Brevet FR3080940A1 — publié le 20191108

-1- INSTALLATION DE CONTROLE D'ETANCHEITE UTILISANT UN DRONE AUTONOME ET PROCEDE DE CONTROLE D'ETANCHEITE L'invention a trait au domaine du contrôle d'étanchéité par mise sous pression d'objet à contrôler, plus particulièrement de batterie électrique destinée à la traction de véhicules. La présente invention se rapporte à une installation et à un procédé de contrôle d'étanchéité d'une batterie avant l'opération d'assemblage ou de pose sur un véhicule automobile. Pour des questions de sécurité, du fait de la nature électrique d'une batterie, il est primordial que l'eau, l'humidité ou la poussière ne puissent pas pénétrer à l'intérieur de l'enveloppe d'une batterie. Pour qualifier le respect de ces contraintes, des normes ou des standards sont définies. Dans le domaine électrique il est connu les standards établis par la Commission Electrotechnique Internationale et qui sont appelés « codes IP » pour indice de protection et sont suivis d'un ou deux chiffres. Ces codes servent à désigner les degrés de protection qu'offre un matériel aux intrusions de corps solides et liquides. Le premier chiffre du code IP représente le degré de protection contre l'intrusion de corps étrangers solides comme les doigts ou la poussière. Cet indice va de 0 à 6. Le second chiffre du code représente le degré de protection contre l'intrusion de l'humidité avec un indice allant de 0 à 8. Or les batteries électriques destinées à la traction de véhicules doivent satisfaire au standard ou code « IP67 ». On entend par batterie électrique un élément de stockage d'énergie 25 électrique. Il existe des installations et des procédés pour contrôler l'étanchéité d'objet pour lequel la réglementation impose des normes telles que définies au-dessus. Ces procédés consistent à : - placer l'objet à contrôler sous une cloche, formant une enceinte 30 fermée, - mettre en pression ou dépression l'espace délimité par la cloche, -2- - dans le cas d'une mise en pression : mettre en pression avec un gaz traceur, - détecter la présence de fuite en déplaçant un capteur autour dudit objet, cette opération étant effectuée par un opérateur. 5 Or, ce type de procédé ou d'installation n'est pas adapté(e) pour des objets de grandes dimensions, comme par exemple les batteries de stockage d'électricité destinées à la traction véhicules automobiles. Il faudrait construire en effet des cloches de dimensions au moins aussi grandes, et nécessiterait d'autant plus de moyens d'étanchéité entre ladite 10 cloche et le support. Ces nouveaux équipements constitueraient des investissements élevés. En outre, le volume entre l'objet à contrôler et la cloche serait également plus grand, ce qui augmenterait le temps nécessaire pour mettre ce volume en pression. La durée du contrôle d'étanchéité serait également accrue. 15 C'est pourquoi, la présente invention a pour but de proposer une installation et un procédé de contrôle d'étanchéité adapté à des objets tels que des batteries électriques, tout en limitant les coûts, la durée du contrôle d'étanchéité et les manipulations ou opérations effectuées par un opérateur. 20 Selon un premier aspect de l'invention, il est proposé un procédé de contrôle de l'étanchéité d'un objet présentant au moins une cavité étanche, dans lequel on utilise un drone comprenant des moyens de commande et des moyens de détection d'obstacles, le procédé comprenant les étapes suivantes : brancher un conduit de raccordement entre une source d'un gaz traceur et la cavité étanche de l'objet à contrôler, - remplir ladite cavité avec le gaz traceur à une pression supérieure à la pression atmosphérique, - déployer un drone suivant une trajectoire couvrant au moins une partie de la surface extérieure de l'objet à contrôler, ledit drone étant équipé en outre de moyens de détection du gaz traceur. -3- Le procédé selon l'invention a pour avantages d'être adapté pour n'importe quel type d'objet, et en particulier pour les objets de grandes tailles, comme notamment les batteries de stockage d'électricité pour véhicule. Il permet d'assurer une répétabilité de la trajectoire autour de la 5 surface extérieure de l'objet à contrôler, au regard d'un contrôle effectué manuellement. Pour l'opérateur, le procédé permet de diminuer le nombre d'actions ou de mouvements à effectuer autour de l'objet à contrôler, améliorant l'ergonomie du poste de travail. En outre, le procédé permet de réaliser plusieurs contrôles en temps masqué pour l'opérateur. Il permet 10 ainsi de faire baisser les temps de contrôle d'étanchéité et les coûts associés aux contrôles d'étanchéité. De préférence, l'objet à contrôler est une batterie de véhicule. Avantageusement, la trajectoire du drone est déterminée en fonction 15 du type d'objet. De préférence, l'objet à contrôler comprend un code ou un tag RFID permettant d'identifier le type d'objet. Le procédé