EP4710350A1 - Méthode et ensemble de maintenance d'un équipement d'une installation industrielle - Google Patents
Méthode et ensemble de maintenance d'un équipement d'une installation industrielleInfo
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- EP4710350A1 EP4710350A1 EP24725210.9A EP24725210A EP4710350A1 EP 4710350 A1 EP4710350 A1 EP 4710350A1 EP 24725210 A EP24725210 A EP 24725210A EP 4710350 A1 EP4710350 A1 EP 4710350A1
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Abstract
La méthode de maintenance comprend l'exécution d'une séquence opératoire de manière répétée, la séquence opératoire comprenant les étapes suivantes : - (S10) acquisition d'une image par un organe d'acquisition d'images (35), l'image montrant l'équipement (37) et un environnement de l'équipement (37); - (S12) comparaison de ladite image avec l'image acquise à la séquence opératoire précédente; - (S14) détermination d'une position de l'organe d'acquisition d'images (35) par rapport à l'équipement (37) en utilisant ladite comparaison; - (S16) affichage sur ladite image d'un signe permettant de distinguer l'équipement (37) de son environnement, à une position déterminée par rapport à l'équipement (37), en utilisant ladite position de l'organe d'acquisition d'images (35) par rapport à l'équipement (37).
Description
TITRE : Méthode et ensemble de maintenance d’un équipement d’une installation industrielle
La présente invention concerne en général la maintenance d’un équipement d’une installation industrielle.
L’invention s’applique tout particulièrement à la maintenance d’un équipement qui est entouré par d’autres équipements du même type, avec lesquels cet équipement peut être confondu.
Dans ce cas, il est essentiel d’identifier parfaitement l’équipement sur lequel l’opération de maintenance doit être effectuée, de manière à éviter toute erreur lors de l’intervention.
Ce problème se pose en particulier lors d’opérations de maintenance dans un réacteur nucléaire.
Quand ce réacteur nucléaire est du type à eau sous pression, la cuve sous pression comporte notamment une pluralité de tubes guides, destinés à guider les grappes de contrôle de la réactivité du cœur du réacteur lors de leurs déplacements.
Ces tubes guides font partie des équipements internes supérieurs de la cuve sous pression.
Dans un plan horizontal, ces tubes guides sont agencés suivant une grille comportant plusieurs lignes et plusieurs colonnes.
Les interventions de maintenance sur les tubes guides sont effectuées par le haut, le couvercle de la cuve étant démonté et évacué.
Les intervenants identifient d’abord le tube guide faisant l’objet de la maintenance, sur un plan papier ou numérique.
Puis, l’intervention de maintenance est réalisée en téléopération, la zone d’intervention étant visualisée à distance à l’aide d’une ou plusieurs caméras vidéo.
L’opérateur conduisant l’opération doit être particulièrement attentif pour ne pas se tromper de tube guide, et effectuer la réparation sur un autre tube guide que celui prévu.
Dans ce contexte, l’invention vise à proposer une méthode et un dispositif de maintenance permettant d’accroitre la fiabilité des interventions de maintenance, et de faciliter le travail des opérateurs.
A cette fin, l’invention selon un premier aspect porte sur une méthode de maintenance d’un équipement d’une installation industrielle, la méthode comprenant l’exécution d’une séquence opératoire de manière répétée, la séquence opératoire comprenant les étapes suivantes :
- acquisition d’une image par un organe d’acquisition d’images (35), l’image montrant l’équipement et un environnement de l’équipement;
- comparaison de ladite image avec l’image acquise à la séquence opératoire précédente ;
- détermination d’une position de l’organe d’acquisition d’images par rapport à l’équipement en utilisant ladite comparaison ;
- affichage sur ladite image d’un signe permettant de distinguer l’équipement de son environnement, à une position déterminée par rapport à l’équipement, en utilisant ladite position de l’organe d’acquisition d’images par rapport à l’équipement.
L’affichage sur les images acquises par l’organe d’acquisition d’images d’un signe permettant de distinguer l’équipement de son environnement permet à l’opérateur d’identifier facilement l’équipement sur lequel il doit intervenir. Le risque de confondre cet équipement avec un équipement voisin est considérablement diminué.
La méthode permet notamment d’utiliser un organe d’acquisition d’images mobile, par exemple un organe d’acquisition d’images monté sur un équipement de manutention de l’installation d’industrielle.
Dans le cas d’une intervention de maintenance dans la cuve d’un réacteur nucléaire, sur les internes de cuve ou sur le couvercle de la cuve ou encore sur des éléments de générateur de vapeur du réacteur nucléaire, les organes de manutention équipant le réacteur sont fréquemment employés pour effectuer les opérations de maintenance. Ces organes de manutention sont équipés d’organes d’acquisition d’images utilisés pour visualiser la zone d’intervention. Les organes de manutention se déplacent en fonction des besoins, de telle sorte que la position de l’organe d’acquisition d’images se modifie par rapport à l’équipement sur lequel l’intervention doit être effectuée.
