FR3065526B1 - Systeme de detection d'un etat ou d'un dysfonctionnement par analyse vibratoire - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet un système (S1, S2) de détection d'un état ou d'un dysfonctionnement d'un ensemble comprenant une structure, ledit système (S1, S2) comprenant un dispositif pour capter des vibrations de la structure (P, C), ledit dispositif pour capter des vibrations de la structure (P, C) comprenant au moins un capteur piézoélectrique en liaison mécanique avec ladite structure (P, C), ledit système (S1, S2) comprenant par ailleurs des moyens d'enregistrement d'un signal représentatif des vibrations de la structure (P, C) et des moyens de traitement dudit signal pour détecter un état ou un dysfonctionnement de l'ensemble.
Description
Système de détection d’un état ou d’un dysfonctionnement par analyse vibratoire
Domaine de l'Invention L’invention concerne la détection d’un état ou d’un dysfonctionnement d’un ensemble comprenant une structure, en particulier au moyen d’un système comprenant au moins un capteur de vibrations.
Plus précisément, la présente invention comprend la capture d’un signal constitué des vibrations de la structure, en particulier en vue de permettre la détection et la catégorisation d’un état ou d’un dysfonctionnement dudit ensemble.
Etat de la technique
Dans de nombreux domaines, il existe un besoin pour des moyens de diagnostics innovants permettant de détecter un dysfonctionnement et d’identifier ledit dysfonctionnement, afin d’en déterminer les causes, ou encore de le localiser. Plus généralement, il existe un besoin pour connaître l’état d’une structure, pour anticiper d’éventuels dysfonctionnements ou pour réaliser des pronostics relatifs « à l’espérance de vie >> d’une structure ou au risque qu’un dysfonctionnement ne se produise. A cette fin, la présente invention vise un système permettant de détecter un état ou un dysfonctionnement d’un ensemble comprenant une structure par l’intermédiaire d’une analyse des vibrations de ladite structure.
Le système proposé, dans ses différentes variantes de réalisation, trouve son application dans de nombreux domaines, dont la surveillance d’un réseau de lignes électriques aériennes, d’une structure de véhicule, par exemple d’aéronef, ou encore d’un réseau de voies ferrées.
Le cas particulier d’une mise en œuvre afin de détecter un état ou un dysfonctionnement dans un réseau de lignes électriques aériennes est décrit plus précisément ci-après.
Comme cela est connu, l’acheminement d’électricité depuis des lieux de production d’électricité jusqu’à des lieux de consommations d’électricité - habitations, hôpitaux, usines, etc. - est tout à fait primordial pour de nombreux territoires.
Le réseau de lignes électriques aériennes nécessaire à cet acheminement forme un maillage du territoire, une architecture composée de structures portantes -autrement dit des pylônes - et de câbles électriques.
En France, à titre d’exemple, ce réseau de lignes électriques aériennes présente une longueur totale de plus d’un million de kilomètres. La surveillance et la détection rapide d’éventuels dysfonctionnements constituent un enjeu crucial pour la sécurisation de la distribution d’électricité. De même, la capacité à réaliser des diagnostics en temps réel ou des opérations de maintenance préventive est cruciale pour maintenir un tel réseau dans un état optimal de fonctionnement.
Aujourd’hui, pour réaliser la surveillance d’un tel réseau de lignes électriques aériennes, les sociétés exploitantes recourent à des patrouilles piétonnes de techniciens, ou encore à des hélicoptères ou à des drones, en particulier dans les zones difficiles d’accès.
Les contrôles visuels ainsi effectués permettent de localiser certains dysfonctionnements, et parfois d’en déterminer les causes, ou de déclencher des actions de maintenance, lorsque l’usure avancée d’une pièce est détectée, par exemple. De tels contrôles ne permettent cependant pas d’inspecter les caractéristiques internes de la structure du réseau ni de repérer d’éventuels défauts masqués.
Les démarches entreprises pour réaliser de tels contrôles visuels sont très coûteuses ; elles présentent en effet un coût direct pouvant être important (mise en œuvre d’un hélicoptère par exemple) et nécessitent une investigation pouvant être longue, générant un coût indirect également important. De ce fait, les sociétés exploitant les réseaux de lignes électriques aériennes se contentent souvent d’outils statistiques pour déterminer les opérations de maintenance préventive à accomplir, sans corrélation directe avec l’état réel du réseau.
