Brevet FR3065809A1 — publié le 20181102

- 1 - Titre : Dispositif de mesure et procÃ©dÃ© de caractÃ©risation pour l'aciÃ©rie Ã©lectrique Description Domaine technique [001] La prÃ©sente invention concerne un dispositif de mesure et un procÃ©dÃ© de dÃ©termination d'au moins une caractÃ©ristique chimique et/ou physique de matiÃ¨res solides ou fondues de mÃ©tal en fusion, comme de l'acier liquide, se trouvant Ã l'intÃ©rieur d'un four Ã arc Ã©lectrique. Technique antÃ©rieure [002] Dans le domaine de l'aciÃ©rie Ã©lectrique, les fondeurs utilisent essentiellement le four Ã arc Ã©lectrique comme outil de production de mÃ©tal liquide, notamment pour l'acier, les ferro-alliages, le manganÃ¨se, le chrome, le plomb ou encore le silicium. En effet, un tel four est destinÃ© Ã fondre par fusion un mÃ©tal primaire, tel que de la ferraille de rÃ©cupÃ©ration, de la fonte (solide ou liquide) ou encore des minerais prÃ©rÃ©duits. [003] Le four Ã arc Ã©lectrique est un systÃ¨me Ã©lectrothermique utilisant l'Ã©nergie fournie par un arc Ã©lectrique pour chauffer une charge. En effet, le principe du four Ã arc Ã©lectrique consiste Ã faire Ã©clater un arc Ã©lectrique entre une Ã©lectrode en graphite qui amÃ¨ne le courant Ã©lectrique et la charge mÃ©tallique Ã fondre qui sert de masse. Ensuite, la chaleur dÃ©gagÃ©e par l'arc Ã©lectrique est directement utilisÃ©e pour la fusion. [004] Afin d'obtenir les caractÃ©ristiques demandÃ©es au mÃ©tal par le cahier des charges, les fondeurs doivent maÃ®triser la composition chimique du mÃ©tal liquide et la tempÃ©rature de coulÃ©e. La composition chimique du mÃ©tal liquide est gÃ©nÃ©ralement requise par le client et/ou les normes applicables. La tempÃ©rature de coulÃ©e est dÃ©terminante pour assurer le remplissage des moules, la santÃ© interne des piÃ¨ces et Ã©galement pour obtenir des conditions de solidification et une structure mÃ©tallographique correcte. [5] En pratique, les fondeurs utilisent des sondes pyromÃ©triques qui sont introduites dans le mÃ©tal liquide afin de mesurer la tempÃ©rature du mÃ©tal liquide et Ã©galement extraire des Ã©chantillons aux fins d'analyses chimiques. [6] Cette opÃ©ration dÃ©livre une information ponctuelle dans le temps et nÃ©cessite d'Ãªtre renouvelÃ©e plusieurs fois durant un cycle d'Ã©laboration en vue d'arriver au plus prÃ¨s des caractÃ©ristiques recherchÃ©es. Or, cette opÃ©ration peut Ãªtre rÃ©alisÃ©e manuellement, ce qui prÃ©sente un risque pour les personnes la rÃ©alisant. Cette opÃ©ration peut Ã©galement Ãªtre rÃ©alisÃ©e au moyen d'un robot manipulateur, ce qui peut Ãªtre couteux. [7] Concernant l'obtention de la composition chimique, l'appareil de mesure ne se trouve pas gÃ©nÃ©ralement Ã proximitÃ© immÃ©diate du four. Ceci a pour effet que le temps nÃ©cessaire d'analyse peut varier Ã©normÃ©ment de sorte que le cycle de fonctionnement du four doit Ãªtre suspendu, dans l'attente des rÃ©sultats. En effet, le temps d'analyse dÃ©pend, entre autres, du trajet que doit suivre l'Ã©chantillon jusqu'au laboratoire, du type d'analyse Ã rÃ©aliser, ou encore de la longueur de la file d'attente au niveau du laboratoire d'analyses 3065809 - 2 - dans la mesure oÃ¹ un laboratoire peut rÃ©aliser des analyses pour des outils d'Ã©laboration diffÃ©rents. RÃ©sumÃ© de l'invention 5 [008] La prÃ©sente invention vise donc Ã pallier de tels inconvÃ©nients en procurant un dispositif de mesure en continu ainsi qu'un procÃ©dÃ© permettant de dÃ©terminer au moins une caractÃ©ristique chimique et/ou physique de matiÃ¨res solides ou fondues de mÃ©tal en fusion, comme de l'acier liquide, se trouvant Ã l'intÃ©rieur d'un four Ã arc Ã©lectrique, et ce, sans contact direct avec lesdites matiÃ¨res. 10 [009] Des caractÃ©ristiques de la prÃ©sente invention sont dÃ©finies dans les revendications ci- jointes. BrÃ¨ve description des dessins [0010] D'autres caractÃ©ristiques et avantages de l'invention seront mieux compris Ã la lecture de 15 la description qui va suivre et en rÃ©fÃ©rence aux dessins annexÃ©s, donnÃ©s Ã titre illustratif et nullement limitatif. [0011] La figure 1 reprÃ©sente une vue fonctionnelle schÃ©matique d'un dispositif de mesure selon une mise en oeuvre de l'invention. [0012] La figure 2 reprÃ©sente une reprÃ©sentation graphique d'un spectre. 20 [0013] La figure 3 reprÃ©sente un organigramme selon une mise en oeuvre de l'invention. [0014] Pour des raisons de clartÃ©, les Ã©lÃ©ments reprÃ©sentÃ©s ne sont pas Ã l'Ã©chelle les uns par rapport aux autres, sauf mention contraire. Description des modes de rÃ©alisation 25 [0015] Avant de dÃ©crire l'invention, il semble utile de briÃ¨vement rappeler le principe de fonctionnement d'un four Ã arc Ã©lectrique. Un tel four se compose d'une cuve garnie de rÃ©fractaires et l'Ã©nergie nÃ©cessaire Ã la fusion est fournie par au moins un arc Ã©lectrique jaillissant entre des Ã©lectrodes en graphites, raccordÃ©es Ã un rÃ©seau de puissance, et la charge mÃ©tallique Ã chauffer. Dans le four Ã arc Ã©lectrique, le mÃ©tal fond par attaque 30 directe de l'arc Ã©lectrique qui creuse des puits dans la charge mÃ©tallique. Lorsque ces puits se sont formÃ©s, l'arc travaille sur un bain liquide dont le volume augmente au cours de la fusion. La fusion s'opÃ¨re par couches successives de l'intÃ©rieur vers l'extÃ©rieur de la masse des matiÃ¨res premiÃ¨res chargÃ©es dans le four. Lorsque la technique du laitier moussant (injection simultanÃ©e de carbone et d'oxygÃ¨ne) est mise en oeuvre, la puissance 35 maximale de l'arc Ã©lectrique peut Ãªtre utilisÃ©e pendant pratiquement toute l'Ã©laboration car l'arc Ã©lectrique est noyÃ© dans le laitier. La capacitÃ© d'un four Ã arc Ã©lectrique varie de 2 Ã 150 tonnes, pour une puissance de 1200 kVA (kilovoltampÃ¨re) Ã 190 MVA (mÃ©gavoltampÃ¨re). Enfin, le cycle de fonctionnement d'un four Ã arc Ã©lectrique dure entre 40 minutes et 4 heures. 3065809 - 3 - [0016] Le principe gÃ©nÃ©ral de l'invention est basÃ© sur l'instabilitÃ© de l'arc Ã©lectrique qui est connu pour Ãªtre due Ã sa non-linÃ©aritÃ©. Il a Ã©tÃ© remarquÃ© que la non-linÃ©aritÃ© de l'arc Ã©lectrique produit des fluctuations sous formes d'harmoniques, tout au long de l'Ã©laboration du mÃ©tal liquide, au niveau de l'alimentation du four Ã arc Ã©lectrique. Il est Ã noter que les 5 phÃ©nomÃ¨nes physiques mis en jeu dans ces fluctuations sont complexes et ne sont pas encore suffisamment compris pour permettre une modÃ©lisation complÃ¨te du processus. L'intuition originale selon la prÃ©sente invention a consistÃ© Ã considÃ©rer que la charge prÃ©sente dans un four Ã arc Ã©lectrique est