Avec la méthode de l’invention, le signe permettant de distinguer l’équipement de son environnement est toujours positionné correctement. Les images acquises par l’organe d’acquisition d’images sont analysées de manière à connaître en permanence la position de l’organe d’acquisition d’images par rapport à l’équipement. Ceci permet de positionner correctement ce signe, à proximité de l’équipement faisant l’objet de l’opération de maintenance.
La méthode de maintenance peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- l’environnement de l’équipement comprend plusieurs autres équipements du même type, avec lesquels l’équipement peut être confondu, le signe permettant de distinguer l’équipement des autres équipements ;
- l’installation industrielle est un réacteur nucléaire, l’équipement étant choisi dans la liste suivante :
* organe appartenant aux Eléments Internes Supérieur d’une cuve sous pression du réacteur nucléaire, tel qu’un tube guide pour le guidage d’une grappe de contrôle, une colonne de thermocouple, un pion de positionnement de combustible ou un Ensemble Tige de Commande ;
* organe appartenant aux Eléments Internes Inférieur de la cuve, tel qu’une plaque inférieure de cœur, un pion de positionnement de combustibles, une colonne de support de cœur, une traversée de doigts de gant ;
* pénétration traversant un fond inférieur de la cuve ;
* organe porté par un couvercle de la cuve, tel qu’un ensemble de commande d’une grappe de contrôle, un adaptateur de passage de la grappe de contrôle à travers le couvercle, une manchette de protection thermique de l’adaptateur ;
* plaque tubulaire de générateur de vapeur ;
* assemblage de combustible nucléaire ;
- l’organe d’acquisition d’images est mobile par rapport à l’équipement ;
- l’étape de comparaison comprend les sous-étapes suivantes :
* identification de points caractéristiques sur l’image ;
* identification desdits points caractéristiques sur l’image acquise à la séquence opératoire précédente ;
* calcul d’un déplacement de l’organe d’acquisition d’images par rapport à l’équipement entre l’acquisition de ladite image et l’acquisition de l’image acquise à la séquence opératoire précédente, en utilisant les points caractéristiques identifiés sur ladite image et les mêmes points caractéristiques identifiés sur l’image acquise à la séquence opératoire précédente ;
- l’étape de détermination de la position de l’organe d’acquisition d’images par rapport à l’équipement comprend les sous-étapes suivantes :
* considérer la position de l’organe d’acquisition d’images par rapport à l’équipement déterminée à la séquence opératoire précédente ;
* calcul de la position de l’organe d’acquisition d’images par rapport à l’équipement en appliquant le déplacement calculé à l’étape de comparaison à la position de l’organe d’acquisition d’images par rapport à l’équipement déterminée à la séquence opératoire précédente ;
- la position déterminée du signe par rapport à l’équipement est la même sur les images de toutes les séquences opératoires ;
- la position de l’organe d’acquisition d’images par rapport à l’équipement est enregistrée dans une cartographie théorique de l’équipement et de son environnement ;
- la méthode comprend l’exécution d’une opération de maintenance de l’équipement, effectuée par un opérateur de manière concomitante à la séquence opératoire répétée, l’opérateur identifiant l’équipement à maintenir en regardant le signe affiché sur les images.
Selon un second aspect, l’invention porte sur un ensemble de maintenance d’un équipement d’une installation industrielle, l’ensemble comprenant un organe d’acquisition d’images et un dispositif de calcul, l’ensemble de maintenance étant configuré pour l’exécution d’une séquence opératoire de manière répétée, la séquence opératoire comprenant les étapes suivantes :
- acquisition d’une image par l’organe d’acquisition d’images, l’image montrant l’équipement et un environnement de l’équipement ;
- comparaison de ladite image avec l’image acquise à la séquence opératoire précédente, par le dispositif de calcul ;
- détermination d’une position de l’organe d’acquisition d’images par rapport à l’équipement en utilisant ladite comparaison, par le dispositif de calcul ;
- affichage sur ladite image d’un signe permettant de distinguer l’équipement de son environnement, à une position déterminée par rapport à l’équipement, en utilisant ladite position de l’organe d’acquisition d’images par rapport à l’équipement, par le dispositif de calcul.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles :
- [Fig.1] La Figure 1 est un diagramme d’étapes de la méthode de maintenance selon l’invention ;
- [Fig. 2] La Figure 2 est une représentation schématique simplifiée d’un réacteur nucléaire avant l’opération de maintenance
- [Fig. 3] La Figure 3 est une représentation schématique simplifiée d’un ensemble de maintenance selon l’invention, configuré pour une intervention sur des tubes guides du réacteur nucléaire de la figure 2 ;
- [Fig.4] La Figure 4 est une représentation schématique simplifiée d’une image acquise par l’organe d’acquisition d’images dans la position de la figure 3 ;
- [Fig.5] La Figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 3, montrant la position de l’organe d’acquisition d’images à la séquence opératoire précédant celle de la figure 3 ;
- [Fig.6] La Figure 6 est une vue similaire à celle de la figure 4, pour l’organe d’acquisition d’images dans la position de la figure 5
- [Fig.7] La Figure 7 est une représentation schématique simplifiée montrant la position de l’organe d’acquisition d’images de la figure 3 dans une cartographie théorique des tubes guides ; et
- [Fig.8] La Figure 8 est une vue similaire à celle de la figure 7, pour l’organe d’acquisition d’images dans la position de la figure 5.