comprend les étapes suivantes : - lire un code ou un tag RFID par des moyens de lecture de 20 l'information du type d'objet, lesdits moyens étant embarqués dans le drone ou bien montés sur une base de stationnement du drone, - traiter ladite information par des moyens de commande placés dans le drone ou dans une base de stationnement du drone, ou par un serveur informatique, 25 identifier le type d'objet, - déduire la trajectoire correspondante du drone, - charger les coordonnées de guidage de la trajectoire correspondante. Il s'ensuit un gain de temps lors du déploiement du drone, en 30 particulier près des zones présentant des renfoncements ou retraits sur la surface extérieure de l'objet à contrôler. -4- Le drone est agencé et configuré pour parcourir et balayer toute l'aire extérieure de l'objet à contrôler. Avantageusement, le drone longe et survole au moins 90% de la surface extérieure de l'objet à contrôler. Selon un premier mode de réalisation, les moyens de lecture sont 5 montés sur une base de stationnement du drone. L'opérateur saisit les moyens de lecture ou un élément des moyens de lecture, par exemple une tête de lecture et scanne, par des moyens de lecture, le code ou le tag RFID présent sur l'objet à contrôler. Selon un second mode de réalisation, les moyens de lecture sont 10 montés sur ou dans le drone. L'opérateur commande le décollage du drone, qui par les moyens de commande, est agencé et configuré pour se déployer vers un emplacement, où se situe un objet à contrôler, et lire le code ou le tag RFID par les moyens de lecture. Dans les deux cas, l'information lue par les moyens de lecture est 15 traitée par les moyens de commande qui identifient le type de l'objet et déduisent une trajectoire prédéfinie. Le drone atterrit sur la base de stationnement lorsque toute l'aire a été balayée ou lorsque le drone manque de charge électrique pour continuer à voler. De préférence, la base de stationnement est une base 20 de recharge en électricité pour le drone. Avantageusement, le gaz traceur utilisé est de l'hydrogène ou de l'hélium. Le gaz traceur est comprimé à une pression supérieure à la pression atmosphérique par des moyens de compression connus de l'homme du métier. 25 De préférence, les moyens de détection du gaz traceur sont des moyens de mesure de la concentration du gaz traceur. Selon un second aspect de l'invention, il est proposé une installation pour contrôler l'étanchéité des batteries de véhicules, l'installation comprenant : 30 une source de gaz traceur sous forme comprimée, -5- - un conduit de raccordement agencé pour être relié entre la source de gaz et une cavité de la batterie du véhicule, - un drone comprenant des moyens de commande, des moyens de détection d'obstacles et un capteur de gaz traceur, ledit drone étant 5 agencé et configuré pour suivre une trajectoire couvrant au moins une partie de la surface extérieure de la batterie à contrôler. L'installation est agencée pour la mise en oeuvre d'un procédé comprenant tout ou partie des caractéristiques décrites au premier aspect de l'invention. 10 L'installation a pour avantages d'être adaptée pour n'importe quel type de batteries de stockage d'électricité pour véhicule. Pour l'opérateur, elle améliore l'ergonomie du poste de travail. En outre, l'installation permet de réaliser plusieurs contrôles en temps masqué pour 15 l'opérateur. Elle permet ainsi de faire baisser les temps de contrôle d'étanchéité et les coûts associés aux contrôles d'étanchéité. De préférence, le drone comprend en outre un bras à l'extrémité duquel est disposé le capteur de gaz traceur. Selon un mode de 20 réalisation, le bras s'étend au-delà du périmètre défini par l'ensemble de la voilure du drone. Ceci permet d'éloigner la zone de mesure des zones de turbulences, du fait de la voilure tournante du drone. Avantageusement, l'installation comprend en outre des moyens de 25 lecture d'un code ou d'un tag RFID, embarqués sur le drone ou bien montés sur une base de stationnement du drone, de manière à identifier le type de batterie. D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en oeuvre et de modes de 30 réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants : - Les figures 1, 2 et 3 sont des vues de dessus d'une batterie de stockage d'électricité pour véhicule et d'une installation pour contrôler l'étanchéité de batteries de véhicules, ladite installation comprenant un -6- drone, une base de stationnement sur lequel est posé ledit drone et une source de gaz traceur ; la figure 1 montrant l'installation à un instant précédant le commencement du procédé de contrôle de l'étanchéité de la batterie ; la figure 2 montrant le branchement de la source de gaz traceur 5 à la batterie à contrôler ; la figure 3 montrant en outre le déploiement du drone autour de la batterie à contrôler. - La figure 4 est un schéma d'un drone comprenant quatre hélices