacte le plus faiblement possible le fonctionnement et le vieillissement de cet élément tournant, et qui soit lui-même non influencé par le mouvement de rotation. A cet effet, l'invention repose sur la propriété selon laquelle une pièce mobile qui amorce une défaillance telle qu'une fissure, propage dans la structure une anomalie cyclique de contrainte, et donc de déformation. En effet, toute fissuration est précédée par une non-homogénéité des contraintes dans la pièce ou par une non-homogénéité du matériau. Cette non-homogénéité va de pair avec une non-homogénéité des déformations de la pièce. Lorsque la pièce est en mouvement de rotation, cette non-homogénéité des déformations entraîne nécessairement une non-homogénéité des contraintes dynamiques engendrées et diffusées sur l'ensemble de la pièce. En particulier, la pièce subit localement un cycle de compression - dépression au cours duquel les contraintes se répartissent différemment au cours du temps. La déformation cyclique de la pièce peut être détectée en un site de la structure choisi comme stratégique à la fois pour la relative facilité d'installation du capteur, et pour la capacité de ce site à subir des variations de contrainte en cas de défaillance.
Ainsi, dans le cas d'une pale d'éolienne, un seul capteur disposé sur tout ou partie du pourtour de l'embase de la pale va réagir à tout dommage subi par la pale, aussi bien localement qu'en tout autre point de la pale. Plus précisément, l'invention a pour objet un procédé de surveillance de déformations pouvant survenir sur une surface d'une pièce apte à subir un mouvement de rotation, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend :
= une étape d'émission d'un signal lumineux à une première extrémité
d'une fibre optique dont au moins un tronçon est tendu entre deux points de la surface de la pièce,

3 = une étape de mesure d'une caractéristique du signal lumineux reçu à
une deuxième extrémité de la fibre optique, ladite caractéristique évoluant en fonction d'une longueur de la fibre optique entre ses extrémités, et = une étape de comparaison de la caractéristique du signal lumineux à un signal de référence.
Le tronçon de fibre optique épouse de préférence une partie convexe de la surface de la pièce, afin de pouvoir rester au contact de la pièce sur toute sa longueur.
La pièce est par exemple un élément tournant d'une éolienne ou d'une turbine. Il peut notamment s'agir d'une bague d'un roulement mécanique.
Selon une forme particulière de réalisation, une pluralité de fibres optiques sont utilisées, chaque fibre optique comprenant un tronçon tendu entre deux points de la surface de la pièce. Dans cette forme de réalisation, pour chaque fibre optique :
= un signal lumineux est émis à une première de ses extrémités, = une caractéristique du signal lumineux reçu à une deuxième extrémité
est mesurée, et = la caractéristique du signal lumineux est comparée à un signal de référence.
Les signaux optiques sont de préférence émis simultanément dans chaque fibre optique afin de permettre une corroboration des résultats.
Dans une première forme de réalisation, deux fibres optiques sont utilisées, le tronçon tendu d'une première fibre optique étant disposé par rapport au tronçon tendu de la deuxième fibre optique selon une symétrie axiale dont un axe de symétrie est un axe du mouvement de rotation de la pièce.
Dans une deuxième forme de réalisation, la surface est une surface de révolution dont un axe de révolution est confondu avec un axe du mouvement de rotation de la pièce. Les tronçons tendus des fibres optiques peuvent alors être répartis angulairement selon l'axe de révolution de manière à couvrir une circonférence de la surface de révolution.

4 Le procédé peut comporter, en outre, une étape de transmission, par des moyens de liaison sans fil, de chaque caractéristique mesurée, ou du résultat de chaque comparaison entre la caractéristique mesurée et le signal de référence, ou d'une partie de ces éléments. L'étape de transmission peut être réalisée uniquement en cas d'anomalie, notamment afin de limiter la consommation électrique des moyens de liaison sans fil. En effet, en raison du mouvement de rotation de la pièce, ces moyens sont généralement alimentés par une batterie montée sur la pièce. La limitation de la consommation électrique permet alors de prolonger la durée de vie de la batterie. Par ailleurs, il est également possible de prévoir un générateur électrique actionné par le mouvement de la pièce afin de recharger la batterie.
Selon une forme particulière de réalisation, les étapes d'émission, de mesure et de comparaison sont réalisées continument pendant une durée déterminée de manière à permettre une surveillance des déformations de la pièce pour au moins un tour complet de la pièce.
L'invention a également pour objet une éolienne comprenant une pièce apte à subir un mouvement de rotation, et un dispositif de surveillance de déformations de la pièce. Le dispositif de surveillance comprend :
= une fibre optique dont au moins un tronçon est tendu entre deux points d'une surface de la pièce, = une source lumineuse apte à émettre un signal lumineux à une première extrémité de la fibre optique, = un détecteur apte à mesurer une caractéristique du signal lumineux reçu à une deuxième extrémité de la fibre optique, ladite caractéristique évoluant en fonction d'une longueur de la fibre optique entre ses extrémités, et = un module de traitement apte à comparer la caractéristique du signal lumineux à un signal de référence.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, faite en regard de dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 représente schématiquement un exemple d'éolienne utilisée comme générateur électrique et dont des pièces peuvent être surveillées par le procédé selon l'invention ;