Il existe donc un besoin pour un système de surveillance d’un ensemble comprenant une structure, tel qu’un réseau de lignes électriques aériennes, permettant de détecter un état ou un dysfonctionnement dudit réseau de lignes électriques aériennes de façon rapide et efficace.
Dans ce contexte, des études ont été réalisées pour proposer une solution de diagnostic à distance pour un réseau de lignes électriques aériennes, fondée sur l’utilisation d’accéléromètres installés au contact de la structure d’un tel réseau de lignes électriques aériennes. Au moyen desdits accéléromètres, il serait possible de mesurer les mouvements de la structure, d’un point de vue mécanique. De tels mouvements existent dans une structure de réseau de lignes électriques aériennes et présentent une fréquence généralement comprise en quelques Hertz et environ 150 Hz, correspondant à des fréquences de mouvements de type éolien.
Une telle solution n’apporte cependant pas de résultat satisfaisant lorsqu’elle est testée. En particulier, elle ne permet pas de détecter de façon précise un état ou un dysfonctionnement, notamment de nature électrique, dans les lignes électriques, ni de localiser un dysfonctionnement par exemple.
Pour combler au moins partiellement ces inconvénients, la présente invention propose un système de surveillance d’un ensemble présentant une structure, tel qu’un réseau de lignes électriques aériennes, ledit système comprenant au moins un capteur piézoélectrique apte à mesurer les vibrations de ladite structure, ainsi que des moyens d’enregistrement d’un signal représentatif desdites vibrations. Selon l’invention, le système comprend par ailleurs des moyens de traitement par l’intermédiaire desquels le signal est comparé par des moyens adaptés à un ou plusieurs motifs caractéristiques connus, pour détecter un état ou un dysfonctionnement de l’ensemble, voire localiser précisément un dysfonctionnement détecté.
En lieu et place ou en complément dudit au moins un capteur piézoélectrique, d’autres types de capteurs peuvent être prévus, dont des microphones, des accéléromètres ou des gyroscopes. La mise en œuvre de plusieurs capteurs piézoélectriques pour permettre une analyse vibratoire de la structure forme à ce jour le mode de réalisation préféré de l’invention.
Exposé de l'invention
Plus précisément, l’invention a pour objet un système de détection d’un état ou d’un dysfonctionnement d’un ensemble comprenant une structure, ledit système comprenant un dispositif pour capter des vibrations de la structure, ledit dispositif pour capter des vibrations de la structure comprenant au moins un capteur piézoélectrique en liaison mécanique avec ladite structure, ledit système comprenant par ailleurs des moyens d’enregistrement d’un signal représentatif des vibrations de la structure et des moyens de traitement dudit signal pour détecter un état ou un dysfonctionnement de l’ensemble.
Grâce au système selon l’invention, il est possible d’établir à distance et de façon rapide un diagnostic relatif à l’état ou à un dysfonctionnement d’une structure, notamment d’une structure étendue telle qu’un réseau de lignes électriques aériennes ou un réseau de voies ferrées.
Avantageusement, le système selon l’invention, comprend par ailleurs des moyens pour caractériser l’état ou le dysfonctionnement.
Selon un mode de réalisation, les moyens de traitement comprennent des moyens de transformation de Fourrier dudit signal pour former un spectre représentatif des vibrations de la structure.
Selon un mode de réalisation, les moyens de traitement comprennent des moyens de comparaison dudit spectre à au moins un motif caractéristique connu pour identifier l’état ou le dysfonctionnement.
Avantageusement, les moyens de comparaison réalisent une comparaison statistique.
En particulier, le motif caractéristique est un motif statistique et les moyens de comparaison réalisent un calcul de distance euclidienne entre le motif caractéristique statistique et le spectre représentatif des vibrations de la structure à un instant donné, sur une durée d’échantillonnage.
Selon un mode de réalisation, les moyens de comparaison comprennent un programme d’apprentissage fondé sur un réseau de neurones.
Avantageusement, le système selon l’invention, comprend au moins trois capteurs piézoélectriques de sensibilité différente.