Ã©galement une source non-linÃ©aire produisant des harmoniques au niveau de l'alimentation du four Ã arc Ã©lectrique. Il a donc Ã©tÃ© 10 supposÃ© qu'il existe une corrÃ©lation entre les caractÃ©ristiques chimiques et/ou physiques des phases condensÃ©es prÃ©sentes dans un four Ã arc Ã©lectrique et les harmoniques produites dans l'alimentation du four Ã arc Ã©lectrique. Des expÃ©rimentations ont permis de dÃ©terminer des fonctions de transfert pour chaque caractÃ©ristique chimique et/ou physique du bain mÃ©tallique ainsi que du laitier. Par exemple des caractÃ©ristiques chimiques du 15 laitier comme sa basicitÃ©, ou encore des caractÃ©ristiques du bain mÃ©tallique, telles que la teneur en carbone, en manganÃ¨se, en silice ou en oxyde de calcium peuvent Ãªtre dÃ©terminÃ©es Ã partir des fonctions de transfert obtenues. Il en est de mÃªme pour des caractÃ©ristiques physiques du bain, telle que la tempÃ©rature. L'identification des fonctions de transfert est basÃ©e sur l'utilisation de mÃ©thodes statistiques d'analyse dites 20 multivariÃ©es. Enfin, l'ensemble des fonctions de transfert est utilisÃ© dans un modÃ¨le multivariable prÃ©dictif afin de dÃ©terminer, Ã un moment donnÃ©, la composition chimique ainsi que la tempÃ©rature des phases condensÃ©es Ã partir d'un spectre courant du signal d'alimentation du four Ã arc Ã©lectrique. [0017] L'exemple de la figure 1 montre un dispositif de mesure 100 destinÃ© Ã Ãªtre branchÃ© sur un 25 rÃ©seau d'alimentation Ã©lectrique 200 d'un four Ã arc Ã©lectrique 300 contenant des matiÃ¨res (non reprÃ©sentÃ©es) solides ou fondues de mÃ©tal en fusion, comme de l'acier liquide. Dans l'exemple de la figure 1, le rÃ©seau d'alimentation 200 est un transformateur de four, du type communÃ©ment utilisÃ© dans le domaine de l'aciÃ©rie, tel un transformateur colonne ou un transformateur cuirassÃ©. Le rÃ©seau d'alimentation Ã©lectrique 200 est configurÃ© pour 30 dÃ©livrer un courant alternatif ou continu. Toutefois, dans le reste de la description, on considÃ¨rera que le rÃ©seau d'alimentation Ã©lectrique dÃ©livre un courant alternatif. [0018] Dans la figure 1, le dispositif de mesure 100 comprend un capteur 110, un spectromÃ¨tre 120 et un processeur 130. Le capteur 110 est couplÃ© au spectromÃ¨tre 120 et le spectromÃ¨tre est couplÃ© au processeur 130. 35 [0019] Le capteur 110 de la figure 1 est configurÃ© pour mesurer au moins un signal Ã©lectrique du rÃ©seau d'alimentation Ã©lectrique 200. Par exemple, une acquisition d'un signal Ã©lectrique comprenant une plage d'amplitude d'au moins Â±5V semble suffisante pour obtenir des rÃ©sultats fiables. Le capteur 110 comprend un convertisseur analogique-numÃ©rique (non reprÃ©sentÃ©) pour prÃ©senter le signal Ã©lectrique mesurÃ© sous forme numÃ©rique. Dans une mise en oeuvre, le capteur 110 mesure un courant circulant dans le rÃ©seau d'alimentation 3065809 - 4 - Ã©lectrique au niveau d'un des conducteurs du circuit secondaire d'alimentation du four 300. Dans une autre mise en oeuvre, le capteur 110 mesure une tension prÃ©sente sur le rÃ©seau d'alimentation Ã©lectrique 200 au niveau d'un des conducteurs du circuit secondaire d'alimentation du four 300. Par exemple, le capteur 110 est un capteur du type inductif ou 5 un capteur exploitant l'effet Hall. En outre, dans