La méthode représentée schématiquement sur la figure 1 est prévue pour la maintenance d’un équipement d’une installation industrielle.
Il est particulièrement adapté à la maintenance d’un équipement dont l’environnement comprend plusieurs autres équipements du même type, avec lesquels l’équipement à maintenir peut être confondu.
La méthode de maintenance est particulièrement adaptée quand l’installation industrielle est un réacteur nucléaire 1 du type représenté sur la figure 2.
En variante, cette installation industrielle est une piscine de stockage d’assemblages de combustible ou toute installation nécessitant un repérage répété sur de multiples éléments similaires ou pas.
Le réacteur nucléaire 1 de la figure 2 est du type à eau pressurisée, mais pourrait être également du type à eau bouillante ou de tout autre type.
Ce réacteur nucléaire 1 comporte une cuve sous pression 3, contenant des assemblages de combustible de nucléaire 5 constituant le cœur 7 du réacteur.
La cuve 3 comporte une virole cylindrique 9 d’axe vertical, fermée en partie inférieure par un fond inférieur 10. La virole 9 est fermée en partie supérieure par un couvercle amovible 1 1 .
Le réacteur nucléaire 1 est équipé de grappes de contrôle (non visibles sur la figure 2), qui peuvent être insérées dans le cœur 7 ou extraites hors du cœur 7 de manière à contrôler la réactivité du combustible nucléaire.
Chaque grappe comprend plusieurs crayons en un matériau absorbant les neutrons.
Chaque grappe de contrôle est fixée au bout d’une tige de commande 15, elle-même déplacée par un mécanisme de commande de grappe (MCG). Les mécanismes de commande de grappe assurent chacun l’extraction, le maintien ou l’insertion d’une grappe de contrôle dans le cœur du réacteur. Ils doivent également autoriser la chute libre des tiges de commande de grappe à l’ouverture des disjoncteurs d’arrêt automatique du réacteur.
Le réacteur nucléaire 1 comprend ainsi une pluralité d’ensembles de commande 17, chacun dédié à une grappe de contrôle.
Chaque ensemble de commande 17 comprend un adaptateur 19 solidaire du couvercle 11 de la cuve sous pression, un carter 21 de réception d’un mécanisme 23 de levée de la tige de commande 15 de la grappe de contrôle et une gaine de réception de la tige de commande. Sur la figure 2, les gaines ne sont pas représentées pour laisser apparaitre les tiges de commande 15.
L’adaptateur 19 est engagé dans un orifice traversant du couvercle de cuve 11 et rigidement fixé à celui-ci. Il traverse le couvercle de cuve 11 et délimite un passage à travers lequel se déplace la tige de commande 15.
Des manchettes thermiques 25 sont agencées à l’intérieur des adaptateurs 19, de manière à protéger la surface interne de ceux-ci lors de la remontée des tiges 15 à haute température.
La cuve 3 comporte également des éléments internes supérieurs, agencés au- dessus du cœur 7, et des éléments internes inférieurs agencés sous le cœur 7.
Les éléments internes supérieurs comportent notamment des tubes guide 27 prévus pour guider le déplacement des grappes de contrôle.
Les éléments internes supérieurs comportent également des colonnes de thermocouples 29 prévues pour le passage de thermocouples de mesure de la température du fluide caloporteur primaire.
Les tubes guide 27 et les colonnes de thermocouples 29 sont par exemple montés sur une plaque supérieure de cœur 31 visible sur la figure 2.
La cuve comporte notamment des pénétrations 33 traversant le fond inférieur 10. Ces pénétrations sont typiquement prévues pour le passage de sondes neutroniques destinées à être insérées dans le cœur 7 du réacteur.
La méthode de maintenance est particulièrement adaptée aux opérations de maintenance sur l’un des équipements suivants :
- Organe appartenant aux éléments internes supérieurs, tel qu’un tube guide 27 ou une colonne de thermocouple 29 ou encore les pions de positionnement de combustibles ;
- Organe appartenant aux éléments internes inférieurs tel que la plaque inférieure de cœur, les pions de positionnement de combustibles, les colonnes de support de cœur, les traversées de doigts de gant;
- Pénétration de fond de cuve 33 ;
- Organe porté par le couvercle 11 de la cuve, tel qu’un ensemble 17 de commande de grappe de contrôle, un adaptateur 19 de passage de la grappe de contrôle à travers le couvercle 11 , ou encore une manchette 25 de protection thermique de l’adaptateur 19 ;
- Plaque tubulaire de générateur de vapeur ;
- Assemblage de combustible nucléaire 5.