La présente invention vise aussi un procédé pour détecter un état ou un dysfonctionnement dans un réseau de lignes électriques aériennes, ledit réseau comprenant une structure comportant au moins un pylône et au moins un câble électrique aérien, ledit procédé comprenant la mise en œuvre du système brièvement décrit précédemment, ledit au moins un capteur piézoélectrique étant mis en liaison mécanique avec la structure dudit réseau de lignes électriques aériennes.
Selon un mode de réalisation, la fixation dudit au moins un capteur piézoélectrique sur ledit au moins un pylône.
La présente invention vise par ailleurs un procédé pour pronostiquer un état ou un dysfonctionnement futur d’un réseau de lignes électriques aériennes, comprenant la mise en œuvre du procédé pour détecter un état ou un dysfonctionnement dans ledit réseau de lignes électriques aériennes tel que brièvement décrit ci-dessus, ainsi qu’une étape de traitement statistique des états et/ou dysfonctionnements détectés du réseau de lignes électriques aériennes pour pronostiquer un état ou un dysfonctionnement futur dudit réseau de lignes électriques aériennes. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront lors de la description qui suit faite en regard des figures annexées données à titre d’exemples non limitatifs.
Brève description des dessins
La figure 1 illustre la mise en place d’une partie de système selon l’invention sur un réseau de lignes électriques aériennes.
La figure 2 montre un premier spectre représentatif des vibrations d’une structure, captées par un système selon l’invention.
La figure 3 montre un deuxième spectre représentatif des vibrations d’une structure, captées par un système selon l’invention.
La figure 4 montre un troisième spectre représentatif des vibrations d’une structure, captées par un système selon l’invention.
La figure 5 illustre une méthode de localisation de la survenance d’un choc sur un réseau de lignes électriques aériennes, au moyen d’un système selon l’invention.
Description détaillée de modes de réalisation de l'invention
Comme évoqué précédemment, le système selon l’invention est applicable à différents domaines techniques, à travers des variantes de réalisation. Dans ce qui suit, l’invention est principalement décrite dans le contexte d’une mise en œuvre pour détecter un état ou un dysfonctionnement d’un réseau de lignes électriques aériennes.
Cependant, sans sortir du périmètre de la présente invention, le système décrit ci-après peut être adapté en vue de permettre la détection de dysfonctionnements dans d’autres types de structures, comme la structure d’un véhicule, par exemple un aéronef, ou un réseau de voies ferrées par exemple.
La figure 1 montre un schéma d’une portion d’un réseau R de lignes électriques aériennes C équipé d’un système S de détection d’un état ou d’un dysfonctionnement dudit réseau R, selon l’invention.
Au moins un capteur piézoélectrique Z du système S est positionné en liaison mécanique avec la structure du réseau R de lignes électriques aériennes, à savoir une partie du pylône P, ou alternativement avec un câble électrique C de la ligne électrique aérienne. De préférence, ledit au moins un capteur piézoélectrique Z est fixé sur le pylône P, car cela permet de mettre en place une liaison filaire avec un boîtier comprenant des moyens de traitement. L’installation dudit au moins un capteur piézoélectrique Z est cependant possible directement sur le câble C. Dans ce cas, ledit capteur piézoélectrique Z est relié aux moyens de traitement de façon non filaire. Un avantage réside dans le fait que ledit capteur piézoélectrique Z peut dans ce cas être fixé directement sur le câble C, typiquement au moyen d’une perche isolée, sans que le courant dans la ligne électrique aérienne ne soit coupé.
Par exemple, un tel capteur piézoélectrique Z peut être composé d’une fine plaque d’un cristal de quartz relié à un amplificateur opérationnel.
La mise en œuvre d’un seul capteur Z permet de récupérer une quantité d’informations vibratoires relatives à la structure du réseau R permettant de mettre en œuvre l’invention.
Selon un mode de réalisation préféré, en vue d’améliorer la sensibilité du procédé et de pallier la possible saturation du capteur Z, trois capteurs piézoélectrique Z sont prévus. Ces capteurs piézoélectriques Z peuvent être identiques. Lesdits capteurs piézoélectriques Z sont par ailleurs de préférence alimentés via des niveaux d’amplification différents l’un par rapport à l’autre. Dans ce dernier cas, leur sensibilité respective différente permet de capturer de façon optimale l’ensemble des vibrations de la structure, comme cela est détaillé dans la suite du présent document.