une premiÃ¨re mise en oeuvre, le capteur 110 comprend une horloge programmable (non reprÃ©sentÃ©e) qui est configurÃ©e pour dÃ©finir une pÃ©riode de temps prÃ©dÃ©terminÃ©e pendant laquelle la mesure est rÃ©alisÃ©e. Dans un exemple, une valeur de pÃ©riode de trois Ã dix secondes, fixÃ©e en usine, peut Ãªtre envisagÃ©e. De si courtes pÃ©riodes sont choisies Ã cause du fait que les phÃ©nomÃ¨nes 10 harmoniques liÃ©s Ã la non-linÃ©aritÃ© de la charge du four 300 semblent varier rapidement. Dans une deuxiÃ¨me mise en oeuvre particuliÃ¨re, le capteur 110 est couplÃ© au processeur 130, et le processeur 130 est configurÃ© pour dÃ©finir la valeur de pÃ©riode prÃ©dÃ©terminÃ©e en fonction des besoins. Dans une troisiÃ¨me mise en oeuvre particuliÃ¨re, le capteur 110 est couplÃ© au processeur 130 mais le processeur 130 comprend l'horloge programmable. 15 Dans cette mise en oeuvre, le processeur 130 est configurÃ© pour dÃ©finir la valeur de pÃ©riode prÃ©dÃ©terminÃ©e et commander le fonctionnement du capteur 110 en fonction de la pÃ©riode prÃ©dÃ©terminÃ©e. [0020] Le spectromÃ¨tre 120 de la figure 1 est configurÃ© pour gÃ©nÃ©rer un spectre de frÃ©quences du signal Ã©lectrique mesurÃ© par le capteur 110. Le spectre ainsi gÃ©nÃ©rÃ© comprend alors une 20 pluralitÃ© de raies spectrales prÃ©sentant chacune une amplitude et une phase propres. Dans une mise en oeuvre, le spectromÃ¨tre 120 gÃ©nÃ¨re le spectre de frÃ©quences en appliquant une transformÃ©e de Fourier discrÃ¨te au signal Ã©lectrique mesurÃ©. Lorsque plusieurs spectres sont gÃ©nÃ©rÃ©s pendant une pÃ©riode prÃ©dÃ©terminÃ©e, le spectromÃ¨tre 120 peut rÃ©aliser une moyenne de l'ensemble des amplitudes et phases des harmoniques 25 associÃ©es Ã chaque spectre gÃ©nÃ©rÃ©. [0021] La figure 2, montre un exemple de spectre obtenu en appliquant une transformÃ©e de Fourier discrÃ¨te Ã un signal Ã©lectrique mesurÃ© par le capteur 110. Il est connu qu'une telle opÃ©ration permet de quantifier la distorsion harmonique d'un signal. Ainsi, par exemple, un signal pÃ©riodique possÃ©dant une frÃ©quence fondamentale fo peut Ãªtre dÃ©composÃ© en une 30 somme de signaux sinusoÃ¯daux dont chacun possÃ¨de une frÃ©quence, dite harmonique, qui est un multiple entier (appelÃ© rang harmonique) de la frÃ©quence fondamentale fo. L'exemple de la figure 2 illustre en son abscisse, les rangs harmoniques impairs d'un signal donnÃ©. Toutefois, il est Ã©galement possible de reprÃ©senter les rangs harmoniques pairs pour un signal donnÃ©. En ordonnÃ©e de la figure 2, est exprimÃ©e l'amplitude de 35 chaque composante harmonique, en pourcentage de la grandeur fondamentale correspondante, appelÃ©e taux d'harmoniques. [0022] Le processeur 130 de la figure 1 est configurÃ© pour traiter le spectre gÃ©nÃ©rÃ© par le spectromÃ¨tre 120 pour dÃ©terminer au moins une caractÃ©ristique chimique et/ou physique des matiÃ¨res prÃ©sentes dans le four 300. Pour cela, le processeur 130 utilise un modÃ¨le 40 multivariable prÃ©dictif qui dÃ©finit une fonction de transfert pour chacun parmi au moins 3065809 - 5 - deux caractÃ©ristiques chimiques et/ou physiques des matiÃ¨res et le spectre du signal Ã©lectrique associÃ© Ã l'alimentation du four Ã arc Ã©lectrique 300. [0023] Dans une mise en oeuvre, le modÃ¨le multivariable prÃ©dictif est obtenu