- les figures 2 et 3 représentent un exemple de roulement à billes sur lequel peut être implémenté un dispositif de surveillance de déformations apte à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention ;
- les figures 4, 5 et 6 représentent différents exemples d'implémentation du dispositif de surveillance sur le roulement à billes des figures 2 et 3;
- la figure 7 représente un exemple d'étapes du procédé de surveillance d'un élément tournant selon l'invention ;
- la figure 8 représente, par deux graphiques, des exemples de signaux lumineux exploités par le dispositif de surveillance.
L'invention repose sur un dispositif de surveillance utilisant les propriétés de propagation d'un signal lumineux dans une fibre optique solidairement fixée au moins en deux points à la pièce à surveiller. Il est en effet bien connu qu'une élongation de la fibre optique dans son sens longitudinal implique une contraction dans le sens transversal, lequel impacte l'effet d'atténuation de l'amplitude du signal lumineux parcourant la fibre optique. On connaît également des fibres optiques tressées ou torsadées, dont la variation de longueur se traduit par des variations de courbure locales qui ont également pour effet de modifier l'amplitude du signal reçu après transmission par la fibre optique. Ainsi, la mesure de l'amplitude du signal lumineux permet, par comparaison à une amplitude de référence, de déterminer assez précisément la variation de longueur subie par la pièce surveillée entre les deux points auxquels est fixée la fibre optique. La demande de brevet EP 0 264 622 Al décrit un exemple d'un tel dispositif de surveillance.
Le dispositif comprend une fibre optique, et un dispositif de mesure apte à
émettre un signal lumineux à une extrémité de la fibre optique, et à mesurer une amplitude du signal lumineux reçu à une autre extrémité de la fibre optique.
La figure 1 représente schématiquement un exemple d'éolienne utilisée comme générateur électrique. L'éolienne 10 comprend une nacelle 11 supportée par un mât 12, un moyeu 13 en liaison pivot avec la nacelle 11 selon un axe X, sensiblement horizontal, et des pales 14 supportées par le moyeu 13. La nacelle 11 est en liaison pivot avec le mât 12 selon un axe Y, sensiblement vertical, afin de permettre l'orientation de l'axe X dans une direction parallèle à la direction du vent. En outre, chaque pale 14 est en liaison pivot avec le moyeu 13 selon un axe Z1, Z2 OU Z3, afin de permettre l'orientation de chaque pale en fonction de la vitesse du vent. Les axes Z1, Z2 et Z3 sont perpendiculaires à l'axe X, et concourants en un point de l'axe X. De préférence, ils sont répartis uniformément autour de l'axe X, c'est-à-dire avec un angle de 120 degrés entre eux. De manière usuelle, la nacelle 11 renferme un alternateur, non représenté, dont un arbre est entraîné en rotation, directement ou indirectement, par le moyeu 13. La nacelle 11 peut aussi renfermer des moyens d'entraînement, non représentés, aptes à entraîner la rotation des pales 14 par rapport au moyeu 13 selon leur axe respectif Z1, Z2 OU Z3.
Les figures 2 et 3 représentent un exemple de roulement à billes sur lequel peut être implémenté un dispositif de surveillance de déformations. La figure 2 représente le roulement à billes dans une vue en coupe transversale, et la figure 3 représente ce roulement dans une vue en coupe transversale partielle. Le roulement à billes 20 assure la liaison pivot entre le moyeu 13 et l'une des pales 14. A titre d'exemple, on considère la liaison pivot selon l'axe Z1. Le roulement 20 comprend une bague extérieure 21, une première rangée de billes 22, une deuxième rangée de billes 23, et une bague intérieure 24. Le diamètre extérieur du roulement 20 est par exemple de l'ordre de deux mètres de diamètre. Dans un exemple de réalisation, le moyeu 13 est fixé
solidairement à la bague intérieure 24, et la pale 14 est fixée solidairement à la bague extérieure 21. La fixation du moyeu 13 à la bague intérieure 24 est réalisée, dans cet exemple, par un ensemble d'éléments de fixation répartis uniformément à la périphérie de la bague intérieure 24. Chaque élément de fixation comprend par exemple un goujon et deux écrous. La bague intérieure 24 comprend alors un ensemble d'alésages 241 réalisés parallèlement à l'axe Z1 ; le moyeu 13 comprend de même un ensemble d'alésages aptes à venir chacun en regard de l'un des alésages 241. Chaque goujon traverse un alésage 241 de la bague intérieure 24 et un alésage du moyeu 13. Un écrou est vissé à chaque extrémité des goujons de manière à rendre solidaires le moyeu 13 à la bague intérieure 24. De manière analogue, la fixation d'une pale 14 à la bague extérieure 21 peut être réalisée par des goujons et des écrous.
La bague extérieure 21 peut alors comporter des alésages 211, par exemple parallèles à l'axe Z1. Bien entendu, tout autre moyen de fixation approprié
pourrait être utilisé pour rendre solidaires la pale 14 à la bague extérieure 21 et le moyeu 13 à la bague intérieure 24. Le roulement 20 est par exemple à