Selon l’invention, il est prévu l’enregistrement, par des moyens d’enregistrement adaptés, d’un signal représentatif des vibrations de la structure détectées au moyen dudit au moins un capteur piézoélectrique Z.
Selon un mode de réalisation, l’enregistrement du signal est réalisé sous la forme de fichiers numériques avec une fréquence d’échantillonnage égale ou supérieure à 2000 Hz. Cette fréquence d’échantillonnage particulière, pour l’enregistrement du signal représentatif des vibrations de la structure, permet d’identifier des signaux allant jusqu’à une fréquence de 1 kHz, permettant de détecter et d’identifier de nombreux états et dysfonctionnements dans un réseau R de lignes électriques aériennes.
Il va de soi qu’une fréquence d’échantillonnage plus élevée est possible dans le cadre de la mise en œuvre du procédé selon l’invention, mais elle présente l’inconvénient de nécessiter un espace mémoire plus important pour le stockage des données relatives aux vibrations de la structure détectées par ledit au moins un capteur piézoélectrique Z et formant le signal enregistré.
Des moyens de traitement sont prévus pour traiter le signal formé par l’enregistrement des vibrations de la structure détectées au moyen dudit au moins un capteur piézoélectrique Z. Selon un mode de réalisation, lesdits moyens de traitement comprennent des moyens pour transformer le signal via une transformée de Fourrier, de préférence à période courte.
Selon un mode de réalisation, la transformation de Fourrier est appliquée au signal représentatif des vibrations de la structure par fenêtre temporelle de 1000 échantillons, correspondant, pour une fréquence d’échantillonnage d’environ 2000 Hz, à une durée d’une demi-seconde.
Une décomposition du signal en fonction des différentes fréquences qui le composent est ainsi obtenue. Selon un mode de réalisation, les fréquences dont l’intensité est constante sur la fenêtre temporelle considérée, correspondant donc à du bruit, peuvent être filtrées afin de ne conserver que les fréquences correspondant à des états ou à des dysfonctionnements non permanents. L’analyse et le traitement du signal, de préférence après transformation de Fourrier et filtrage, permettent de détecter un état ou un dysfonctionnement de l’ensemble comprenant la structure.
En particulier, l’enclenchement d’un interrupteur mécanique pour permettre ou empêcher le passage de courant dans une ligne électrique ou le passage du courant, en tant que tel, dans une ligne, peut être détecté.
Sur le spectre de la figure 2, obtenu à partir d’un signal représentatif des vibrations d’une structure détectées par un capteur piézoélectrique, ledit signal, sur une fenêtre d’échantillonnage correspondant typiquement à une demi-seconde d’enregistrement, ayant été traité par une transformation de Fourrier et filtrée pour en supprimer les fréquences d’intensité constante, on remarque la présence, à partir du temps 11 ’30”, d’une ligne verticale suivie d’une ligne horizontale située à la hauteur 0,05 kHz. La ligne verticale correspond à la vibration de la structure propagée suite à l’actionnement de l’interrupteur mécanique. La ligne horizontale correspond quant à elle à la détection du passage du courant à 20000 V et 50 Hz dans la ligne électrique.
Le système selon l’invention permet par conséquent de détecter à distance le passage du courant dans une ligne électrique aérienne, et donc, le cas échéant, de prévenir des techniciens devant intervenir sur ladite ligne pour les informer.
En outre, le système selon l’invention permet la détection du balancement d’une ligne électrique aérienne, en particulier en vue de déclencher des opérations de maintenance préventive.
En effet, le balancement des lignes électriques aériennes génère un spectre caractéristique du signal. Le signal présentatif des vibrations de la structure présente en effet, en raison de ce balancement, une amplitude large en fréquence sur une durée de plusieurs minutes à plusieurs heures. On observe ainsi, sur la figure 3, une large plage B sur le spectre en raison d’un balancement de la ligne électrique aérienne. Ce motif caractéristique peut être détecté et analysé de façon à comptabiliser, par l’intermédiaire de moyens de calcul adaptés, prévus dans un mode de réalisation du système selon l’invention, la durée et l’amplitude des balancements de la ligne électrique aérienne.
La durée et l’amplitude des balancements de chaque ligne électrique aérienne surveillée peut en outre être comparée avec l’usure des œillets (pièces servant à suspendre les lignes électriques aériennes) correspondants, afin d’anticiper leur rupture et de déclencher d’éventuelles opérations de maintenance préventive. En effet, plus le balancement d’une ligne est intense, plus les œillets qui la suspendent s’useront vite.
