WO2017167982A1 - Méthode de détermination de la position et/ou de l'orientation d'un robot/porteur évoluant dans une tuyauterie, ensemble et méthode de maintenance associés - Google Patents

Méthode de détermination de la position et/ou de l'orientation d'un robot/porteur évoluant dans une tuyauterie, ensemble et méthode de maintenance associés Download PDF

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WO2017167982A1
WO2017167982A1 PCT/EP2017/057734 EP2017057734W WO2017167982A1 WO 2017167982 A1 WO2017167982 A1 WO 2017167982A1 EP 2017057734 W EP2017057734 W EP 2017057734W WO 2017167982 A1 WO2017167982 A1 WO 2017167982A1
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pipe
carrier
reflected
marker
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Fabrice LEOMY
Bruno BADER
Guillaume COMBRET
Olivier Theallier
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Areva NP SAS
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Areva NP SAS
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0255—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using acoustic signals, e.g. ultra-sonic singals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/26—Pigs or moles, i.e. devices movable in a pipe or conduit with or without self-contained propulsion means
    • F16L55/48—Indicating the position of the pig or mole in the pipe or conduit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L2101/00—Uses or applications of pigs or moles
    • F16L2101/30—Inspecting, measuring or testing
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
    • G21C17/017—Inspection or maintenance of pipe-lines or tubes in nuclear installations

Definitions

  • the present invention relates, according to a first aspect, to a method for determining the position and / or orientation of a robot / carrier operating in a pipe, assembly and associated maintenance method.
  • the orientation of a robot or a carrier of a mechanized system operating in a pipe comprising a step of determining at least one of a position of the robot / carrier along the piping or an orientation of the robot / carrier around a central axis of the pipe.
  • Such a method is used during control operations, machining or maintenance of a pipe using a robot / carrier from inside the pipe whose axis can be horizontal, vertical or inclined at an angle between 0 ° and 90 ° from the vertical.
  • such a method is applicable when the inside of the piping is inaccessible to an operator.
  • the interior of the pipework can thus be of small diameter, contaminated or not by a radioactive fluid or by chemicals, or a water pipe.
  • JP 06323837 discloses a method in which a robot is introduced into a conduit and the position of the robot is determined along the conduit. During the step of determining the position of the robot along the conduit, an ultrasonic wave is emitted by a transmitter on board the robot. This wave is detected by means of a detector passing through the pipework at a predetermined position.
  • the object of the invention is therefore to provide a method for determining the position and / or orientation of a robot / carrier operating in a pipe and a set and associated maintenance method.
  • the subject of the invention is a method for determining the position and / or the orientation of a robot / carrier operating in a pipe of the aforementioned type, characterized in that it comprises:
  • Such a method provides an ease of implementation; it also allows the operator to position the marker at any position that is favorable in any angular position around the pipe. Finally, such a method has the advantage of not damaging the piping.
  • the method comprises one or more of the following characteristics:
  • the step of locating the marker by the robot / carrier comprises the following substeps:
  • the substep of locating the marker comprises the following operations:
  • the predetermined position is localized, during the comparison of the energy of the waves reflected at the different points, when at at least one of the points, the reflected wave has an energy substantially lower than the energies of the waves reflected at the other points;
  • the invention relates, in a second aspect, to a method for monitoring maintenance of a pipework, comprising at least one campaign having the following steps:
  • Performing a maintenance operation of the pipe, using the robot / carrier for example a measuring operation, control, machining or brushing.
  • the method for monitoring maintenance of a pipe involves one or more of the following characteristics:
  • the robot / carrier positions a tool at least one position with respect to an internal surface of the pipe, the robot / carrier determining the position of the tool using the reference position and / or orientation as a reference;
  • the method comprises several successive campaigns, the marker being placed at the same predetermined position for all the campaigns, the step of performing maintenance operations comprising at least one operation for characterizing the internal surface of the pipework.
  • the invention relates to a set for determining the position and / or orientation of a robot / carrier operating in a pipe, comprising:
  • a location device configured to locate the marker fixed outside the pipe while the robot / carrier is inside the pipe.
  • the assembly comprises one or more of the following characteristics:
  • the mark comprises a rigid body internally delimiting a cavity filled with an acoustic impedance fluid at least 50% greater than that of air but less than 150% of the impedance of the material constituting the pipe;
  • the rigid body of the mark delimits an opening placed in the immediate vicinity of the external surface of the pipework, the fluid contained in the cavity being in contact with the external surface of the pipework, the contact being direct or via a flexible membrane;
  • a seal covers the edges of the opening placed in the immediate vicinity of the outer surface of the pipe;
  • the rigid body of the marker has a thickness selected to allow a detection accuracy of the position of the robot / carrier less than 5mm;
  • the locating device comprises:
  • a probe carried by the robot / carrier configured to emit ultrasonic waves at a plurality of points on the inner surface of the pipe
  • a member for receiving a wave reflected at each of said points a location member configured to locate the marker by analyzing the reflected waves received.
  • the fixing device is a strap
  • a flexible membrane waterproof and ultrasonically permeable, extends at the opening and joins the edge of the opening.
  • the invention relates to an assembly comprising:
  • the robot / carrier comprises a body, a propulsion device configured to propel the robot / carrier along the piping and a probe handling device arranged to move the probe relative to the body at least radially with respect to a central axis of the pipe and circumferentially about said central axis.
  • FIG. 1 is a simplified view, in section, of the assembly according to the invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of the reference fixed to the pipe
  • FIG. 3 is a sectional view of the emitter / receiver probe at the interface between the wall of the pipework and the air;
  • FIG. 4 is a sectional view of the emitter / receiver probe at the interface between the wall of the pipe and the body of the marker;
  • FIG. 5 is a simplified sectional view of the robot / carrier performing a maintenance operation
  • FIG. 6 is a graph of the energy E of the wave reflected over time t.
  • the assembly 1 is provided for determining the position and / or orientation of a robot or a carrier of a mechanized system 5 operating in a pipe 10, as shown in FIGS. 1 and 5.
  • a robot embeds its propulsion system and moves autonomously.
  • a carrier is an element of a mechanical system introduced into the piping and moved from one end of the piping.
  • the carrier comprises, for example, a body, a propulsion device offset relative to the body, and an articulated arm at the end of which is arranged a mechanized system.
  • the fields of application concerned are, for example, nuclear power, chemistry, gas, petrochemicals or even urban water mains.
  • any type of pipe / piping conveying a liquid or a gas is concerned by the invention.
  • the robot / carrier is intended to carry out maintenance operations inside this piping. These maintenance operations include, for example, measurement, control, machining, or even brushing operations from inside the piping. Due to the conditions inside the piping (dose rate, contamination by radioelements, chemical contamination, ...), it is not possible to intervene directly in the piping.
  • the robot / carrier is typically teleoperated from a driving station 12 remote from the piping, located in a safe area for operators.
  • the assembly 1 comprises a mark 15 and a device 20 for fixing this mark 15 against an outer surface 22 of the pipework 10.