Comme illustré sur la figure 1 , la méthode de maintenance comprend l’exécution d’une séquence opératoire, de manière répétée.
La séquence opératoire est représentée sur la figure 1. Elle comprend les étapes suivantes :
- S10 : acquisition d’une image par un organe d’acquisition d’images 35, l’image montrant l’équipement 37 faisant l’objet de la maintenance et un environnement de l’équipement ;
- S12 : comparaison de ladite image avec l’image acquise à la séquence opératoire précédente ;
- S14 : détermination d’une position de l’organe d’acquisition d’images 35 par rapport à l’équipement 37 en utilisant ladite comparaison ;
- S16 : affichage sur ladite image d’un signe permettant de distinguer l’équipement 37 de son environnement, à une position déterminée par rapport à l’équipement 37, en utilisant ladite position de l’organe d’acquisition d’images 35 par rapport à l’équipement 37.
Ces étapes sont exécutées successivement, dans l’ordre ci-dessus, à chaque séquence opératoire.
La figure 3 illustre un exemple de réalisation dans lequel l’équipement 37 faisant l’objet de l’opération de maintenance est l’un des tubes guides 27. Ce tube guide est référencé 37 sur la figure 3.
L’organe d’acquisition d’images 35 est typiquement une caméra numérique, ou appareil photo numérique, ou tout autre organe d’acquisition d’images.
L’organe d’acquisition d’images 35 est mobile par rapport à l’équipement à maintenir 37.
Dans l’exemple représenté sur la figure 3, l’organe d’acquisition d’images 35 est monté sur un organe de manutention 39. L’organe de manutention est par exemple un pont roulant situé au-dessus de la cuve du réacteur nucléaire.
L’opération de maintenance de l’équipement 37 est réalisée une fois le couvercle de cuve 1 1 démonté et évacué, de manière à avoir un accès libre au tube guide 37 à maintenir. L’organe d’acquisition d’images 35 est placé typiquement au-dessus des tubes guides 27, l’axe de prise de vue étant sensiblement vertical.
L’image acquise par l’organe d’acquisition d’images dans la position de la figure 3 est représentée schématiquement sur la figure 4. Cette image montre l’équipement 37 faisant l’objet de la maintenance. Elle montre aussi l’environnement de l’équipement 37, notamment plusieurs autres tubes guides 27.
L’étape de comparaison S12 comprend les sous étapes suivantes :
- S18 : identification de points caractéristiques 41 sur l’image ;
- S20 : identification desdits points caractéristiques 41 sur l’image acquise à la séquence opératoire précédente ;
- S22 : calcul d’un déplacement de l’organe d’acquisition d’images 35 par rapport à l’équipement 37 entre l’acquisition de ladite image et l’acquisition de l’image acquise à la séquence opératoire précédente, en utilisant les points caractéristiques 41 identifiés sur ladite image et les mêmes points caractéristiques 41 identifiés sur l’image acquise à la séquence opératoire précédente.
La position de l’organe d’acquisition d’images 35 à la séquence opératoire précédente est illustrée sur la figure 5. L’image acquise à la séquence opératoire précédente est illustrée de manière de manière schématique sur la figure 6.
Les points caractéristiques 41 identifiés sur l’image sont de tout type adapté.
Sur les figures 4 et 6, ces points caractéristiques 41 sont matérialisés par des croix. Ces points caractéristiques 41 sont des éléments figurant sur l’image pouvant être identifiés sur l’image et également sur l’image acquise à la séquence opératoire précédente.
Ces points caractéristiques 41 définis par l’algorithme ne sont pas confondus avec d’autres éléments figurant sur l’image.
Les points caractéristiques 41 sont fixes par rapport à l’équipement 37.
Ces points caractéristiques sont identifiés automatiquement. Il s’agit en général de points présentant des variations de contrastes/couleurs par rapport à leur environnement proche. Ils ne représentent pas forcément un objet figurant sur l’image.
Les points caractéristiques 41 , à la sous-étape S18, sont identifiés par traitement numérique de l’image acquise à l’étape S10. Ce traitement est typiquement automatique, sans intervention d’un opérateur. Un tel traitement numérique est connu, et il n’est pas nécessaire de le décrire en détails ici.
À la sous étape S20, l’image acquise à la séquence opératoire précédente fait l’objet d’un traitement numérique, visant à identifier lesdits points caractéristiques. Ce traitement est typiquement automatique, sans intervention d’un opérateur. Un tel traitement numérique est connu, et il n’est pas nécessaire de le décrire en détails ici.