contact oblique, afin de supporter un effort axial selon l'axe Z1 dû notamment à
la force de gravité et à la force centrifuge subies par la pale 14. Le roulement 20 représenté sur les figures 2 et 3 comporte, en outre, une couronne dentée 212 formée sur une surface périphérique 213 de la bague extérieure 21. La couronne dentée 212 peut engrener avec un pignon, non représenté, qui est actionné pour orienter la pale 14, par exemple en fonction de la vitesse du vent.
Dans le but de surveiller l'apparition de déformations sur la surface périphérique 213 de la bague extérieure 21, un dispositif de surveillance de déformations 30 peut y être implémenté. Il est à noter que le dispositif de surveillance 30 permet bien entendu de détecter des déformations dues à un dommage subi par la bague extérieure 21 elle-même, mais aussi par toute pièce en liaison avec elle. Le dispositif de surveillance 30 comporte une fibre optique 31, une source lumineuse 32 apte à émettre un signal lumineux à une première extrémité de la fibre optique 31, et un détecteur 33 apte à mesurer une caractéristique du signal lumineux reçu à une deuxième extrémité de la fibre optique 31. La caractéristique mesurée évolue en fonction de la longueur de la fibre optique 31 entre ses extrémités. Il s'agit par exemple de l'amplitude du signal lumineux, ou de la durée de trajet du signal lumineux entre les deux extrémités de la fibre optique 31. Il est à noter que la source lumineuse 32 et le détecteur 33 peuvent être réunis dans un même module. Par ailleurs, l'une des extrémités physiques de la fibre optique 31 peut être couplée à un réflecteur apte à réfléchir le signal lumineux. La deuxième extrémité physique de la fibre optique 31 est alors utilisée à la fois pour l'émission et la réception du signal lumineux. Afin de permettre de surveiller les déformations de la surface périphérique 213, la fibre optique 31 doit comporter au moins un tronçon tendu entre deux points de la surface périphérique 213. De manière usuelle, le tronçon épouse la surface périphérique 213. Selon une forme préférentielle de réalisation, la fibre optique 31 est installée de manière à ce que le tronçon subisse une tension de précontrainte. Ainsi, le tronçon subit une variation de longueur, en l'occurrence une contraction, même dans le cas où la déformation de la surface périphérique 213 implique un rapprochement des deux points auxquels est fixée la fibre optique 31. Selon une forme particulière de réalisation, la fibre optique 31 est précontrainte sur toute sa longueur, c'est-à-dire entre l'extrémité reliée à la source lumineuse 32 et celle reliée au détecteur 33.