  • the fastening device 20 is for example a strap wound around the pipe 10.
  • the strap plate the mark 15 against the pipe 10.
  • the mark 15 is adapted to be fixed in any angular position around the pipe 10.
  • the fixing device is any other type of holding device adapted to fix the marking 15 on the outside of the pipework 10.
  • the pipe 10 is, for example, metal and, for example, steel.
  • the reference numeral 15 is presented in more detail in FIG. 2. It is attached to the pipework 10, in the sense that the mark 15 is not a relief dug or formed in the material constituting the pipework 10.
  • This mark 15 comprises a rigid body 25 internally defining a cavity 30.
  • This cavity 30 is filled with an acoustic impedance fluid 35 much greater than that of air.
  • the acoustic impedance of a medium characterizes the resistance of this medium to the passage of a wave.
  • the fluid has an acoustic impedance at least 50% greater than that of air, preferably at least twice that of air, more preferably at least 5 times that of air.
  • the fluid typically has an acoustic impedance of less than 150% of the impedance of the material constituting the pipework (10), preferably less than half that of the material constituting the pipework, still preferably less than one fifth of that of the material constituting the piping.
  • the fluid 35 is a liquid and, for example, water.
  • the rigid body 25 delimits an opening 40 placed in the immediate vicinity of the outer surface 22 of the pipework 10.
  • the fluid 35 contained in the cavity 30 is in direct contact with the outer surface 22 of the pipe 10.
  • a seal 45 covers the edge of the opening 40 placed in the immediate vicinity of the outer surface 22 of the 10. The seal 45 creates a seal between the edge of the opening 40 and the pipe 10, all around the opening 40.
  • This embodiment is that illustrated in FIGS. 1 and 4.
  • a flexible, ultrasonically permeable flexible membrane 42 extends at the level of the opening 40 and is sealingly attached to the edge of the opening 40.
  • the flexible membrane 42 is able to retain the fluid 35 contained in the cavity 30.
  • the flexible membrane 42 is able to be in contact with the outer surface 22 of the pipe 10, when the mark 15 is fixed on the pipe 10 by the fixing device 20.
  • the membrane 42 is, for example, of polymer and advantageously has a thin thickness, of the order of a millimeter.
  • the rigid body 25 delimits a second opening 50 for filling the cavity 30 of the mark 15.
  • the second opening 50 can be placed anywhere in the cavity 30.
  • a closure device 52 then makes it possible to prevent the fluid 35 from leaving the cavity 30 via the second opening 50.
  • the rigid body 25 of the marker has a thickness chosen to allow a detection accuracy of the position of the robot / carrier 5 less than
  • a robot 5 moves inside the pipe 10. This robot 5 is shown in section in FIG.
  • the propulsion device 57 comprises a body 55 and a propulsion device 57 configured to propel the robot 5 along the pipe.
  • the propulsion device 57 is mounted on the body 55. It typically comprises at least one motor 59 and two sets of wheels 61 and 63 driven in rotation by the motor 59. The wheels are distributed on either side of the body 55.
  • the two sets of wheels 61 and 63 are arranged to allow the robot 5 to move inside the pipe 10 longitudinally along the axis of the pipe.
  • the wheels allow angular displacement around the axis of the pipe 10.
  • the robot 5 is able to move in the pipe 10, regardless of the angle between the axis of the pipe and the ground.
  • the assembly 1 further comprises a locating device 65 configured to locate the marker 15 fixed outside the pipe 10 while the robot / carrier 5 is inside the pipe 10.
  • This locating device 65 comprises: a probe 67 carried by the robot / carrier 5, configured to emit ultrasonic waves at a plurality of points of the inner surface 69 of the pipework 10;
  • a locating member 73 configured to locate the mark 15 by analyzing the reflected waves received.
  • the probe 67 is, for example, an ultrasonic wave emitter / receiver probe, in which case the receiver member 71 is the probe 67 itself.
  • the probe 67 and the receiving member 71 are two elements that are distinct from one another. This variant corresponds to the embodiment of FIG.
  • the probe 67 advantageously comprises a piezoelectric pellet.
  • the probe 67 is likely to be plated at different points of the inner surface by the robot / carrier 5, as described below.
  • the locating member 73 is typically an electronic member such as a computer or a computer part.
  • the receiving member 71 transfers the data relating to the reflected waves to the locator 73, which typically includes a memory in which these data are recorded.
  • the locating member 73 typically comprises:
  • a module 77 for comparing the energy of the waves reflected at the different points.
  • the module 77 is, for example, programmed so that the predetermined position is localized, during the comparison of the energy of the waves reflected at the different points, when at at least one of the points, the wave reflected energy has a substantially lower energy waves reflected at the other points.
  • the locating member 73 is, for example, embedded on board the robot / carrier, as in FIG.
  • the locating member 73 is located at a distance from the robot / carrier, for example in the driving station 12 from which the robot / carrier 5 is driven, or in another room.
  • the robot / carrier 5 comprises a transmitter 79 provided for transmitting the recorded reflected waves to the locating member 73.
  • the comparison of the energy of the waves reflected at the different points is performed by an operator, from the energy values calculated by the determination module 75.
  • the locating member 73 in this case does not comprise that the determination module 75 and not the comparison module 77.
  • the robot / carrier 5 then includes the transmitter 79, provided in this case to transmit to the operator the calculated energies.
  • the robot / carrier further comprises a device 81 for handling the probe 67, arranged to move the probe relative to the body at least radially with respect to a central axis of the pipe and circumferentially around said axis central.
  • the device 81 is, for example, provided with a rotating head on which is mounted a telescopic arm of radial orientation, carrying the probe 67.
  • the handling device 81 allows the probe 67 to perform a complete turn of the inner wall of the pipe 10.
  • the device 81 is, moreover, able to press the probe 67 against the internal surface 69 of the pipework 10.
  • the position of the mark 15 determined by the locating member 73 can be used by the robot / carrier 5 as a reference position in space, and / or as reference orientation, especially for maintenance operations. More specifically, the position of the marker 15 can be used as a position reference longitudinally along the pipe 10, and as angular position reference around the axis of the pipe 10.
  • the robot / carrier 5 is able to carry out maintenance operations such as, for example, measuring, checking, machining or even brushing operations from the inside of the pipework 10.
  • the robot / carrier 5 comprises one or more tools 83, as illustrated in FIG.
  • the robot / carrier includes for example one or more of the tools of the following list:
  • a tool for visually inspecting the internal surface 69 of the pipework a tool for visually inspecting the internal surface 69 of the pipework; a tool for characterizing the internal surface 69 by various methods (ultrasound, etc.) in particular for detecting cracks;
  • the robot / carrier 5 is provided for positioning the tool 83 at at least one determined position relative to the inner surface 69 of the pipe 10, the robot / carrier 5 determining the position of the tool 83 using the position and / or the reference orientation as a reference.
  • the robot / carrier 5 comprises for example a device 85 for handling the tool and a module 87 for controlling the handling device 85.