A la sous étape S22, le déplacement de l’organe d’acquisition d’images est calculé à partir de l’image acquise à l’étape S10 et de l’image acquise à la séquence opératoire précédente.
Plus précisément, les positions des points caractéristiques 41 sur l’image, c’est-à- dire dans le champ de vision de l’organe d’acquisition d’images 35, sont d’abord déterminées. Ces premières positions sont déterminées dans un repère lié au champ de vision de l’organe d’acquisition d’images, par exemple le repère X-Y illustré sur les figures
4 et 6. Les positions des mêmes points caractéristiques 41 sur l’image acquise à la séquence opératoire précédente sont également déterminées. Ces secondes positions sont déterminées dans le même repère que les premières positions, lié au champ de vision de l’organe d’acquisition d’images. Puis, le déplacement de l’organe d’acquisition d’images 35 permettant de faire passer les points caractéristiques 41 depuis les secondes positions jusqu’aux premières positions est calculé.
Le déplacement de l’organe d’acquisition d’images 35 comporte une ou plusieurs translations et/ou une ou plusieurs rotations, ou toute autre composante.
Dans l’exemple représenté sur les figures 4 et 6, le déplacement permettant de faire passer les points caractéristiques 41 des secondes positions, représentées sur la figure 6, aux premières positions, représentées sur la figure 4, correspond à une translation de l’organe d’acquisition d’images 35 suivant la direction D, matérialisée sur les figures 5 et 6.
Le calcul du déplacement de l’organe d’acquisition d’images 35 est effectué en utilisant des méthodes de calcul classiques, qui ne seront pas détaillées ici.
L’étape S14 de détermination de la position de l’organe d’acquisition d’images 35 par rapport à l’équipement 37 comprend les sous-étapes suivantes :
- S24 : considérer la position de l’organe d’acquisition d’images 35 par rapport à l’équipement 37 déterminée à la séquence opératoire précédente ;
- S26 : calcul de la position de l’organe d’acquisition d’images 35 par rapport à l’équipement 37, en appliquant le déplacement calculé à l’étape de comparaison S12 à la position de l’organe d’acquisition d’images 35 par rapport à l’équipement 37 déterminée à la séquence opératoire précédente.
A chaque séquence opératoire, la position de l’organe d’acquisition d’images 35 par rapport à l’équipement 37 est enregistrée.
Elle est typiquement enregistrée dans une cartographie théorique de l’équipement 37 et de son environnement, du type représenté sur les figures 7 et 8. Cette cartographie théorique est une cartographie numérique. Dans l’exemple représenté, c’est une cartographie en deux dimensions.
Les positions des différents tubes guides 27 sont enregistrées dans la cartographie.
On voit sur cette cartographie que les tubes guides 27 sont disposés sur une grille de maille sensiblement rectangulaire.
Dans l’exemple représenté, ils sont agencés dans une grille à quatre colonnes C1 à C4 et à quatre lignes L1 à L4. Chaque tube guide 27 occupe un nœud de la grille. L’équipement à maintenir 37 correspond au tube guide situé au croisement de la colonne 1 et de la ligne 2.
Dans l’exemple représenté sur les figures, la position PN-i de l’organe d’acquisition d’images 35 à la séquence opératoire précédente (figure 8) correspond sensiblement à la position de l’équipement 37. La position PN de l’organe d’acquisition d’images 35 à la séquence opératoire courante correspond à la position du tube guide 23 située au croisement de la colonne 2 et de la ligne 2.
Le calcul de la position de l’organe d’acquisition d’images 35 par rapport à l’équipement 37 est effectué selon un algorithme de calcul connu, qui ne sera pas détaillé ici.
Le signe affiché à l’étape S16 sur l’image est de tout type adapté. Par exemple, c’est un signe alphanumérique. En variante, c’est un symbole, ou une tache de couleur, ou tout autre type de signe adapté.
Sur les figures 4 et 6, le signe affiché est P12.
Le signe est affiché à une position relative dans le repère lié au champ de vision de l’organe d’acquisition d’images 35. Cette position relative est calculée en utilisant la position de l’organe d’acquisition d’images 35 par rapport à l’équipement 37 et la position déterminée du signe par rapport à l’équipement 37.
La position de l’organe d’acquisition d’images 35 par rapport à l’équipement 37 est celle calculée à l’étape S14.
La position déterminée du signe par rapport à l’équipement 37 est arbitraire.
Avantageusement, la position déterminée du signe par rapport à l’équipement 37 est la même sur les images de toutes les séquences opératoires.
En d’autres termes, la position du signe par rapport à l’équipement 37 ne change pas d’une image à l’autre. L’opérateur observant les images, quand l’organe d’acquisition d’images 35 se déplace, a la perception que l’équipement 37 et son environnement se déplacent et que le signe se déplace avec l’équipement 37, en restant immobile par rapport à l’équipement 37.