Selon l’invention, il est prévu que l’observation du balancement d’une ligne électrique, en termes de fréquence, d’intensité et de durée notamment, permette l’estimation, à distance, grâce à des moyens de traitement statistique, de l’usure des œillets qui la suspendent.
Par ailleurs, l’analyse du spectre obtenu en réalisant, sur une fenêtre d’échantillonnage prédéfinie, une transformation de Fourrier et un filtrage du signal issu de l’enregistrement des vibrations de la structure détectées par ledit au moins un capteur piézoélectrique Z, permet de détecter la survenance de chocs sur le réseau R de lignes électriques aériennes, ainsi que, de façon préférée, leur localisation.
En effet, le spectre de la figure 4 comporte des lignes verticales H, sensiblement au niveau de toutes les fréquences représentées. Ces lignes verticales, de durée courte, correspondent à un choc.
Pour déterminer la puissance du choc, de préférence, au moins trois capteurs piézoélectriques sont mis en œuvre. Selon un mode de réalisation, lesdits trois capteurs piézoélectriques sont identiques et présentent, par réglage, des sensibilités différentes. Un premier capteur piézoélectrique, à sensibilité faible, ne s’activera que pour des intensités fortes du signal. Un deuxième capteur piézoélectrique, à sensibilité modérée, s’activera pour des intensités moyennes et un troisième capteur piézoélectrique, à sensibilité forte, s’activera pour tous les signaux même les plus faibles.
Ainsi, le deuxième capteur piézoélectrique, à sensibilité moyenne, peut être calibré de sorte que la présence d’une ligne verticale sur le spectre, obtenu à partir du signal correspondant aux vibrations enregistrées au moyen dudit deuxième capteur, traduise la rupture d’un brin de la ligne électrique.
Chaque ligne possédant un nombre connu et fini de brins, le système selon l’invention est apte à détecter l’ensemble de ces lignes verticales et les compte. Avec trois capteurs piézoélectriques de sensibilités différentes, il existe trois types de lignes verticales : les lignes présentes uniquement sur le spectre du capteur piézoélectrique à sensibilité forte ; celles présentes sur les spectres des capteurs piézoélectriques à sensibilités forte et moyenne ; enfin, les lignes présentes sur les spectres de tous les capteurs piézoélectriques.
Selon un mode de réalisation, les trois capteurs piézoélectriques sont calibrés de sorte que les ruptures de brins soient détectées sur les capteurs piézoélectriques à sensibilité forte et moyenne. Ainsi, le système selon l’invention permet de détecter les ruptures de brins et donc de prévenir les services compétents de l’opérateur du réseau de lignes électriques aériennes pour déclencher une opération de maintenance préventive lorsque le nombre de brins cassés devient critique.
Les lignes verticales présentes sur les spectres de l’ensemble des trois capteurs traduisent les chocs les plus importants, qui peuvent nécessiter une visite de contrôle immédiate.
Selon un mode de réalisation, le système selon l’invention permet par ailleurs la localisation des chocs détectés survenus, par exemple sur un réseau de lignes électriques aériennes R. A cette fin, en référence à la figure 5, il est prévu la mise en place d’au moins deux systèmes S1, S2 selon l’invention en deux points éloignés de la structure. Chaque système S1, S2 de détection d’un état ou d’un dysfonctionnement de l’ensemble comprenant la structure, conformément à la présente invention, comprend au moins un capteur piézoélectrique, des moyens d’enregistrement d’un signal représentatif des vibrations de la structure, détectées par ledit au moins un capteur piézoélectrique, ainsi que des moyens de traitement de ces signaux.
En outre, selon le mode de réalisation de la figure 5, chacun des systèmes S1, S2 selon l’invention comprend une horloge, les horloges desdits systèmes étant synchronisées. Par ailleurs, la distance D entre lesdits deux systèmes S1, S2 est connue.