La figure 4 représente un premier exemple d'implémentation du dispositif de surveillance de déformations 30 sur le roulement 20. Dans cet exemple, la source lumineuse 32 et le détecteur 33 sont contenus dans un unique module, et la fibre optique 31 court sur tout le périmètre de la surface périphérique 213. De préférence, la fibre optique 31 est précontrainte sur toute sa longueur.
La figure 5 représente un deuxième exemple d'implémentation d'un dispositif de surveillance de déformations 50 sur le roulement 20. Dans cet exemple, le dispositif 50 comprend deux sources lumineuses 32A et 32B, deux détecteurs 33A et 33B, et deux fibres optiques 31A et 31B. La fibre optique 31A court sur une première moitié du périmètre de la surface périphérique 213, entre la source lumineuse 32A et le détecteur 33A, et la fibre optique 31B
court sur une deuxième moitié du périmètre de la surface périphérique 213, entre la source lumineuse 32B et le détecteur 33B. Chaque fibre optique 31A, 31B, 31C
est de préférence précontrainte sur toute sa longueur.
La figure 6 représente un troisième exemple d'implémentation d'un dispositif de surveillance de déformations 60 sur le roulement 20. Dans cet exemple, le dispositif 60 comprend trois sources lumineuses 32A, 32B et 32C, trois détecteurs 33A, 33B et 33C, et trois fibres optiques 31A, 31B et 31C. La fibre optique 31A court entre la source lumineuse 32A et le détecteur 33A; la fibre optique 31B court entre la source lumineuse 32B et le détecteur 33B; et la fibre optique 31C court entre la source lumineuse 32C et le détecteur 33C.
Les sources lumineuses 32A, 32B et 32C, et les détecteurs 33A, 33B et 33C
sont agencés sur la surface périphérique 213 de manière à ce que les fibres optiques 31A, 31B et 31C couvrent globalement tout le périmètre de la surface périphérique 213. Avantageusement, chaque fibre optique couvre sensiblement un tiers du périmètre de la surface périphérique 213. Chaque fibre optique 31A, 31B, 31C peut être centrée par rapport à une pale 14. Plus généralement, le dispositif de surveillance de déformations peut comporter un nombre quelconque d'ensembles comprenant chacun une fibre optique, une source lumineuse et un détecteur. L'avantage de disposer de plusieurs ensembles est de permettre une surveillance plus localisée des déformations. Par ailleurs, les fibres optiques peuvent se chevaucher au moins partiellement sur la périphérie de la surface à surveiller.