prÃ©alablement, au moyen d'une mÃ©thode statistique d'analyse multivariÃ©e. Par exemple, on pourra utiliser 5 une rÃ©gression sur composantes principales (en anglais, PCR pour Principal Component Regression), une rÃ©gression par les moindres carrÃ©s partiels (en anglais, PLS pour Partial Least-Squares) ou encore les mÃ©thodes d'intelligence artificielle telles que les rÃ©seaux de neurones ou le machine learning. Le modÃ¨le multivariable prÃ©dictif permet d'estimer la composition chimique/physique des matiÃ¨res prÃ©sentes dans le four 300 Ã partir du 10 spectre d'une mesure d'un signal Ã©lectrique du rÃ©seau d'alimentation Ã©lectrique 200 du four 300. Le modÃ¨le multivariable prÃ©dictif peut Ãªtre reprÃ©sentÃ© sous forme mathÃ©matique comme suit : Pk fk(S) (1), oÃ¹ 15 - pk est la caractÃ©ristique chimique et/ou physique des matiÃ¨res prÃ©sentes dans le four 300 dont on recherche la concentration Ã un moment donnÃ©, - fk(.) est la fonction de transfert associÃ©e Ã ladite caractÃ©ristique chimique et/ou physique, et - s est le spectre d'une mesure d'un signal Ã©lectrique du rÃ©seau d'alimentation Ã©lectrique 20 200 du four 300. [0024] Enfin, le processeur 130 de la figure 1 est en outre configurÃ© pour normaliser le spectre gÃ©nÃ©rÃ© par rapport au maximum d'amplitude du spectre gÃ©nÃ©rÃ©. Ceci a pour effet de rendre le modÃ¨le indÃ©pendant de la frÃ©quence fondamentale du spectre de l'alimentation du four 300. Ensuite, le processeur 130 est Ã©galement configurÃ© pour dÃ©terminer la au 25 moins une caractÃ©ristique chimique et/ou physique Ã partir d'une somme pondÃ©rÃ©e du spectre normalisÃ© en fonction des coefficients de rÃ©gression de la fonction de transfert correspondante. Toutefois, il est Ã©galement envisagÃ© que le processeur rÃ©alise une telle somme pondÃ©rÃ©e du spectre gÃ©nÃ©rÃ© Ã la place du spectre normalisÃ©. [0025] Dans la figure 1, le dispositif de mesure 100 est couplÃ© Ã un dispositif d'affichage 400 tel 30 qu'un Ã©cran d'ordinateur, de smartphone, de tablette, de tÃ©lÃ©vision, une enseigne, un panneau indicateur ou encore un tableau indicateur. Le dispositif d'affichage 400 est configurÃ© pour afficher la au moins une caractÃ©ristique chimique et/ou physique. [0026] La figure 3 illustre un exemple de procÃ©dÃ© 500 d'obtention du modÃ¨le multivariable prÃ©dictif. 35 [0027] Tout d'abord dans une Ã©tape 510, on rÃ©alise simultanÃ©ment un prÃ©lÃ¨vement d'un Ã©chantillon de matiÃ¨res du four 300 et on mesure un signal Ã©lectrique du rÃ©seau d'alimentation Ã©lectrique du four 300. Comme indiquÃ© plus haut, le prÃ©lÃ¨vement peut Ãªtre rÃ©alisÃ© Ã partir de sondes pyromÃ©triques et la mesure peut Ãªtre rÃ©alisÃ©e avec le capeur 110. 3065809 - 6 - [0028] Ensuite, dans l'Ã©tape 520, on dÃ©termine une composition chimique et/ou physique de l'Ã©chantillon de matiÃ¨res prÃ©levÃ©, la composition chimique et/ou physique comprenant des concentrations d'au moins deux caractÃ©ristiques chimiques et/ou physiques. Par exemple, on peut faire appel Ã des techniques de spectromÃ©trie d'Ã©mission optique (en anglais, OES 5 pour Optical Emission Spectrometry) pour obtenir la composition chimique tandis qu'une sonde pyromÃ©trique fournira la tempÃ©rature de l'Ã©chantillon. [0029] Dans l'Ã©tape 530, on gÃ©nÃ¨re un spectre du