Pour étalonner les deux systèmes, un choc peut être infligé volontairement à la structure en un point situé à proximité de l’un desdits deux systèmes S1, S2. Ce choc produit, comme expliqué précédemment, une ligne verticale dans le spectre de chacun des deux systèmes S1, S2, mais à des moments différents, le temps que l’onde vibratoire générée par le choc n’atteigne ledit au moins un capteur piézoélectrique du système le plus éloigné. Cette différence de temps, notée Aimax, est représentative de la vitesse de propagation d’une onde vibratoire due à un choc dans la structure considérée. Dès lors, les systèmes selon l’invention comprennent, selon un mode de réalisation, des moyens de calcul pour déterminer la distance dx entre le point milieu entre les deux systèmes S1, S2 et la localisation du choc H, en suivant la formule suivante :
où Δί est l’écart de temps mesuré entre la détection du choc H sur le spectre d’un système et la détection du même choc sur le spectre de l’autre système, le choc étant survenu entre lesdits deux systèmes, et dx et Atmax étant définis tel que précédemment décrit. A partir de dx, il est aisé de déterminer la localisation précise du lieu du choc.
Les exemples d’états et de dysfonctionnements reconnaissables, comme décrit de façon illustrative ci-dessus, ne sont bien entendu pas donnés de façon limitative. D’autres états ou dysfonctionnements, tels que l’usure précise des œillets dans le cas d’un réseau de lignes électriques aériennes, peuvent également être obtenus par analyse des spectres issus de signaux représentatifs des vibrations d’une structure considérée, conformément à l’invention.
Ainsi, selon l’invention, il est prévu, afin de déterminer un état ou un dysfonctionnement d’un ensemble comprenant une structure, tel qu’un réseau de lignes électriques aériennes, d’obtenir des spectres représentatifs des vibrations de ladite structure. A cette fin, comme cela a été décrit de façon détaillée précédemment, au moins un capteur piézoélectrique, mis en liaison mécanique avec la structure considérée, détecte les vibrations de ladite structure. Par des moyens adaptés, les vibrations sont enregistrées pour former un signal représentatif des vibrations de la structure. Par des moyens de traitement adaptés, ledit signal est traité. En particulier, il est prévu, selon un mode de réalisation, une transformation de Fourrier et un filtrage des fréquences d’intensité constante, sur une fenêtre d’échantillonnage prédéfinie, correspondant typiquement à une demi-seconde d’enregistrement, pour former un spectre représentatif des vibrations de la structure.
Les spectres obtenus sont ensuite comparés à des motifs caractéristiques connus afin de caractériser un état ou un dysfonctionnement de l’ensemble. Les moyens pour caractériser l’état ou le dysfonctionnement détecté de l’ensemble comprenant la
structure comprennent par conséquent des moyens de comparaison des spectres obtenus avec des motifs caractéristiques correspondant à des spectres connus représentatifs d’un état ou d’un dysfonctionnement connu. Par exemple, lesdits moyens de comparaison peuvent comprendre un programme d’apprentissage fondé sur un réseau de neurones.
Un premier type de motif caractéristique comprend ainsi une ligne verticale suivie d’une ligne horizontale située à une fréquence de 0,05 kHz, pour détecter le basculement d’un interrupteur de ligne et le passage de courant dans ladite ligne électrique aérienne.
Un deuxième type de motif caractéristique comprend ainsi une amplitude large en fréquence sur une durée supérieure à plusieurs minutes, typiquement au moins 15 minutes, pour mesurer le balancement d’une ligne électrique aérienne.
Un troisième type de motif caractéristique comprend ainsi des lignes verticales, de durée courte, de l’ordre de 100 millisecondes, sensiblement au niveau de toutes les fréquences représentées.
Les exemples de motifs caractéristiques ci-dessus sont donnés à titre illustratif et non limitatif. D’autres motifs caractéristiques peuvent être déterminés par l’homme de l’art tout en restant dans le périmètre de la présente invention.
Grâce aux moyens de comparaison prévus dans le système selon l’invention, un diagnostic automatique et à distance de l’ensemble comprenant la structure est permis, à partir des vibrations de la structure mesurées par l’intermédiaire d’au moins un capteur piézoélectrique en liaison mécanique avec ladite structure.
Par ailleurs, l’analyse statistique des états et/ou dysfonctionnements détectés de la structure permet de pronostiquer un état futur, notamment un état d’usure, ou encore un dysfonctionnement futur de l’ensemble. Dès lors, la planification d’opérations de maintenance préventive peut être optimisée grâce à la présente invention.