La figure 7 représente un exemple d'étapes du procédé de surveillance de déformations selon l'invention. Le procédé est décrit ici en référence à l'exemple d'implémentation du dispositif de surveillance de la figure 4. Dans une première étape 71, la source lumineuse 32 émet un signal lumineux, par exemple une impulsion, à une première extrémité de la fibre optique 31. Dans une deuxième étape 72, le détecteur 33 reçoit le signal lumineux à l'autre extrémité de la fibre optique 31 et mesure une caractéristique de ce signal lumineux. Comme indiqué précédemment, la caractéristique peut être une amplitude du signal lumineux, ou une durée de transmission du signal lumineux entre la source lumineuse 32 et le détecteur 33. Le signal lumineux peut être monofréquence, s'étaler sur une bande de fréquences, ou encore être composé de plusieurs signaux monofréquences.
Par ailleurs, la fibre optique 31 peut être une fibre monomode ou multimode.
Ainsi, la caractéristique mesurée par le détecteur 33 peut en réalité résulter d'une combinaison de caractéristiques. Dans une étape 73, la caractéristique du signal lumineux est comparée à un signal de référence. La comparaison est effectuée par un module de traitement, intégré ou non au détecteur 33. Le signal de référence peut être une valeur d'amplitude, par exemple une valeur d'amplitude du signal lumineux mesurée lors d'une phase d'initialisation, lorsque la pièce à surveiller est considérée comme ne présentant aucun défaut, et/ou lors d'une phase de repos, lorsque la pièce ne subit pas de mouvement de rotation. Le signal de référence peut aussi être une durée de référence, par exemple mesurée lors de la phase d'initialisation et/ou de repos. Par ailleurs, le signal lumineux émis par la source lumineuse 32 n'est pas nécessairement une impulsion, mais peut être un signal continu, auquel cas le signal de référence peut également être continu. La durée du signal lumineux est par exemple déterminée de manière à ce que la pièce à surveiller fasse un tour complet de révolution pendant cette durée. Un phénomène de fatigue se traduisant par une asymétrie de la pièce à surveiller peut ainsi être observé du fait d'une discontinuité du signal lumineux reçu par le détecteur 33. Le signal lumineux peut être émis et reçu à une fréquence prédéterminée ou à la demande d'un opérateur. La fréquence de surveillance peut notamment dépendre de la criticité de la pièce à surveiller, et/ou de mesures précédentes effectuées sur la pièce à surveiller ou sur d'autres pièces liées mécaniquement à la pièce à
surveiller. Lorsque plusieurs fibres optiques sont utilisées pour surveiller les déformations d'une même pièce, les différents signaux lumineux peuvent être émis indépendamment les uns des autres, ou de façon synchronisée. La synchronisation des signaux présente l'avantage de pouvoir corréler les résultats de mesure. Le procédé de surveillance selon l'invention peut également comporter une étape 74 de transmission du résultat de chaque comparaison entre un signal lumineux et un signal de référence à un dispositif extérieur, par exemple une station de contrôle. A titre d'alternative, les données transmises lors de l'étape 74 pourraient être les signaux lumineux reçus par le ou les détecteurs 33, la comparaison étant effectuée par le dispositif extérieur.
Selon une forme particulière de réalisation, l'éolienne comporte un boîtier central recueillant, de préférence par une liaison sans fil, les données issues du détecteur 33, ou du module de traitement effectuant la comparaison. De préférence, ce boîtier central recueille les données issues de tous les détecteurs et/ou de tous les modules de traitement de l'éolienne considérée.
Une station de contrôle commune à l'ensemble d'un parc éolien peut alors collecter l'ensemble des données recueillies par les différents boîtiers centraux, par une liaison filaire ou sans fil.
Du fait du mouvement subi par la pièce à surveiller, le dispositif de surveillance 30 est de préférence alimenté par une batterie, par exemple une batterie au Lithium. D'autre part, la transmission des données est de préférence effectuée par des moyens de liaison sans fil. Afin de limiter la consommation électrique du dispositif de surveillance 30 et d'augmenter la durée de vie de la batterie, la transmission des données peut être réalisée avec une fréquence relativement faible, par exemple une fois par jour. Cette fréquence peut être inférieure à la fréquence de mesure, c'est-à-dire la fréquence à laquelle un signal lumineux est émis. Selon une forme de réalisation avantageuse, les données ne sont transmises que lorsqu'une défaillance est constatée.
Selon une forme particulière de réalisation, le dispositif de surveillance 30 tire profit du mouvement de la pièce surveillée pour augmenter son autonomie. En particulier, le dispositif de surveillance 30 peut comporter un générateur électrique actionné par le mouvement de la pièce et permettant de recharger la batterie.
La figure 8 représente, par deux graphiques, des exemples de signaux lumineux exploités par le dispositif de surveillance 30. Un premier graphique 81 représente un exemple de signal lumineux de référence, et le deuxième graphique 82 représente un exemple de signal lumineux reçu par le détecteur 33 en cas de défaillance d'une pièce de l'éolienne. Sur chaque graphique, l'amplitude A des signaux est tracée en fonction du temps, sur une durée correspondant sensiblement à deux tours de révolution du moyeu 13 de l'éolienne 10. Comme le montre le graphique 81, l'amplitude du signal de référence est sensiblement constante dans le temps. En l'absence de défaillance, le signal lumineux reçu par le détecteur 33 serait identique ou analogue. En effet, en situation normale, c'est-à-dire sans usure ou en cas d'usure parfaitement régulière, le signal de mesure ne révèle aucune discontinuité lors d'une rotation complète des pales. En revanche, le graphique 82 montre une ondulation de l'amplitude du signal lumineux, signe d'une variation irrégulière, normalement cyclique, d'une contrainte subie par la pièce, et donc d'une amorce de défaillance de la pièce surveillée ou de l'une des pièces en liaison avec elle. Il est à noter que la surveillance de la variation des contraintes revient à surveiller des effets du premier ordre du vieillissement de la pièce, par opposition à la surveillance de fissures, lesquelles sont des effets du troisième ordre. Le suivi des contraintes permet ainsi de gérer rationnellement la maintenance de l'éolienne, en permettant d'anticiper les opérations de maintenance.
Le procédé de surveillance suivant l'invention a été décrit en référence à un roulement entre un moyeu et une pale d'éolienne. Il pourrait bien entendu s'appliquer à d'autres roulements d'une éolienne, par exemple un roulement entre le moyeu et un bâti de la nacelle d'une éolienne, et à
d'autres pièces subissant un mouvement de rotation, par exemple une roue d'une turbine ou une roue Pelton. Plus généralement, le procédé s'applique à tout élément tournant présentant une surface dont on souhaite surveiller les déformations. Cette surface peut être une surface périphérique. En l'occurrence, il peut s'agir d'une surface de révolution dont un axe de révolution est confondu avec un axe du mouvement de rotation de l'élément tournant. De préférence, le tronçon de fibre optique tendu entre deux points de l'élément tournant épouse une partie convexe de sa surface.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1. Procédé de surveillance de déformations pouvant survenir sur une surface (213) d'une pièce (21) apte à subir un mouvement de rotation, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend :
.cndot. une étape (71) d'émission d'un signal lumineux à une première extrémité d'une fibre optique (31) dont au moins un tronçon est tendu entre deux points de la surface (213) de la pièce (21), .cndot. une étape (72) de mesure d'une caractéristique du signal lumineux reçu à une deuxième extrémité de la fibre optique (31), ladite caractéristique évoluant en fonction d'une longueur de la fibre optique entre ses extrémités, et .cndot. une étape (73) de comparaison de la caractéristique du signal lumineux à un signal de référence.