  • the handling device 85 comprises for example an articulated arm at the end of which is fixed the tool 83.
  • the control module 87 is configured to use, for controlling, the handling device 85 of the position coordinates taken with respect to the reference position and / or orientation.
  • the determined position of the tool 83 is expressed by a longitudinal distance from the reference longitudinal position, and by an angular orientation relative to the reference angular orientation.
  • the robot / carrier 5 is provided for positioning the tool 83 at a plurality of successive determined positions with respect to the inner surface 69 of the pipe 10, the robot / carrier 5 being configured to determine all these determined positions using the position and / or reference orientation as a reference.
  • control module 87 also drives the propulsion device 57, so as to move the tool 83 longitudinally.
  • the robot / carrier 5 progresses within the pipe 10.
  • the robot / carrier 5 stops at a plurality of successive positions along the pipe.
  • the probe 67 is moved by the device 81 in order to carry out a complete revolution of the pipework 10.
  • the probe 67 carries out a succession of cycles of emission and reception of an ultrasonic wave. Each cycle ends with a displacement of the probe 67.
  • the determination of the position of the marker 15 is based on the exploitation of the acoustic properties of the media encountered by an emitted wave 89 by the probe 67.
  • a part of the wave is transmitted in the second medium while another part is reflected on the interface.
  • the energy reflected by an interface is all the more important that the two media in contact have different acoustic impedances.
  • the incident wave will give rise to a reflected wave and a transmitted wave of non-negligible energies.
  • FIG. 6 illustrates the evolution of the energy of the reflected wave 93 recorded by the probe 67 over time.
  • the instant t1 corresponds to the moment when the medium encountered by the emitted wave 89 passes from the air 91 to the fluid 35.
  • the instant t2 corresponds to the moment when the medium encountered by the transmitted wave 89 passes from fluid 35 to air 91.
  • FIG. 3 and the instants less than t1 or greater than t2 in FIG. 6 correspond to the case where the medium in contact with the outer wall of the pipework 10 is air 91.
  • the acoustic impedance of the wall of the pipe 10 is much greater than the acoustic impedance of the air 91.
  • the emitted wave 89 is almost completely reflected by the interface.
  • the probe 67 thus receives a reflected wave 93 of substantially the same energy as the emitted wave 89. This energy is denoted E1 in FIG.
  • FIG. 4 and the instants between t1 and t2 in FIG. 6 correspond to the case where the medium in contact with the outside wall of the pipework 10 is the fluid 35, for example water, contained in the cavity 30 of the mark 15 .
  • the acoustic impedance of the wall of the pipe 10 can not be considered to be much greater than the impedance of the fluid 35.
  • the emitted wave 89 is partially reflected by the interface and is partially transmitted in the The probe 67 thus receives a partially reflected wave 93 of energy lower than the emitted wave 89.
  • the energy of the partially reflected wave 93 is noted E2 in FIG. 6. .
  • the change of energy of the reflected wave 93 from E1 to E2 or from E2 to E1 makes it possible to identify the change of external medium between the air 91 and the fluid 35, and thus to locate the position of the reference mark 15.
  • the robot / carrier 5 Since the mark 15 has been fixed at a known position, the robot / carrier 5 is able to determine its orientation and / or its position along the axis of the pipework 10.
  • the invention also relates to a method for determining the position and / or the orientation of the robot / carrier 5 operating in the pipework 10.
  • This method comprises a step of fixing the marker 15 on the outer surface 22 of the pipe 10 to a predetermined position.
  • the marker 15 is able to be fixed in any angular position around the pipework 10.
  • Fixation of the mark 15 during the step of fixing the external mark 15 is done, for example, via a strap 20 around the pipe 10.
  • the fixing device is any other type of holding device adapted to fixing the mark 15 on the outside of the pipework 10.
  • the method also comprises a step of locating the marker 15 by the robot / carrier 5, the robot / carrier 5 being inside the piping 10.
  • the step of locating the marker 15 by the robot / carrier 5 comprises the following sub-steps:
  • the sub-steps of transmission and detection are simultaneous.
  • the robot / carrier 5 progresses within the pipe 10.
  • the robot / carrier 5 stops at a plurality of successive longitudinal positions along the pipe 10.
  • the probe 67 is moved by the device 81 so as to perform, for example, a complete turn of the pipework 10.
  • the probe 67 realizes, successively at a plurality of points distributed circumferentially around the pipe, a cycle of emission of an ultrasonic wave, the member 71 detecting the wave reflected at each point.
  • the sub-step of analyzing the detected reflected waves comprises the following operations:
  • the predetermined position is localized, during the comparison of the energy of the waves reflected at the different points, when the wave reflected at at least one of the points with an energy substantially lower than the energies of the waves reflected at the other points.
  • the reflected wave has a lower energy of at least 20%, typically at least 50%, at the energies of the waves reflected at the other points.
  • This maintenance method comprises one or more campaigns, all of which are conducted in the same way.
  • Each campaign comprises a first step of introducing the robot / carrier 5 into the pipework 10.
  • Each campaign comprises, in addition, a step of determining a position and / or a reference orientation of the robot / carrier 5. This step is performed by following the method described above.
  • Each campaign also includes a step of carrying out maintenance operations, for example measuring, checking, machining or brushing operations of the pipework 10.
  • the robot / carrier 5 moves a tool 83 at least one position relative to the inner surface 69 of the pipe 10, the robot / carrier 5 determining the position of the tool 83 using as a reference the position and / or reference orientation determined in step previous.
  • the robot / carrier 5 moves the tool 83 successively to several positions, using as reference the position and / or reference orientation determined in the previous step.
  • each position is marked by a longitudinal coordinate having as origin the reference longitudinal position of the marker.
  • Each position is marked by an angular coordinate having as origin the reference angular reference position.
  • the maintenance method comprises several successive measurement campaigns, separated for example by a time interval which can be several months or several years.
  • the marker 15 is placed at the same predetermined point, identical for all campaigns.
  • the step of carrying out maintenance operations comprises at least one operation for characterizing the internal surface of the pipework.
  • the robot / carrier detects the position of the marker, and uses each campaign this position to spatially calibrate the measurements made.

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Abstract

La présente invention concerne une méthode de détermination de la position et/ou de l'orientation d'un robot ou d'un porteur d'un système mécanisé (5) évoluant dans une tuyauterie (10), la méthode comportant une étape de détermination d'au moins l'un d'une position du robot/porteur (5) le long de la tuyauterie (10) ou d'une orientation du robot/porteur (5) autour d'un axe central de la tuyauterie (10). La méthode comprend : - une étape de fixation d'un repère (15) sur la surface extérieure (22) de la tuyauterie (10) à une position prédéterminée, le repère (15) étant apte à être fixé en toute position angulaire autour de la tuyauterie (10); et, - une étape de localisation du repère (15) par le robot/porteur (5), le robot/porteur (5) étant à l'intérieur de la tuyauterie (10).