Un exemple d’image obtenue conformément à la méthode est illustré sur la figure 3. Différents tubes guides 27 sont visibles sur cette image. La disposition des tubes guides ne correspond pas à celle représentée sur les figures 5 à 8. Le signe P12 est visible au niveau d’un des tubes guides.
Il est à noter que d’autres éléments graphiques sont affichés sur l’image, en plus du signe P12. Ces éléments graphiques sont par exemple des cercles, agencés au sommet ou au pied des différents tubes guides.
De préférence, la méthode comporte une étape d’initialisation, effectuée avant la première itération de la séquence opératoire. Cette étape d’initialisation est effectuée en
positionnant l’organe d’acquisition d’images 35 à une position initiale prédéterminée, connue.
Par exemple, l’organe d’acquisition d’images 35 dans l’exemple représenté sur les figures 2 à 8 est positionné au-dessus d’un tube guide 27 connu, prédéterminé.
Une image initiale est acquise avec l’organe d’acquisition d’images 35 à cette position initiale. Elle est stockée. L’image acquise au cours de la première séquence opératoire sera comparée avec ladite image initiale à l’étape S12.
La position initiale est enregistrée dans la cartographie théorique. Elle sera utilisée à l’étape S14 de la première séquence opératoire.
Par ailleurs, la méthode de maintenance comprend également l’exécution d’une opération de maintenance sur l’équipement 37, de manière concomitante avec l’exécution de la séquence opératoire répétée.
Cette opération de maintenance est typiquement effectuée en téléopération, par un opérateur regardant les images acquises par l’organe d’acquisition d’images 35, le signe étant affiché sur les images pour permettre à l’opérateur d’identifier facilement l’équipement faisant l’objet de la maintenance.
L’opération de maintenance peut comporter le montage d’un organe sur l’équipement 37 ou à l’emplacement de l’équipement 37. Cet organe est par exemple un outil, notamment un outil d’usinage ou de manutention. Cet organe peut également être une pièce de rechange ou une pièce à installer en plus sur l’équipement 37.
Un ensemble de maintenance 43 va maintenant être décrit.
Cet ensemble de maintenance 43 est spécialement adapté pour la mise en œuvre de la méthode de maintenance décrite ci-dessus. Inversement, la méthode de maintenance est spécialement conçue pour être mise en œuvre par l’ensemble de maintenance 43.
L’ensemble 43 est conçu pour la maintenance d’un équipement 37 d’une installation industrielle.
Cette installation est du type décrit ci-dessus.
L’équipement 37 est avantageusement l’un des équipements décrits ci-dessus.
L’ensemble de maintenance 43 comprend un organe d’acquisition d’images 35 et un dispositif de calcul 45. L’ensemble de maintenance 43 est configuré pour l’exécution d’une séquence opératoire, de manière répétée.
La séquence opératoire comprend les étapes suivantes :
- S10 : acquisition d’une image par l’organe d’acquisition d’images 35, l’image montrant l’équipement 37 et un environnement de l’équipement 37 ;
- S12 : comparaison de ladite image avec l’image acquise à la séquence opératoire précédente, par le dispositif de calcul 45 ;
- S14 : détermination d’une position de l’organe d’acquisition d’images 35 par rapport à l’équipement 37 en utilisant ladite comparaison, par le dispositif de calcul 45 ;
- S16 : affichage sur ladite image d’un signe permettant de distinguer l’équipement 37 de son environnement, à une position déterminée par rapport à l’équipement 37 en utilisant ladite position de l’organe d’acquisition d’images 35 par rapport à l’équipement 37, par le dispositif de calcul 45.
L’organe d’acquisition d’images 35 est une caméra numérique ou un appareil de photo numérique. Il est comme décrit ci-dessus.
Le dispositif de calcul 45 comprend par exemple une unité de traitement d’informations formée d’un processeur et d’une mémoire associée au processeur. Il est configuré pour l’exécution des étapes S12, S14 et S16. Il comporte un logiciel stocké dans la mémoire et apte à être exécuté par le processeur. L’exécution du logiciel conduit à la réalisation des étapes S12, S14 et S16.
En variante, le dispositif de calcul 45 est réalisé sous la forme de composants logiques programmables, tels que des FPGA (de l’anglais Field-Programmable Gate Array), ou encore sous forme de circuits intégrés dédiés, tels que des ASIC (de l’anglais Application-Specific Integrated Circuit).
L’organe d’acquisition d’images 35 communique avec le dispositif de calcul 45. Typiquement, les images acquises par l’organe d’acquisition d’images 35 sont transmises au dispositif de calcul 45 et stockées dans la mémoire de celui-ci.
Le dispositif de calcul 45 est configuré pour exécuter à l’étape S12 les sous-étapes suivantes :
- S18 : identification de points caractéristiques 41 sur l’image ;
- S20 : identification desdits points caractéristiques 41 sur l’image acquise à la séquence opératoire précédente ;
- S22 : calcul d’un déplacement de l’organe d’acquisition d’images 35 par rapport à l’équipement 37 entre l’acquisition de ladite image et l’acquisition de l’image acquise à la séquence opératoire précédente, en utilisant les points caractéristiques 41 identifiés sur ladite image et les mêmes points caractéristiques 41 identifiés sur l’image acquise à la séquence opératoire précédente.