et un bras portant un capteur de gaz traceur. A des fins de clarté et de concision, les références sur les figures 10 correspondent aux mêmes éléments. Les modes de réalisation décrits ci-après étant nullement limitatifs, on pourra notamment considérer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites, isolées des autres caractéristiques décrites (même si cette sélection est isolée au sein 15 d'une phrase comprenant ces autres caractéristiques), si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique, de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des 20 détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. Les figures 1, 2 et 3 illustrent de manière schématique une installation destinée à contrôler l'étanchéité d'une batterie 1 de véhicule. 25 On entend par étanchéité de la batterie, sa capacité à ne pas laisser entrer ou à limiter l'entrée de l'eau, d'humidité ou de poussière du milieu extérieur vers une ou plusieurs cavités du milieu interne de la batterie. L'au moins une cavité est délimitée par une enveloppe délimitant le milieu interne de la batterie par rapport au milieu externe soumis par exemple 30 aux intempéries. On entend par batterie de véhicule, un élément de stockage d'énergie électrique, par exemple destiné à la traction du -7- véhicule. Le contrôle de conformité est en général effectué à la fin de la fabrication de la batterie, avant la livraison au client. L'installation comprend : - une source 3 de gaz traceur agencée et configurée pour délivrée 5 ledit gaz sous forme comprimée, ladite source étant prévue pour être raccordée par un conduit 5 au milieu interne de la batterie, - un drone 10, et - une base 4 de stationnement et de recharge électrique pour accueillir ledit drone 10. 10 On entend par drone, un petit avion sans pilote embarqué et télécommandé ou programmé. L'installation comprend en outre des moyens de commande (non représentés) agencés et configurés pour télécommander et/ou programmer la trajectoire du drone. 15 Le drone 10 est agencé et configuré pour survoler la batterie à contrôler et suivre une trajectoire couvrant au moins une partie de la surface extérieure de la batterie et en fonction des contours extérieurs de la batterie. Le drone 10 comprend des moyens de détections d'obstacles et un capteur de gaz traceur, dit reniflard. 20 Selon un mode de réalisation particulier et en référence à la figure 4, le drone 10 comprend un bras 25 qui est fixé au corps 20 de drone et s'étend au-delà du périmètre défini par l'ensemble de la voilure du drone. Par exemple et en références aux figures 1 à 3, le drone 10 comprend quatre hélices bipales, qui en rotation (voir figure 4), définissent chacune 25 une voilure spécifique 21. On entend par l'ensemble de la voilure, la zone, représentée par les pointillés 29, comprenant les voilures spécifiques 21 et la surface entre les lesdites voilures spécifiques 21. L'extrémité distale du bras 25, en-dehors de la zone 29, comprend un capteur de gaz traceur 26. Ce mode de réalisation permet d'éloigner la zone de mesure des zones de 30 turbulences. -8- L'installation comprend en outre des moyens de lecture d'un code ou d'un tag RFID (non représentés), les batteries étant munies d'un code ou d'un tag RFID permettant de les identifier. Selon un premier mode de réalisation des moyens de lecture, ceux-ci 5 sont embarqués sur le drone. Selon un deuxième mode de réalisation des moyens de lecture, ceux-ci sont placés sur pupitre de l'installation. Il va maintenant être décrit le procédé de contrôle de l'étanchéité de 10 la batterie. Selon un mode de réalisation du procédé, dans lequel les moyens de lecture sont placés sur un pupitre de l'installation, par exemple la base de stationnement du drone, lorsqu'une batterie parvient à une installation de contrôle de l'étanchéité (voir figure 1), un opérateur saisit les moyens de 15 lecture. Il les fait passer devant le code ou le tag RFID de la batterie de manière à identifier la batterie. Ensuite, l'opérateur branche un conduit de raccordement 5 entre la source de gaz traceur 3 et la batterie 1, voir figure 2. Un orifice (non représenté) est présent à la surface extérieure de la batterie pour faire rentrer le gaz traceur dans l'au moins une cavité de 20 la batterie. L'air ambiant présent dans l'au moins une cavité est alors remplacé par le gaz traceur de manière à remplir ladite au moins une cavité par le gaz traceur. La pression de gaz traceur dans l'au moins une cavité est supérieure à la pression atmosphérique. L'air ambiant puis le gaz traceur est alors contraint à s'échapper par les éventuels interstices de 25 l'enveloppe, lieux de fuites. Enfin l'opérateur renseigne les moyens commande de la présence d'une batterie à contrôler afin de déployer le drone 10 suivant une trajectoire prédéfinie autour de la batterie. Selon un autre mode de réalisation du procédé, dans lequel