Description

Méthode de détermination de la position et/ou de l'orientation d'un robot/porteur évoluant dans une tuyauterie, ensemble et méthode de maintenance associés La présente invention concerne, selon un premier aspect, une méthode de détermination de la position et/ou de l'orientation d'un robot ou d'un porteur d'un système mécanisé évoluant dans une tuyauterie, la méthode comportant une étape de détermination d'au moins l'un d'une position du robot/porteur le long de la tuyauterie ou d'une orientation du robot/porteur autour d'un axe central de la tuyauterie.
Une telle méthode est utilisée lors d'opérations de contrôle, d'usinage ou de maintenance d'une tuyauterie à l'aide d'un robot/porteur depuis l'intérieur de la tuyauterie dont l'axe peut être horizontal, vertical ou incliné selon un angle compris entre 0° et 90° par rapport à la verticale.
En particulier, une telle méthode est applicable lorsque l'intérieur de la tuyauterie est inaccessible à un opérateur. L'intérieur de la tuyauterie peut ainsi être de faible diamètre, contaminé ou non par un fluide radioactif ou par des produits chimiques, ou une conduite d'eau.
Le document JP 06323837 décrit un procédé dans lequel on introduit un robot dans un conduit et on détermine la position du robot le long du conduit. Au cours de l'étape de détermination de la position du robot le long du conduit, une onde ultrasonore est émise par un émetteur embarqué à bord du robot. Cette onde est détectée à l'aide d'un détecteur traversant la tuyauterie à une position prédéterminée.
Cependant, cette solution ne donne pas entière satisfaction. Il faut, en effet, insérer le récepteur dans le conduit ; une telle insertion est compliquée à mettre en œuvre lorsque le conduit contient des substances radioactives ou des produits chimiques corrosifs. De plus, une telle technique ne peut pas déterminer l'orientation du robot à l'intérieur du conduit.
Le but de l'invention est donc de proposer une méthode permettant la détermination de la position et/ou de l'orientation d'un robot/porteur évoluant dans une tuyauterie ainsi qu'un ensemble et une méthode de maintenance associés.
A cet effet, l'invention a pour objet une méthode de détermination de la position et/ou de l'orientation d'un robot/porteur évoluant dans une tuyauterie du type précité, caractérisée en ce qu'elle comprend :
- une étape de fixation d'un repère sur la surface extérieure de la tuyauterie à une position prédéterminée, le repère étant apte à être fixé en toute position angulaire autour de la tuyauterie ; et, - une étape de localisation du repère par le robot/porteur, le robot/porteur étant à l'intérieur de la tuyauterie.
Une telle méthode apporte une facilité de mise en œuvre ; elle permet, en outre, à l'opérateur de positionner le repère à une position quelconque qui lui est favorable en toute position angulaire autour de la tuyauterie. Enfin, une telle méthode présente l'avantage de ne pas détériorer la tuyauterie.
Suivant des modes particuliers de réalisation, la méthode comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- l'étape de localisation du repère par le robot/porteur comporte les sous-étapes suivantes :
- émission d'une onde ultrasonore au niveau d'une pluralité de points de la surface interne de la tuyauterie ;
- détection d'une onde réfléchie au niveau de chacun desdits points ;
- localisation du repère en analysant les ondes réfléchies enregistrées ; - la sous-étape de localisation du repère comprend les opérations suivantes :
- détermination d'une énergie de l'onde réfléchie au niveau de chacun desdits points ;
- comparaison de l'énergie des ondes réfléchies aux différents points ;
- la position prédéterminée est localisée, au cours de la comparaison de l'énergie des ondes réfléchies aux différents points, lorsqu'à au moins un des points, l'onde réfléchie présente une énergie sensiblement inférieure aux énergies des ondes réfléchies aux autres points ;
L'invention concerne, selon un second aspect, une méthode permettant le suivi en maintenance d'une tuyauterie, comportant au moins une campagne ayant les étapes suivantes :
- introduction d'un robot/porteur dans la tuyauterie ;
- détermination d'une position et/ou d'une orientation de référence du robot/porteur, par une méthode telle que définie plus haut ;
- réalisation d'une opération de maintenance de la tuyauterie, à l'aide du robot/porteur, par exemple une opération de mesure, de contrôle, d'usinage ou de brossage.
Suivant des modes particuliers de réalisation, la méthode permettant le suivi en maintenance d'une tuyauterie comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- à l'étape de réalisation de l'opération de maintenance de la tuyauterie, le robot/porteur positionne un outil à au moins une position par rapport à une surface interne de la tuyauterie, le robot/porteur déterminant la position de l'outil en utilisant la position et/ou l'orientation de référence comme référence ;
- la méthode comprend plusieurs campagnes successives, le repère étant placé à la même position prédéterminée pour toutes les campagnes, l'étape de réalisation d'opérations de maintenance comprenant au moins une opération de caractérisation de la surface interne de la tuyauterie.
L'invention concerne, selon un troisième aspect, un ensemble de détermination de la position et/ou de l'orientation d'un robot/porteur évoluant dans une tuyauterie, comportant :
- un repère, apte à être fixé en toute position angulaire autour de la tuyauterie,
- un dispositif de fixation du repère contre une surface extérieure de la tuyauterie,
- un dispositif de localisation configuré pour localiser le repère fixé à l'extérieur de la tuyauterie pendant que ce robot/porteur est à l'intérieur de la tuyauterie.
Cet ensemble est particulièrement adapté pour mettre en œuvre la méthode décrite ci-dessus. Inversement, la méthode décrite ci-dessus est prévue pour être mise en œuvre par l'ensemble ayant les caractéristiques ci-dessus.
Suivant des modes particuliers de réalisation, l'ensemble comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- le repère comprend un corps rigide délimitant intérieurement une cavité remplie d'un fluide d'impédance acoustique supérieure d'au moins 50% à celle de l'air mais inférieure à 150 % de l'impédance du matériau constituant la tuyauterie ;
- le corps rigide du repère délimite une ouverture placée à proximité immédiate de la surface extérieure de la tuyauterie, le fluide contenu dans la cavité étant en contact avec la surface extérieure de la tuyauterie, le contact étant direct ou par l'intermédiaire d'une membrane souple ;
- un joint étanche recouvre les bords de l'ouverture placée à proximité immédiate de la surface extérieure de la tuyauterie ;
- le corps rigide du repère présente une épaisseur choisie pour permettre une précision de détection de la position du robot/porteur inférieure à 5mm ;
- le dispositif de localisation comprend :
- une sonde portée par le robot/porteur, configurée pour émettre des ondes ultrasonores au niveau d'une pluralité de points de la surface interne de la tuyauterie ;
- un organe de réception d'une onde réfléchie au niveau de chacun desdits points ; - un organe de localisation configuré pour localiser le repère en analysant les ondes réfléchies reçues.
- le dispositif de fixation est une sangle ;
- une membrane souple, étanche et perméable aux ultrasons, s'étend au niveau de l'ouverture et joint le bord de l'ouverture.