signal Ã©lectrique mesurÃ©. Comme indiquÃ© plus haut, la gÃ©nÃ©ration du spectre peut Ãªtre rÃ©alisÃ©e au moyen du spectromÃ¨tre 120. [0030] Par la suite, Ã l'Ã©tape 540, on rÃ©pÃ¨te plusieurs fois les Ã©tapes 510, 520 et 530 pendant au 10 moins une partie de la durÃ©e d'au moins un cycle de fonctionnement du four 300. Dans un exemple, l'ensemble des donnÃ©es de mesures spectromÃ©triques et l'ensemble des compositions chimiques et/ou physiques des Ã©chantillons prÃ©levÃ©s sont regroupÃ©es dans une matrice X, comprenant n lignes et m colonnes, avec n le nombre de mesures spectromÃ©triques et m le nombre de compositions chimiques et/ou physiques des 15 Ã©chantillons prÃ©levÃ©s. [0031] Enfin, Ã l'Ã©tape 550, on gÃ©nÃ¨re le modÃ¨le multivariable prÃ©dictif, au moyen d'une mÃ©thode statistique d'analyse multivariÃ©e, en obtenant des coefficients de rÃ©gression d'une fonction de transfert pour chacun parmi au moins deux caractÃ©ristiques chimiques et/ou physiques. Dans un exemple, on applique Ã la matrice X, une rÃ©gression sur composantes principales 20 ou une rÃ©gression par les moindres carrÃ©s partiels. On obtient alors une estimation de coefficients de rÃ©gressions al, az, ..., ak pour chacun des Ã©lÃ©ments des compositions chimiques et/ou physiques des Ã©chantillons prÃ©levÃ©s. [0032] Le modÃ¨le multivariable prÃ©dictif peut alors Ãªtre reprÃ©sentÃ© sous forme matricielle comme suit : 25 9 = H x c (2) oÃ¹, - jr' est le vecteur d'estimation de la composition chimique et/ou physique de matiÃ¨res associÃ© Ã un spectre donnÃ©, - H est la matrice comprenant le spectre Ã Ã©tudier, et 30 - c est le vecteur comprenant les coefficients de rÃ©gression estimÃ©s al, a2, ak. [0033] L'Ã©quation (2) peut Ã©galement Ãªtre reformulÃ©e comme suit : 9k = El=1(Ctil x Hi) (3) oÃ¹, - k correspond Ã la caractÃ©ristique chimique et/ou physique mesurÃ©e, 35 - i est un entier positif Ã©gal au nombre d'harmoniques associÃ©es Ã la caractÃ©ristique Ã k. [0034] Dans une mise en oeuvre particuliÃ¨re, on normalise H, par rapport au maximum d'amplitude de H,. En gÃ©nÃ©ral, un tel maximum se situe au niveau de l'harmonique associÃ©e Ã la frÃ©quence fondamentale du signal traitÃ©. Un tel agencement peut Ãªtre formulÃ© comme suit : 40 9k = (4), Ho 3065809 - 7 - oÃ¹ - H0 correspond au maximum d'amplitude de H,. [0035] II est Ã©galement envisagÃ© de revendiquer un procÃ©dÃ© de dÃ©termination d'au moins une caractÃ©ristique chimique et/ou physique de matiÃ¨res solides ou fondues de mÃ©tal en 5 fusion, comme de l'acier liquide, se trouvant Ã l'intÃ©rieur du four 300. [0036] Un tel procÃ©dÃ© de dÃ©termination comprend les Ã©tapes suivantes consistant Ã : - mesurer au moins un signal Ã©lectrique du rÃ©seau d'alimentation Ã©lectrique, pendant une pÃ©riode de temps prÃ©dÃ©terminÃ©e, - gÃ©nÃ©rer un spectre du signal Ã©lectrique mesurÃ©, 10 - traiter le spectre gÃ©nÃ©rÃ©, en utilisant un modÃ¨le multivariable prÃ©dictif tel que dÃ©crit plus haut, pour dÃ©terminer la au moins une caractÃ©ristique chimique et/ou physique. [0037] Une mise en oeuvre particuliÃ¨re du procÃ©dÃ© de dÃ©termination, comprend en outre, les Ã©tapes consistant Ã : - normaliser le spectre gÃ©nÃ©rÃ© par rapport au maximum d'amplitude du spectre gÃ©nÃ©rÃ© ; et 15 - dÃ©terminer la au moins une