Par exemple, lorsque des ruptures de brins sont détectées, lesdites ruptures sont comptées et, passé un certain seuil, il peut être prévu de réaliser un changement du câble car le risque de rupture total dudit câble devient élevé au regard du nombre de brins rompus.
De façon similaire, le niveau d’usure d’œillet peut être estimé en fonction d’une détection du balancement du câble, ladite détection étant notamment obtenue au moyen de la mise en œuvre d’un réseau de neurones, de façon à permettre une maintenance préventive des œillets avant leur rupture.
Autrement dit, plus généralement, « l’espérance de vie >> de l’ensemble comprenant la structure peut être estimée grâce à la présente invention.
Comme évoqué en préambule, il est précisé que, bien que l’exemple détaillé ci-dessus soit focalisé sur une mise en œuvre de l’invention pour déterminer un état ou un dysfonctionnement d’un réseau de lignes électriques aériennes, d’autres ensembles comprenant une structure peuvent faire l’objet d’une mise en œuvre de l’invention.
Par exemple, un réseau de voies ferrées ou la structure d’un aéronef permettent la mise en œuvre de l’invention pour déterminer un état ou un dysfonctionnement, respectivement des voies ferrées ou de l’aéronef concernés. Selon le domaine, le nombre et la sensibilité des capteurs piézoélectriques peuvent être adaptés. Les motifs caractéristiques sont également déterminés de façon adaptée.
Il est précisé, à nouveau, que la présente invention n’est pas limitée aux exemples décrits ci-dessus et est susceptible de variantes accessibles à l’homme de l’art.
Claims (8)
- REVENDICATIONS1. Système (S, St, S2) de détection d’un état ou d’un dysfonctionnement d’un ensemble comprenant une structure (P, C), ledit système (S, S1, S2) comprenant un dispositif pour capter des vibrations de ia structure (P, C), ledit dispositif pour capter des vibrations de la structure comprenant au moins un capteur piézoélectrique (Z) en liaison mécanique avec ladite structure (P, C), ledit système (S, S1, S2) comprenant par ailleurs des moyens d’enregistrement d’un signal représentatif des vibrations de la structure (P, C) et des moyens de traitement dudit signal pour détecter un état ou un dysfonctionnement de l'ensemble, lesdits moyens de traitement comprenant des moyens de transformation dudit signal pour former un spectre représentatif de l’état ou du dysfonctionnement, le système comprenant en outre des moyens de comparaison dudit spectre à une pluralité de motifs respectivement caractéristiques d’un état ou d’un dysfonctionnement de l’ensemble, de façon à identifier l’état ou le dysfonctionnement de l’ensemble.
- 2. Système selon la revendication précédente, comprenant par ailleurs des moyens pour caractériser l’état ou le dysfonctionnement.
- 3. Système selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de traitement comprennent des moyens de transformation de Fourrier dudit signai pour former un spectre représentatif des vibrations de ia structure (P, C).
- 4. Système selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de comparaison comprennent un programme d’apprentissage fondé sur un réseau de neurones.
- 5. Système selon l’une des revendications précédentes, comprenant au moins trois capteurs piézoélectriques (Z) de sensibilité différente.
- 6. Procédé pour détecter un état ou un dysfonctionnement dans un réseau (R) de lignes électriques aériennes, ledit réseau comprenant une structure comportant au moins un pylône (P) et au moins un câble électrique aérien (C), ledit procédé comprenant ia mise en œuvre du système selon l’une des revendications précédentes, ledit au moins un capteur piézoélectrique (Z) étant mis en liaison mécanique avec la structure dudit réseau (R) de lignes électriques aériennes.
- 7. Procédé selon la revendication précédente, comprenant la fixation dudit au moins un capteur piézoélectrique (Z) sur ledit au moins un pylône (P).
- 8. Procédé pour pronostiquer un état ou un dysfonctionnement futur d’un réseau de lignes électriques aériennes, comprenant la mise en œuvre du procédé pour détecter un état ou un dysfonctionnement dans ledit réseau (R) de lignes électriques aériennes selon l’une des revendications 6 à 7, ainsi qu'une étape de traitement statistique des états et/ou dysfonctionnements détectés du réseau (R) de lignes électriques aériennes pour pronostiquer un état ou un dysfonctionnement futur dudit réseau (R) de lignes électriques aériennes.
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