L'invention concerne selon un quatrième aspect un ensemble comprenant :
- un robot/porteur ;
- un ensemble de détermination de la position et/ou de l'orientation du robot/porteur tel que défini plus haut, dans lequel le robot/porteur comprend un corps, un dispositif de propulsion configuré pour propulser le robot/porteur le long de la tuyauterie et un dispositif de manutention de la sonde agencé pour déplacer la sonde par rapport au corps au moins radialement par rapport à un axe central de la tuyauterie et circonférentiellement autour dudit axe central.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue simplifiée, en coupe, de l'ensemble selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue en perspective du repère fixé à la tuyauterie ;
- la figure 3 est une vue en coupe de la sonde émettrice/réceptrice au niveau de l'interface entre la paroi de la tuyauterie et l'air ;
- la figure 4 est une vue en coupe de la sonde émettrice/réceptrice au niveau de l'interface entre la paroi de la tuyauterie et le corps du repère ;
- la figure 5 est une vue simplifiée, en coupe, du robot/porteur accomplissant une opération de maintenance ; et
- la figure 6 est un graphique de l'énergie E de l'onde réfléchie au cours du temps t.
L'ensemble 1 est prévu pour la détermination de la position et/ou de l'orientation d'un robot ou d'un porteur d'un système mécanisé 5 évoluant dans une tuyauterie 10, comme représenté sur les figures 1 et 5.
Un robot embarque son système de propulsion et se déplace de manière autonome. Un porteur est un élément d'un système mécanique introduit dans la tuyauterie et déplacé depuis une extrémité de la tuyauterie. Le porteur comporte, par exemple, un corps, un dispositif de propulsion déporté par rapport au corps, et un bras articulé à l'extrémité duquel est agencé un système mécanisé.
Les domaines d'application concernés sont, par exemple, le nucléaire, la chimie, le gaz, la pétrochimie ou encore les conduites d'eau urbaine. En pratique, tout type de conduite/tuyauterie véhiculant un liquide ou un gaz est concerné par l'invention. Le robot/porteur est prévu pour réaliser des opérations de maintenance à l'intérieur de cette tuyauterie. Ces opérations de maintenance comprennent, par exemple, des opérations de mesures, de contrôles, d'usinage, ou encore de brossage depuis l'intérieur de la tuyauterie. Du fait des conditions à l'intérieur de la tuyauterie (débit de dose, contamination par des radioéléments, contamination chimique, ...), il n'est pas possible d'intervenir directement dans la tuyauterie.
Le robot/porteur est typiquement téléopéré depuis un poste de conduite 12 éloigné de la tuyauterie, situé dans une zone sans risque pour les opérateurs.
L'ensemble 1 comporte un repère 15 et un dispositif de fixation 20 de ce repère 15 contre une surface extérieure 22 de la tuyauterie 10.
Le dispositif de fixation 20 est par exemple une sangle enroulée autour de la tuyauterie 10. La sangle plaque le repère 15 contre la tuyauterie 10. Le repère 15 est apte à être fixé en toute position angulaire autour de la tuyauterie 10.
En variante, le dispositif de fixation est tout autre type de dispositif de maintien adapté à la fixation du repère 15 sur l'extérieur de la tuyauterie 10.
La tuyauterie 10 est, par exemple, en métal et, par exemple, en acier.
Le repère 15 est présenté plus en détail sur la figure 2. Il est rapporté sur la tuyauterie 10, au sens où le repère 15 n'est pas un relief creusé ou ménagé dans la matière constituant la tuyauterie 10.
Ce repère 15 comporte un corps rigide 25 délimitant intérieurement une cavité 30.
Cette cavité 30 est remplie par un fluide 35 d'impédance acoustique très supérieure à celle de l'air. Pour rappel, l'impédance acoustique d'un milieu caractérise la résistance de ce milieu au passage d'une onde. Par exemple, le fluide a une impédance acoustique supérieure d'au moins 50% à celle de l'air, valant de préférence au moins deux fois celle de l'air, encore de préférence au moins 5 fois celle de l'air. Le fluide a typiquement une impédance acoustique inférieure à 150 % de l'impédance du matériau constituant la tuyauterie (10), de préférence inférieure à la moitié de celle du matériau constituant la tuyauterie, encore de préférence inférieure à un cinquième de celle du matériau constituant la tuyauterie.
Préférentiellement, le fluide 35 est un liquide et, par exemple, de l'eau.
Le corps rigide 25 délimite une ouverture 40 placée à proximité immédiate de la surface extérieure 22 de la tuyauterie 10.
Dans un mode de réalisation, le fluide 35 contenu dans la cavité 30 est en contact direct avec la surface extérieure 22 de la tuyauterie 10. Un joint étanche 45 recouvre le bord de l'ouverture 40 placée à proximité immédiate de la surface extérieure 22 de la tuyauterie 10. Le joint 45 crée une étanchéité entre le bord de l'ouverture 40 et la tuyauterie 10, tout autour de l'ouverture 40.
Ce mode de réalisation est celui illustrée sur les figures 1 et 4.
En variante, une membrane souple 42, étanche et perméable aux ultrasons, s'étend au niveau de l'ouverture 40 et est fixée de manière étanche sur le bord de l'ouverture 40. La membrane souple 42 est apte à retenir le fluide 35 contenu dans la cavité 30. La membrane souple 42 est propre à être en contact avec la surface extérieure 22 de la tuyauterie 10, lorsque le repère 15 est fixé sur la tuyauterie 10 par le dispositif de fixation 20.
La membrane 42 est, par exemple, en polymère et présente avantageusement une épaisseur fine, de l'ordre du millimètre.
Préférentiellement, le corps rigide 25 délimite une deuxième ouverture 50 de remplissage de la cavité 30 du repère 15. La deuxième ouverture 50 est apte à être placée à tout endroit de la cavité 30.
Un dispositif de fermeture 52 permet alors d'empêcher le fluide 35 de sortir de la cavité 30 par la deuxième ouverture 50.
Préférentiellement, le corps rigide 25 du repère présente une épaisseur choisie pour permettre une précision de détection de la position du robot/porteur 5 inférieure à
5mm.
Dans le mode de réalisation des figures 1 et 5, un robot 5 évolue à l'intérieur de la tuyauterie 10. Ce robot 5 est présenté en coupe sur la figure 1 .
Il comprend un corps 55 et un dispositif de propulsion 57 configuré pour propulser le robot 5 le long de la tuyauterie. Le dispositif de propulsion 57 est monté sur le corps 55. Il comporte typiquement au moins un moteur 59 et deux jeux de roues 61 et 63 entraînées en rotation par le moteur 59. Les roues sont réparties de part et d'autre du corps 55.
Les deux jeux de roues 61 et 63 sont agencés pour permettre au robot 5 de se déplacer à l'intérieur de la tuyauterie 10, longitudinalement le long de l'axe de la tuyauterie. Avantageusement, les roues permettent un déplacement angulaire autour de l'axe de la tuyauterie 10. Le robot 5 est apte à se déplacer dans la tuyauterie 10, indépendamment de l'angle entre l'axe de la tuyauterie et le sol.