les moyens de lecture sont embarqués dans le drone, lorsqu'une batterie 30 parvient à une installation de contrôle de l'étanchéité (voir figure 1), un opérateur raccorde le conduit de raccordement 5 comme décrit ci-dessus -9- puis renseigne les moyens commande de la présence d'une batterie à contrôler. Les moyens de commande vont déployer le drone 10 qui commencera à lire le code ou le tag RFID de la batterie. Selon les deux modes de réalisation des moyens de lecture, une fois 5 l'information (du code ou du tag) lue, le procédé de contrôle prévoit les étapes suivantes : - transmettre l'information lue aux moyens de commande, les moyens de commande disposant d'une base de données comprenant une liste de type de batteries connues et une liste de 10 coordonnées de guidage de drone en fonction du type de batteries connues, - comparer l'information lue à la liste de type de batteries connues de la base de données, - identifier un type de batteries connues dans la base de données, 15 - transmettre des coordonnées de guidage en fonction du type de batteries identifié de manière à ce que le drone puisse suivre une trajectoire prédéfinie. Le drone décolle et survole la batterie afin de détecter du gaz traceur 20 émanant éventuellement de la batterie. Le drone permet de détecter d'éventuelles fuites. En référence à la figure 3, le drone 10 décolle de la base de stationnement puis est ensuite guidé le long de la surface extérieure de l'objet à contrôler selon un trajet prédéfini par les coordonnées de guidage 25 en passant des positions successives prédéfinis illustrées par les drones 10a (décollage), 10b et 10c (déploiement REVENDICATIONS1 - Procédé de contrôle de l'étanchéité d'un objet (1) présentant au moins une cavité étanche, dans lequel on utilise un drone (10) comprenant des moyens de commande et des moyens de détection d'obstacles, le procédé comprenant les étapes suivantes : - brancher un conduit de raccordement (5) entre une source d'un gaz traceur (3) et la cavité étanche de l'objet (1) à contrôler, - remplir ladite cavité avec le gaz traceur à une pression supérieure à la pression atmosphérique, - déployer un drone (10) suivant une trajectoire couvrant au moins une partie de la surface extérieure de l'objet à contrôler, ledit drone étant équipé en outre de moyens de détection (26) du gaz traceur. 2 - Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la trajectoire 15 du drone (10) est déterminée en fonction du type d'objet (1). 3 - Procédé selon la revendication 2, et dans lequel l'objet (1) à contrôler comprend un code ou un tag RFID permettant d'identifier le type d'objet, caractérisé par les étapes suivantes : 20 - lire un code ou un tag RFID par des moyens de lecture de l'information du type d'objet, lesdits moyens étant embarqués dans le drone (10) ou bien montés sur une base de stationnement (4) du drone (10), - traiter ladite information par des moyens de commande placés dans 25 le drone (10) ou dans une base de stationnement (4) du drone, ou par un serveur informatique, - identifier le type d'objet (1), - déduire la trajectoire correspondante du drone, - charger les coordonnées de guidage de la trajectoire 30 correspondante. -11- 4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le drone (10) longe et survole au moins 90% de la surface extérieure de l'objet (1) à contrôler. 5 5 - Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, on utilise de l'hydrogène ou de l'hélium comme gaz traceur. 6 - Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'objet (1) à contrôler est une batterie de véhicule. 7 - Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de détection (26) du gaz traceur sont des moyens de mesure de la concentration du gaz traceur. 8 - Installation pour contrôler l'étanchéité des batteries de véhicules, l'installation comprenant : - une source de gaz traceur (3) sous forme comprimée, - un conduit de raccordement (5) agencé pour être relié entre la source de gaz (3) et une cavité de la batterie (1) du véhicule, - un drone (10) comprenant des moyens de commande, des moyens de détection d'obstacles et un capteur de gaz traceur (26), ledit drone (10) étant agencé et configuré pour suivre une trajectoire couvrant au moins une partie de la surface extérieure de la batterie (1) à contrôler, l'installation étant agencée pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 7. 9 - Installation selon la revendication 8, dans laquelle le drone (10) comprend en outre un bras (25) à l'extrémité duquel est disposé le capteur de gaz traceur (26), le bras (25) s'étendant au-delà du périmètre défini par l'ensemble de la voilure du drone (10). 10 - Installation selon la revendication 8 ou 9, comprenant en outre des moyens de lecture d'un code ou d'un tag RFID, embarqués sur le drone ou -12- bien montés sur une base de stationnement du drone, de manière à identifier le type de batterie.