caractÃ©ristique chimique et/ou physique Ã partir d'une somme pondÃ©rÃ©e du spectre normalisÃ© en fonction des coefficients de rÃ©gression de la fonction de transfert correspondante. [0038] Dans une autre mise en oeuvre particuliÃ¨re du procÃ©dÃ© de dÃ©termination, l'Ã©tape de mesure consiste Ã mesurer un courant et/ou une tension du rÃ©seau d'alimentation 20 Ã©lectrique. [0039] Enfin, dans une autre mise en oeuvre du procÃ©dÃ© de dÃ©termination, on Ã©tablit prÃ©alablement le modÃ¨le multivariable prÃ©dictif au moyen d'une mÃ©thode statistique d'analyse multivariÃ©e choisie parmi : une rÃ©gression sur composantes principales et une rÃ©gression par les moindres carrÃ©s partiels. 25 [0040] L'invention permet de rÃ©aliser des mesures sans contact entre le dispositif de mesure et les matiÃ¨res comprises dans un four Ã arc Ã©lectrique. Ceci a pour effet, que l'opÃ©ration de supervision de l'Ã©laboration d'un mÃ©tal liquide ne reprÃ©sente plus de risque pour les personnes qui le rÃ©alisent. En outre, l'invention permet d'obtenir des informations de composition chimique et/ou physique en temps rÃ©el et de maniÃ¨re trÃ¨s rapide. 30 [0041] Dans les revendications, le terme "comporter" n'exclut pas d'autres Ã©lÃ©ments ou d'autres Ã©tapes. Les diffÃ©rentes caractÃ©ristiques prÃ©sentÃ©es et/ou revendiquÃ©es peuvent Ãªtre avantageusement combinÃ©es. Leur prÃ©sence dans la description ou dans des revendications dÃ©pendantes diffÃ©rentes n'exclut pas cette possibilitÃ©. Enfin, les signes de rÃ©fÃ©rence aux dessins ne sauraient Ãªtre compris comme limitant la portÃ©e de l'invention. 35 REVENDICATIONS1. Dispositif de mesure (100) destinÃ© Ã Ãªtre branchÃ© sur un rÃ©seau d'alimentation Ã©lectrique (200) d'un four Ã arc Ã©lectrique (300) contenant des matiÃ¨res solides ou fondues de mÃ©tal en fusion, comme de l'acier liquide, le dispositif comprenant : - au moins un capteur (110) pour mesurer au moins un signal Ã©lectrique du rÃ©seau d'alimentation Ã©lectrique, pendant une pÃ©riode de temps prÃ©dÃ©terminÃ©e, - un spectromÃ¨tre (120) pour gÃ©nÃ©rer un spectre du signal Ã©lectrique mesurÃ©, - un processeur (130) pour traiter le spectre gÃ©nÃ©rÃ©, en utilisant un modÃ¨le multivariable prÃ©dictif qui dÃ©finit une fonction de transfert pour chacun parmi au moins deux caractÃ©ristiques chimiques et/ou physiques des matiÃ¨res et le spectre du signal Ã©lectrique associÃ© Ã l'alimentation du four Ã arc Ã©lectrique, pour dÃ©terminer au moins une caractÃ©ristique chimique et/ou physique. 2. Dispositif de mesure selon la revendication 1, dans lequel le processeur est en outre configurÃ© pour : - normaliser le spectre gÃ©nÃ©rÃ© par rapport au maximum d'amplitude du spectre de gÃ©nÃ©rÃ© ; et - dÃ©terminer la au moins une caractÃ©ristique chimique et/ou physique Ã partir d'une somme pondÃ©rÃ©e du spectre normalisÃ© en fonction des coefficients de rÃ©gression de la fonction de transfert correspondante. 3. Dispositif de mesure selon les revendications 1 Ã 2, dans lequel le capteur est en outre configurÃ© pour mesurer un courant et/ou une tension du rÃ©seau d'alimentation Ã©lectrique. 4. Dispositif de mesure selon les revendications 1 Ã 3, dans lequel le modÃ¨le multivariable prÃ©dictif est obtenu prÃ©alablement, au moyen d'une mÃ©thode statistique d'analyse multivariÃ©e choisie parmi : une rÃ©gression sur composantes principales, une rÃ©gression par les moindres carrÃ©s partiels ou encore les mÃ©thodes d'intelligence artificielle. 