L'ensemble 1 comporte encore un dispositif de localisation 65 configuré pour localiser le repère 15 fixé à l'extérieur de la tuyauterie 10 pendant que le robot/porteur 5 est à l'intérieur de la tuyauterie 10.
Ce dispositif de localisation 65 comprend : - une sonde 67 portée par le robot/porteur 5, configurée pour émettre des ondes ultrasonores au niveau d'une pluralité de points de la surface interne 69 de la tuyauterie 10 ;
- un organe 71 de réception d'une onde réfléchie au niveau de chacun desdits points ;
- un organe de localisation 73 configuré pour localiser le repère 15 en analysant les ondes réfléchies reçues.
La sonde 67 est, par exemple, une sonde émettrice/réceptrice d'ondes ultrasonores, auquel cas l'organe de réception 71 est la sonde 67 elle-même. En variante, la sonde 67 et l'organe de réception 71 sont deux éléments distincts l'un de l'autre. Cette variante correspond au mode de réalisation de la figure 1 .
La sonde 67 comporte avantageusement une pastille piézo électrique.
La sonde 67 est susceptible d'être plaquée en différents points de la surface interne par le robot/porteur 5, comme décrit plus loin.
L'organe de localisation 73 est typiquement un organe électronique tel qu'un calculateur ou une partie de calculateur. L'organe de réception 71 transfère les données relatives aux ondes réfléchies à l'organe de localisation 73, qui comporte typiquement une mémoire dans laquelle ces données sont enregistrées.
L'organe de localisation 73 comprend typiquement:
- un module 75 de détermination d'une énergie de l'onde réfléchie pour chacun desdits points ;
- un module 77 de comparaison de l'énergie des ondes réfléchies aux différents points.
Comme décrit plus loin, le module 77 est, par exemple, programmé pour que la position prédéterminée soit localisée, au cours de la comparaison de l'énergie des ondes réfléchies aux différents points, lorsqu'à au moins un des points, l'onde réfléchie présente une énergie sensiblement inférieure aux énergies des ondes réfléchies aux autres points.
L'organe de localisation 73 est, par exemple, embarqué à bord du robot/porteur, comme dans la figure 1 .
En variante, l'organe de localisation 73 est implanté à distance du robot/porteur, par exemple dans le poste de conduite 12 d'où le robot/porteur 5 est piloté, ou dans une autre salle. Dans ce cas, le robot/porteur 5 comporte un émetteur 79 prévu pour transmettre les ondes réfléchies enregistrées jusqu'à l'organe de localisation 73.
Selon une variante, la comparaison de l'énergie des ondes réfléchies aux différents points est effectuée par un opérateur, à partir des valeurs d'énergie calculées par le module de détermination 75. L'organe de localisation 73 dans ce cas ne comporte que le module de détermination 75 et pas le module de comparaison 77. Le robot/porteur 5 comprend alors l'émetteur 79, prévu dans ce cas pour transmettre à l'opérateur les énergies calculées.
Comme indiqué plus haut, le robot/porteur comprend, en outre, un dispositif 81 de manutention de la sonde 67, agencé pour déplacer la sonde par rapport au corps au moins radialement par rapport à un axe central de la tuyauterie et circonférentiellement autour dudit axe central.
Pour ce faire, le dispositif 81 est, par exemple, muni d'une tête rotative sur laquelle est monté un bras télescopique d'orientation radiale, portant la sonde 67.
Avantageusement, pour chaque position longitudinale du robot/porteur 5 le long de l'axe de la tuyauterie 10, le dispositif de manutention 81 permet à la sonde 67 de réaliser un tour complet de la paroi intérieure de la tuyauterie 10.
Le dispositif 81 est, de plus, apte à plaquer la sonde 67 contre la surface interne 69 de la tuyauterie 10.
Ceci permet à la sonde 67 du robot/porteur 5 d'explorer l'ensemble de la surface interne 69 de la tuyauterie 10.
Le fait d'avoir détecté le repère 15, dont la position est connue, permet de connaître la position du robot/porteur 5 dans l'espace, notamment sa position longitudinalement le long de la tuyauterie 10. Cela permet également de connaître l'orientation du robot/porteur 5 autour de l'axe de la tuyauterie, c'est-à-dire sa position angulaire autour de l'axe, du fait que la position angulaire du repère 15 est connue.
La position du repère 15 déterminée par l'organe de localisation 73 est susceptible d'être utilisé par le robot/porteur 5 comme référence de position dans l'espace, et/ou comme référence d'orientation, notamment pour des opérations de maintenance. Plus précisément, la position du repère 15 peut être utilisée comme référence de position longitudinalement le long de la tuyauterie 10, et comme référence de position angulaire autour de l'axe de la tuyauterie 10.
Le robot/porteur 5 est apte à réaliser des opérations de maintenance telles que, par exemple, des opérations de mesures, de contrôles, d'usinage, ou encore de brossage depuis l'intérieur de la tuyauterie 10.
Afin de réaliser de telles opérations de maintenance, le robot/porteur 5 comprend un ou plusieurs outils 83, comme illustré sur la figure 5.
Le robot/porteur comprend par exemple un ou plusieurs des outils de la liste suivante :
- un outil d'inspection visuelle de la surface interne 69 de la tuyauterie ; - un outil de caractérisation de la surface interne 69 par différents procédés (ultrasons, ...) notamment pour détecter des fissures ;
- un outil d'usinage de la surface interne 69.
Avantageusement, le robot/porteur 5 est prévu pour positionner l'outil 83 à au moins une position déterminée par rapport à la surface interne 69 de la tuyauterie 10, le robot/porteur 5 déterminant la position de l'outil 83 en utilisant la position et/ou l'orientation de référence comme référence.
Pour ce faire, le robot/porteur 5 comprend par exemple un dispositif 85 de maniement de l'outil et un module 87 de pilotage du dispositif de maniement 85.
Le dispositif de maniement 85 comporte par exemple un bras articulé au bout duquel est fixé l'outil 83.
Le module de pilotage 87 est configuré pour utiliser, pour piloter, le dispositif de maniement 85 des coordonnées de position prises par rapport à la position et/ou à l'orientation de référence.
Par exemple, la position déterminée de l'outil 83 est exprimée par une distance longitudinale par rapport à la position longitudinale de référence, et par une orientation angulaire par rapport à l'orientation angulaire de référence.
Typiquement, le robot/porteur 5 est prévu pour positionner l'outil 83 à une pluralité de positions déterminées successives par rapport à la surface interne 69 de la tuyauterie 10, le robot/porteur 5 étant configuré pour déterminer toutes ces positions déterminées en utilisant la position et/ou l'orientation de référence comme référence.
Il est à noter que le module de pilotage 87 pilote également le dispositif de propulsion 57, de manière à déplacer l'outil 83 longitudinalement.
Le fonctionnement de l'ensemble 1 va maintenant être décrit en référence aux figures 3, 4 et 6.