Ces sous étapes sont comme décrits précédemment.
Le dispositif de calcul 45 est configuré pour, à l’étape S14 de détermination de la position de l’organe d’acquisition d’images 35 par rapport à l’équipement 37, exécuter les sous-étapes suivantes :
- S24 : considérer la position de l’organe d’acquisition d’images 35 par rapport à l’équipement 37 déterminée à la séquence opératoire précédente ;
- S26 : calcul de la position de l’organe d’acquisition d’images 35 par rapport à l’équipement 37 en appliquant le déplacement calculé à l’étape de comparaison S12 à la position de l’organe d’acquisition d’images 35 par rapport à l’équipement 37 déterminée à la séquence opératoire précédente.
A chaque itération de la séquence opératoire, la position de l’organe d’acquisition d’images 35 par rapport à l’équipement 37 est enregistrée dans une cartographie numérique. Cette cartographie est du type décrit précédemment.
Elle est enregistrée dans la mémoire du dispositif de calcul 45.
Les sous-étapes S24 et S26 sont exécutées comme décrit plus haut.
L’ensemble de maintenance 43 est configuré pour l’exécution de l’étape d’initialisation décrite plus haut, avant la première itération de la séquence opératoire.
La méthode et le dispositif de maintenance décrits ci-dessus présentent de multiples avantages.
Le fait de calculer le déplacement de l’organe d’acquisition d’images par rapport à l’équipement en utilisant les points caractéristiques identifiés sur l’image et les mêmes points caractéristiques identifiés sur l’image acquise à la séquence opératoire précédente permet de déterminer simplement le déplacement de l’organe d’acquisition d’images.
Le fait de calculer la position de l’organe d’acquisition d’images par rapport à l’équipement en appliquant le déplacement calculé à l’étape de comparaison à la position de l’organe d’acquisition d’images par rapport à l’équipement déterminée à la séquence opératoire précédente, permet de toujours connaître la position de l’organe d’acquisition d’images par rapport à l’équipement. Ceci est obtenu par un calcul simple et rapide.
Le fait que la position déterminée du signe par rapport à l’équipement soit la même sur les images de toutes les séquences opératoires permet à l’opérateur d’identifier facilement l’équipement faisant l’objet de l’opération de la maintenance, même si l’organe d’acquisition d’images se déplace.
Le fait que la position de l’organe d’acquisition d’images soit enregistrée dans une cartographie théorique de l’équipement et de son environnement permet d’avoir toujours à disposition la position courante de l’organe d’acquisition d’images.
La méthode ci-dessus a été décrite avec un organe d’acquisition d’images mobile par rapport à l’équipement à maintenir. Elle s’applique aussi dans le cas d’un organe d’acquisition d’images fixe.
L’organe d’acquisition d’images peut être monté sur un organe de manutention tel qu’un pont ou une grue, équipant l’installation industrielle et prévu pour manipuler des charges. En variante, il est monté sur un support dédié, adapté pour déplacer l’organe d’acquisition d’images. Ce support est par exemple un bras manipulateur, un robot ou tout
autre support permettant d’adapter la position et l’angle de vue de l’organe d’acquisition d’images en fonction des circonstances.
L’étape de comparaison S12, l’étape de détermination S14 et l’étape d’affichage S16 décrites plus haut sont basées sur l’algorithme connu sous le nom d’odométrie visuelle, souvent utilisé pour le calcul du déplacement d’un véhicule autonome.
Les étapes S12, S14 et S16 pourraient être effectuées de manière différente de ce qui a été décrit plus haut. Par exemple, la détection des points caractéristiques peut être effectuée en recherchant les différences de couleurs sur l’image ou les différences de contraste, ou selon de multiples autres méthodes. La mise en corrélation des points caractéristiques de deux images successives peut être effectuée en utilisant différentes équations de manière à calculer le mouvement de l’organe d’acquisition d’image.
Le signe pourrait ne pas être affiché toujours à la même position par rapport à l’équipement, sur toutes les images. Par exemple, si cette position est telle que le signe devrait être au-delà du bord de l’image, la position du signe par rapport à l’équipement peut être modifiée.
Claims
1. Méthode de maintenance d’un équipement (37) d’une installation industrielle, la méthode comprenant l’exécution d’une séquence opératoire de manière répétée, la séquence opératoire comprenant les étapes suivantes :
- (S10) acquisition d’une image par un organe d’acquisition d’images (35), l’image montrant l’équipement (37) et un environnement de l’équipement (37) ;
- (S12) comparaison de ladite image avec l’image acquise à la séquence opératoire précédente ;
- (S14) détermination d’une position de l’organe d’acquisition d’images (35) par rapport à l’équipement (37) en utilisant ladite comparaison ;
- (S16) affichage sur ladite image d’un signe permettant de distinguer l’équipement (37) de son environnement, à une position déterminée par rapport à l’équipement (37), en utilisant ladite position de l’organe d’acquisition d’images (35) par rapport à l’équipement (37).