5. Dispositif de mesure selon les revendications 1 Ã 4, comprenant en outre, un moyen d'affichage (400) pour afficher la au moins une caractÃ©ristique chimique et/ou physique. 6. ProcÃ©dÃ© de dÃ©termination d'au moins une caractÃ©ristique chimique et/ou physique de matiÃ¨res solides ou fondues de mÃ©tal en fusion, comme de l'acier liquide, se trouvant Ã l'intÃ©rieur d'un four Ã arc Ã©lectrique, le four Ã arc Ã©lectrique Ã©tant raccordÃ© Ã un rÃ©seau d'alimentation Ã©lectrique, le procÃ©dÃ© comprenant les Ã©tapes consistant Ã : - mesurer au moins un signal Ã©lectrique du rÃ©seau d'alimentation Ã©lectrique, pendant une pÃ©riode de temps prÃ©dÃ©terminÃ©e, - gÃ©nÃ©rer un spectre du signal Ã©lectrique mesurÃ©, - traiter le spectre gÃ©nÃ©rÃ©, en utilisant un modÃ¨le multivariable prÃ©dictif qui dÃ©finit une fonction de transfert pour chacun parmi au moins deux caractÃ©ristiques chimiques et/ou physiques des matiÃ¨res et le spectre du signal Ã©lectrique associÃ© Ã l'alimentation du four Ã arc Ã©lectrique, pour dÃ©terminer la au moins une caractÃ©ristique chimique et/ou physique. 3065809 - 9 - 7. ProcÃ©dÃ© selon la revendication 6, comprenant en outre, les Ã©tapes consistant Ã : - normaliser le spectre gÃ©nÃ©rÃ© par rapport au maximum d'amplitude du spectre gÃ©nÃ©rÃ© ; et - dÃ©terminer la au moins une caractÃ©ristique chimique et/ou physique Ã partir d'une somme pondÃ©rÃ©e du spectre normalisÃ© en fonction des coefficients de rÃ©gression de la fonction de 5 transfert correspondante. 8. ProcÃ©dÃ© selon les revendications 6 Ã 7, dans lequel l'Ã©tape de mesure consiste Ã mesurer un courant et/ou une tension du rÃ©seau d'alimentation Ã©lectrique. 9. ProcÃ©dÃ© selon l'une des revendications 6 Ã 8, dans lequel on Ã©tablit prÃ©alablement le modÃ¨le multivariable prÃ©dictif au moyen d'une mÃ©thode statistique d'analyse multivariÃ©e 10 choisie parmi : une rÃ©gression sur composantes principales, une rÃ©gression par les moindres carrÃ©s partiels ou encore les mÃ©thodes d'intelligence artificielle. 10. ProcÃ©dÃ© (500) selon la revendication 9 dans lequel l'Ã©tablissement du modÃ¨le multivariable prÃ©dictif comprend les Ã©tapes consistant Ã : - simultanÃ©ment (510), prÃ©lever un Ã©chantillon de matiÃ¨res du four Ã arc Ã©lectrique et mesurer 15 un signal Ã©lectrique du rÃ©seau Ã©lectrique, - dÃ©terminer (520) une composition chimique et/ou physique de l'Ã©chantillon de matiÃ¨res prÃ©levÃ©, la composition chimique et/ou physique comprenant des concentrations d'au moins deux caractÃ©ristiques chimiques et/ou physiques, - gÃ©nÃ©rer (530) un spectre du signal Ã©lectrique mesurÃ©, 20 - rÃ©pÃ©ter (540) plusieurs fois les Ã©tapes de prÃ©lÃ¨vement, de mesure, de dÃ©termination et de gÃ©nÃ©ration de spectre, pendant au moins une partie de la durÃ©e d'au moins un cycle de fonctionnement du four Ã arc Ã©lectrique, - gÃ©nÃ©rer (550) le modÃ¨le multivariable prÃ©dictif, au moyen de la mÃ©thode statistique d'analyse multivariÃ©e, en obtenant des coefficients de rÃ©gression d'une fonction de transfert pour chacun 25 parmi les au moins deux caractÃ©ristiques chimiques et/ou physiques.