2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le tronçon de fibre optique (31) épouse une partie convexe de la surface (213) de la pièce (21).

3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel la pièce (21) est un élément tournant d'une éolienne (10).

4. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel la pièce (21) est un élément tournant d'une turbine.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la pièce est une bague (21) d'un roulement mécanique (20).

6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel une pluralité de fibres optiques (31A, 31B, 310) sont utilisées, chaque fibre optique comprenant un tronçon tendu entre deux points de la surface (213) de la pièce (21), pour chaque fibre optique :
.cndot. un signal lumineux étant émis à une première de ses extrémités, .cndot. une caractéristique du signal lumineux reçu à une deuxième extrémité
étant mesurée, et .cndot. la caractéristique du signal lumineux étant comparée à un signal de référence.

7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel les signaux optiques sont émis simultanément dans chaque fibre optique (31A, 31B, 31C).

8. Procédé selon l'une des revendications 6 et 7, dans lequel deux fibres optiques (31A, 31B) sont utilisées, le tronçon tendu d'une première fibre optique (31A) étant disposé par rapport au tronçon tendu de la deuxième fibre optique (31B) selon une symétrie axiale dont un axe de symétrie (Z1) est un axe du mouvement de rotation de la pièce (21).

9. Procédé selon l'une des revendications 6 et 7, dans lequel la surface (213) est une surface de révolution dont un axe de révolution (Z1) est confondu avec un axe du mouvement de rotation de la pièce (21), les tronçons tendus des fibres optiques (31A, 31B, 31C) étant répartis angulairement selon l'axe de révolution (Z1) de manière à couvrir une circonférence de la surface de révolution (213).

10. Procédé selon l'une des revendications précédentes comprenant, en outre, une étape (74) de transmission, par des moyens de liaison sans fil, de chaque caractéristique mesurée, ou du résultat de chaque comparaison entre la caractéristique mesurée et le signal de référence, ou d'une partie de ces éléments.

11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel l'étape (74) de transmission est réalisée uniquement en cas d'anomalie.

12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les étapes d'émission (71), de mesure (72) et de comparaison (73) sont réalisées continument pendant une durée déterminée de manière à permettre une surveillance des déformations de la pièce (21) pour au moins un tour complet de la pièce (21).

13. Eolienne comprenant une pièce (21) apte à subir un mouvement de rotation, et un dispositif (30) de surveillance de déformations de la pièce, le dispositif de surveillance comprenant :
.cndot. une fibre optique (31) dont au moins un tronçon est tendu entre deux points d'une surface (213) de la pièce (21), .cndot. une source lumineuse (32) apte à émettre un signal lumineux à une première extrémité de la fibre optique (31), .cndot. un détecteur (33) apte à mesurer une caractéristique du signal lumineux reçu à une deuxième extrémité de la fibre optique (31), ladite caractéristique évoluant en fonction d'une longueur de la fibre optique entre ses extrémités, et .cndot. un module de traitement apte à comparer la caractéristique du signal lumineux à un signal de référence.