2. Méthode selon la revendication 1 , dans laquelle l’environnement de l’équipement (37) comprend plusieurs autres équipements du même type, avec lesquels l’équipement (37) peut être confondu, le signe permettant de distinguer l’équipement (37) des autres équipements.
3. Méthode selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle l’installation industrielle est un réacteur nucléaire (1), l’équipement (37) étant choisi dans la liste suivante :
- organe appartenant aux Eléments Internes Supérieur (EIS) d’une cuve sous pression (3) du réacteur nucléaire (1 ), tel qu’un tube guide (27) pour le guidage d’une grappe de contrôle, une colonne de thermocouple (29), un pion de positionnement de combustible ou un Ensemble Tige de Commande (ETC) ;
- organe appartenant aux Eléments Internes Inférieur (Eli) de la cuve (3), tel qu’une plaque inférieure de cœur, un pion de positionnement de combustibles, une colonne de support de cœur, une traversée de doigts de gant ;
- pénétration (33) traversant un fond inférieur (10) de la cuve (3) ;
- organe porté par un couvercle (11 ) de la cuve (3), tel qu’un ensemble (17) de commande d’une grappe de contrôle, un adaptateur (19) de passage de la grappe de contrôle à travers le couvercle (11), une manchette (25) de protection thermique de l’adaptateur (19) ;
- plaque tubulaire de générateur de vapeur ;
- assemblage de combustible nucléaire (5).
4. Méthode selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’organe d’acquisition d’images (35) est mobile par rapport à l’équipement (37).
5. Méthode selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’étape de comparaison (S12) comprend les sous-étapes suivantes :
- (S18) identification de points caractéristiques (41) sur l’image ;
- (S20) identification desdits points caractéristiques (41) sur l’image acquise à la séquence opératoire précédente ;
- (S22) calcul d’un déplacement de l’organe d’acquisition d’images (35) par rapport à l’équipement (37) entre l’acquisition de ladite image et l’acquisition de l’image acquise à la séquence opératoire précédente, en utilisant les points caractéristiques (41 ) identifiés sur ladite image et les mêmes points caractéristiques (41) identifiés sur l’image acquise à la séquence opératoire précédente.
6. Méthode selon la revendication 5, dans laquelle l’étape (S16) de détermination de la position de l’organe d’acquisition d’images (35) par rapport à l’équipement (37) comprend les sous-étapes suivantes :
- (S24) considérer la position de l’organe d’acquisition d’images (35) par rapport à l’équipement (37) déterminée à la séquence opératoire précédente ;
- (S26) calcul de la position de l’organe d’acquisition d’images (35) par rapport à l’équipement (S37) en appliquant le déplacement calculé à l’étape de comparaison (S12) à la position de l’organe d’acquisition d’images (35) par rapport à l’équipement (37) déterminée à la séquence opératoire précédente.
7. Méthode selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la position déterminée du signe par rapport à l’équipement (37) est la même sur les images de toutes les séquences opératoires.
8. Méthode selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la position de l’organe d’acquisition d’images (35) par rapport à l’équipement (37) est enregistrée dans une cartographie théorique de l’équipement (37) et de son environnement.
9. Méthode selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la méthode comprend l’exécution d’une opération de maintenance de l’équipement (37), effectuée par un opérateur de manière concomitante à la séquence opératoire répétée, l’opérateur identifiant l’équipement (37) à maintenir en regardant le signe affiché sur les images.
10. Ensemble de maintenance d’un équipement (37) d’une installation industrielle, l’ensemble (43) comprenant un organe d’acquisition d’images (35) et un dispositif de calcul (45), l’ensemble de maintenance (43) étant configuré pour l’exécution
d’une séquence opératoire de manière répétée, la séquence opératoire comprenant les étapes suivantes :
- (S10) acquisition d’une image par l’organe d’acquisition d’images (35), l’image montrant l’équipement (37) et un environnement de l’équipement (37) ; - (S12) comparaison de ladite image avec l’image acquise à la séquence opératoire précédente, par le dispositif de calcul (45) ;
- (S14) détermination d’une position de l’organe d’acquisition d’images (35) par rapport à l’équipement (37) en utilisant ladite comparaison, par le dispositif de calcul (45) ;
- (S16) affichage sur ladite image d’un signe permettant de distinguer l’équipement (37) de son environnement, à une position déterminée par rapport à l’équipement (37), en utilisant ladite position de l’organe d’acquisition d’images (35) par rapport à l’équipement (37), par le dispositif de calcul (45).
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