A partir d'une position initiale, le robot/porteur 5 progresse à l'intérieur de la tuyauterie 10. Le robot/porteur 5 s'arrête à une pluralité de positions successives le long de la tuyauterie.
Pour chaque position, la sonde 67 est déplacée par le dispositif 81 afin de réaliser un tour complet de la tuyauterie 10.
Au cours de ce déplacement, la sonde 67 réalise une succession de cycles d'émission et de réception d'une onde ultrasonore. Chaque cycle se termine par un déplacement de la sonde 67.
La détermination de la position du repère 15 est basée sur l'exploitation des propriétés acoustiques des milieux rencontrés par une onde émise 89 par la sonde 67. Lorsqu'une onde acoustique rencontre une interface séparant deux milieux d'impédances acoustiques différentes, une partie de l'onde est transmise dans le deuxième milieu tandis qu'une autre partie se réfléchit sur l'interface.
L'énergie réfléchie par une interface est d'autant plus importante que les deux milieux en contact ont des impédances acoustiques différentes.
Dans le cas général de deux milieux d'impédances acoustiques différentes, l'onde incidente donnera lieu à une onde réfléchie et une onde transmise d'énergies non négligeables.
La figure 6 illustre l'évolution de l'énergie de l'onde réfléchie 93 relevée par la sonde 67 au cours du temps. L'instant t1 correspond à l'instant où le milieu rencontré par l'onde émise 89 passe de l'air 91 au fluide 35. L'instant t2 correspond à l'instant où le milieu rencontré par l'onde émise 89 passe du fluide 35 à l'air 91 .
La figure 3 et les instants inférieurs à t1 ou supérieur à t2 sur la figure 6 correspondent au cas où le milieu en contact avec la paroi extérieure de la tuyauterie 10 est de l'air 91 .
Dans ce cas, l'impédance acoustique de la paroi de la tuyauterie 10 est très supérieure à l'impédance acoustique de l'air 91 . L'onde émise 89 est presque complètement réfléchie par l'interface. La sonde 67 reçoit donc une onde réfléchie 93 sensiblement de même énergie que l'onde émise 89. Cette énergie est notée E1 sur la figure 6.
La figure 4 et les instants compris entre t1 et t2 sur la figure 6 correspondent au cas où le milieu en contact avec la paroi extérieure de la tuyauterie 10 est le fluide 35, par exemple l'eau, contenu dans la cavité 30 du repère 15.
Dans ce cas, l'impédance acoustique de la paroi de la tuyauterie 10 ne peut pas être considérée comme très supérieure à l'impédance du fluide 35. L'onde émise 89 est partiellement réfléchie par l'interface et elle est partiellement transmise dans le fluide 35 au travers de l'onde transmise 95. La sonde 67 reçoit donc une onde partiellement réfléchie 93 d'énergie plus faible que l'onde émise 89. L'énergie de l'onde partiellement réfléchie 93 est notée E2 sur la figure 6.
Le changement d'énergie de l'onde réfléchie 93 de E1 à E2 ou de E2 à E1 permet de repérer le changement de milieu extérieur entre l'air 91 et le fluide 35, et donc de repérer la position du repère 15.
Le repère 15 ayant été fixé à une position connue, le robot/porteur 5 est en mesure de déterminer son orientation et/ou sa position le long de l'axe de la tuyauterie 10.
L'invention concerne aussi une méthode de détermination de la position et/ou de l'orientation du robot/porteur 5 évoluant dans la tuyauterie 10. Cette méthode comprend une étape de fixation du repère 15 sur la surface extérieure 22 de la tuyauterie 10 à une position prédéterminée. Le repère 15 est apte à être fixé en toute position angulaire autour de la tuyauterie 10.
La fixation du repère 15 au cours de l'étape de fixation du repère externe 15 se fait, par exemple, par l'intermédiaire d'une sangle 20 autour de la tuyauterie 10. En variante, le dispositif de fixation est tout autre type de dispositif de maintien adapté à la fixation du repère 15 sur l'extérieur de la tuyauterie 10.
La méthode comprend aussi une étape de localisation du repère 15 par le robot/porteur 5, le robot/porteur 5 étant à l'intérieur de la tuyauterie 10.
L'étape de localisation du repère 15 par le robot/porteur 5 comporte les sous- étapes suivantes :
- émission d'une onde ultrasonore au niveau d'une pluralité de points de la surface interne 69 de la tuyauterie 10;
- détection d'une onde réfléchie au niveau de chacun desdits points ;
- analyse des ondes réfléchies détectées.
Les sous-étapes d'émission et de détection sont simultanées.
Au cours de la sous-étape d'émission, le robot/porteur 5 progresse à l'intérieur de la tuyauterie 10. Le robot/porteur 5 s'arrête à une pluralité de positions longitudinales successives le long de la tuyauterie 10.
Pour chaque position longitudinale du robot/porteur 5 le long de l'axe de la tuyauterie 10, la sonde 67 est déplacée par le dispositif 81 afin de réaliser, par exemple, un tour complet de la tuyauterie 10.
Au cours de ce déplacement, la sonde 67 réalise, successivement à une pluralité de points répartis circonférentiellement autour de la tuyauterie, un cycle d'émission d'une onde ultrasonore, l'organe 71 détectant l'onde réfléchie à chaque point.
La sous-étape d'analyse des ondes réfléchies détectées comprend les opérations suivantes :
- détermination d'une énergie de l'onde réfléchie au niveau de chacun desdits points ;
- comparaison de l'énergie des ondes réfléchies aux différents points.
La position prédéterminée est localisée, au cours de la comparaison de l'énergie des ondes réfléchies aux différents points, lorsque l'onde réfléchie à au moins un des points avec une énergie sensiblement inférieure aux énergies des ondes réfléchies aux autres points. Par exemple, l'onde réfléchie a une énergie inférieure d'au moins 20%, typiquement d'au moins 50%, aux énergies des ondes réfléchies aux autres points. Enfin, l'invention concerne une méthode de maintenance de la tuyauterie 10. Cette méthode de maintenance comporte une ou plusieurs campagnes, qui se déroulent toutes de la même façon.
Chaque campagne comporte une première étape d'introduction du robot/porteur 5 dans la tuyauterie 10.
Chaque campagne comporte, en outre, une étape de détermination d'une position et/ou d'une orientation de référence du robot/porteur 5. Cette étape est réalisée en suivant la méthode décrite précédemment.
Chaque campagne comporte de plus une étape de réalisation d'opérations de maintenance, par exemple des opérations de mesures, de contrôle, d'usinage ou de brossage de la tuyauterie 10. Au cours de cette étape, le robot/porteur 5 déplace un outil 83 à au moins une position par rapport à la surface interne 69 de la tuyauterie 10, le robot/porteur 5 déterminant la position de l'outil 83 en utilisant comme référence la position et/ou l'orientation de référence déterminées à l'étape précédente. Typiquement, le robot/porteur 5 déplace l'outil 83 successivement à plusieurs positions, en utilisant comme référence la position et/ou de l'orientation de référence déterminées à l'étape précédente.
Par exemple, chaque position est repérée par une coordonnée longitudinale ayant comme origine la position longitudinale de référence du repère. Chaque position est repérée par une coordonnée angulaire ayant comme origine la position angulaire de référence du repère.
Selon une variante avantageuse, la méthode de maintenance comporte plusieurs campagnes de mesures successives, séparées par exemple par un intervalle de temps qui peut être plusieurs mois ou plusieurs années.
Dans ce cas, au début de chaque campagne, le repère 15 est placé à un même point prédéterminé, identique pour toutes les campagnes. L'étape de réalisation d'opérations de maintenance comprend au moins une opération de caractérisation de la surface interne de la tuyauterie.
Le robot/porteur détecte la position du repère, et utilise à chaque campagne cette position pour caler spatialement les mesures effectuées.
Il est ainsi possible de comparer, pour un même endroit de la tuyauterie, les mesures effectuées au cours de ces campagnes successives.

Claims

REVENDICATIONS
1 .- Méthode de détermination de la position et/ou de l'orientation d'un robot ou d'un porteur d'un système mécanisé (5) évoluant dans une tuyauterie (10), la méthode comportant une étape de détermination d'au moins l'un d'une position du robot/porteur (5) le long de la tuyauterie (10) ou d'une orientation du robot/porteur (5) autour d'un axe central de la tuyauterie (10),
caractérisée en ce qu'elle comprend :
- une étape de fixation d'un repère (15) sur la surface extérieure (22) de la tuyauterie (10) à une position prédéterminée, le repère (15) étant apte à être fixé en toute position angulaire autour de la tuyauterie (10) ; et
- une étape de localisation du repère (15) par le robot/porteur (5), le robot/porteur (5) étant à l'intérieur de la tuyauterie (10)
2.- Méthode selon la revendication 1 , dans laquelle l'étape de localisation du repère (15) par le robot/porteur (5) comporte les sous-étapes suivantes:
- émission d'une onde ultrasonore au niveau d'une pluralité de points de la surface interne (69) de la tuyauterie (10) ;
- détection d'une onde réfléchie au niveau de chacun desdits points ;
- localisation du repère (15) en analysant les ondes réfléchies enregistrées.
3. - Méthode selon la revendication 2, dans laquelle la sous-étape de localisation du repère (15) comprend les opérations suivantes :
- détermination d'une énergie de l'onde réfléchie au niveau de chacun desdits points ;
- comparaison de l'énergie des ondes réfléchies aux différents points.
4. - Méthode selon la revendication 3, dans laquelle la position prédéterminée est localisée, au cours de la comparaison de l'énergie des ondes réfléchies aux différents points, lorsqu'à au moins un des points, l'onde réfléchie présente une énergie sensiblement inférieure aux énergies des ondes réfléchies aux autres points.
5. - Méthode de maintenance d'une tuyauterie, comportant au moins une campagne ayant les étapes suivantes:
- introduction d'un robot/porteur (5) dans la tuyauterie (10) ; - détermination d'une position et/ou d'une orientation de référence du robot/porteur (5), par une méthode selon l'une des revendications 1 à 4, et ;
- réalisation d'une opération de maintenance de la tuyauterie (10), à l'aide du robot/porteur (5), par exemple une opération de mesure, de contrôle, d'usinage ou de brossage.
6. - Méthode de maintenance d'une tuyauterie selon la revendication 5, dans laquelle à l'étape de réalisation de l'opération de maintenance de la tuyauterie (10), le robot/porteur (5) positionne un outil (83) à au moins une position par rapport à une surface interne (69) de la tuyauterie (10), le robot/porteur (5) déterminant la position de l'outil (83) en utilisant la position et/ou l'orientation de référence comme référence.
7. - Méthode de maintenance d'une tuyauterie, selon la revendication 5 ou 6, dans laquelle la méthode comprend plusieurs campagnes successives, le repère (15) étant placé à la même position prédéterminée pour toutes les campagnes, l'étape de réalisation d'opérations de maintenance comprenant au moins une opération de caractérisation de la surface interne (69) de la tuyauterie (10).
8. - Ensemble (1 ) de détermination de la position et/ou de l'orientation d'un robot/porteur (5) évoluant dans une tuyauterie (10), l'ensemble comportant :
- un repère (15), apte à être fixé en toute position angulaire autour de la tuyauterie
(10),
- un dispositif de fixation (20) du repère (15) contre une surface extérieure (22) de la tuyauterie (10),
- un dispositif de localisation configuré pour localiser le repère (15) fixé à l'extérieur de la tuyauterie (10) pendant que ce robot/porteur (5) est à l'intérieur de la tuyauterie (10).
9. - Ensemble selon la revendication 8, dans lequel le repère (15) comprend un corps rigide (25) délimitant intérieurement une cavité (30) remplie d'un fluide (35) d'impédance acoustique supérieure d'au moins 50% à celle de l'air mais inférieure à 150 % de l'impédance du matériau constituant la tuyauterie (10).
10. - Ensemble selon la revendication 9, dans lequel le corps rigide (25) du repère (15) délimite une ouverture (40) placée à proximité immédiate de la surface extérieure
(22) de la tuyauterie (10), le fluide (35) contenu dans la cavité (30) étant en contact avec la surface extérieure (22) de la tuyauterie (10), le contact étant direct ou par l'intermédiaire d'une membrane souple (42).
1 1 . - Ensemble selon la revendication 10, dans laquelle un joint étanche (45) recouvre les bords de l'ouverture (40) placée à proximité immédiate de la surface extérieure (22) de la tuyauterie (10).
12. - Ensemble selon l'une des revendications 9 à 1 1 , dans lequel le corps rigide (25) du repère (15) présente une épaisseur choisie pour permettre une précision de détection de la position du robot/porteur (5) inférieure à 5mm.
13. - Ensemble selon l'une des revendications 8 à 12, dans lequel le dispositif de localisation comprend :
- une sonde (67) portée par le robot/porteur (5), configurée pour émettre des ondes ultrasonores au niveau d'une pluralité de points de la surface interne (69) de la tuyauterie (10) ;
- un organe de réception (71 ) d'une onde réfléchie au niveau de chacun desdits points ;
- un organe de localisation (73) configuré pour localiser le repère (15) en analysant les ondes réfléchies reçues.
14. - Ensemble comprenant :
- un robot/porteur (5) ;
- un ensemble de détermination de la position et/ou de l'orientation du robot/porteur (5) selon l'une des revendications 8 à 13 ;
dans lequel le robot/porteur (5) comprend un corps (55), un dispositif de propulsion (57) configuré pour propulser le robot/porteur (5) le long de la tuyauterie (10) et un dispositif de manutention (81 ) de la sonde (67) agencé pour déplacer la sonde (67) par rapport au corps (55) au moins radialement par rapport à un axe central de la tuyauterie (10) et circonférentiellement autour dudit axe central.
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