Brevet FR3133795A1 — publié le 20230929

Une architecture ségréguée d’alimentation électrique (1) pour un aéronef comprenant un premier et un deuxième système d’alimentation (S1, S2), une première ligne de reconfiguration (R3) reliant un premier dispositif de commutation (C1) à une deuxième source d’alimentation (B2), le premier système d’alimentation (S1) comprenant un premier dispositif de surveillance (D1) et un capteur (T31), configuré pour mesurer un paramètre de puissance de la première ligne de reconfiguration (R3), le deuxième système d’alimentation (S2) comprenant un deuxième dispositif de surveillance (D2) et un capteur (T32), configuré pour mesurer un paramètre de puissance de la première ligne de reconfiguration (R3), le premier dispositif de surveillance (D1) étant configuré pour détecter un défaut de la première ligne de reconfiguration (R3) par comparaison d’une mesure directe issue du capteur (T31) du premier système d’alimentation (S1) et d’une mesure indirecte issue du capteur (T32) du deuxième système d’alimentation (S2) via une ligne de communication (6). Figure de l’abrégé : Figure 2 Architecture ségréguée d’alimentation électrique pour un aéronef et procédé de détection d’un défaut électrique La présente invention concerne le domaine de la détection de défauts électriques dans une architecture ségréguée d’alimentation électrique pour un aéronef. De manière connue, un aéronef comporte au moins un réseau d’alimentation électrique pour alimenter différentes charges électriques de l’aéronef, en particulier des moteurs électriques pour participer à la propulsion de l’aéronef. Afin de répondre aux besoins croissants en énergie électrique dans un aéronef, il a été proposé d’utiliser un réseau d’alimentation électrique haute tension, par exemple, un réseau haute tension continu connu sous son abréviation anglaise HVDC pour « High Voltage Direct Current ». Pour un réseau électrique haute tension, la surveillance des défauts électriques est primordiale étant donné que la formation d’un arc électrique peut entrainer des dommages dans l’aéronef (défaut de connexion, départ de feu, endommagement structurel et autres). Pour détecter un défaut électrique sur une ligne électrique reliant deux équipements, il est connu d’installer sur la ligne électrique un dispositif de mesure comportant une paire de capteurs disposés aux extrémités de la ligne électrique qui sont reliés par une liaison de données. Cela permet de mesurer une éventuelle différence d’énergie (courant et/ou tension) sur la ligne électrique et donc un éventuel arc électrique (perte d’énergie). De manière préférée, chaque dispositif de mesure est relié à un équipement de coupure électrique afin de stopper l’alimentation électrique en cas de détection d’un défaut. La surveillance de défauts électriques est complexe pour une architecture d’alimentation électrique ségréguée pour un aéronef. Une architecture est dite « ségréguée » lorsqu’elle comporte au moins deux systèmes d’alimentation électrique indépendants qui peuvent prendre le relais l’un de l’autre en cas de défaillance. Cela permet d’assurer l’alimentation électrique des moteurs électrique en cas de dysfonctionnement isolé. En référence à la , il est représenté une architecture ségréguée d’alimentation électrique 100 pour un aéronef selon l’art antérieur comprenant deux systèmes d’alimentation électrique indépendants S1, S2 comprenant chacun : Une source d’alimentation B1, B2, en particulier, une batterie électrique, Un dispositif de commutation C1, C2, relié à la source d’alimentation B1, B2 par une ligne électrique d’alimentation L13, L23, et Deux charges électriques M11, M12, M21, M22, en particulier deux moteurs électriques, reliés au dispositif de commutation C1, C2 par deux lignes électriques de liaison L11, L12, L21, L22. Afin d’assurer la continuité de service en cas de défaillance, le dispositif de commutation C2 du deuxième système d’alimentation S2 est relié à la source d’alimentation B1 du premier système d’alimentation S1 par une première ligne électrique de reconfiguration R3. De manière analogue, le dispositif de commutation C1 du premier système d’alimentation S1 est relié à la source d’alimentation B2 du deuxième système d’alimentation S2 par une deuxième ligne électrique de reconfiguration R4. Les lignes électriques de reconfiguration R3, R4 sont de préférence unidirectionnelles et ne permettent une circulation du courant que dans une seule direction afin d’éviter l’apparition de pannes simultanées. Dans cet exemple, la première ligne électrique de reconfiguration R3 permet d’alimenter les charges électriques M21, M22 du deuxième système S2 à partir de la source d’alimentation B1 du premier système S1. De même, la deuxième ligne électrique de reconfiguration R4 permet d’alimenter les charges électriques M11, M12 du premier système S1 à partir de la source d’alimentation B2 du deuxième système S2. Ainsi, en fonctionnement normal, les sources d’alimentation B1, B2 alimentent les moteurs électriques M11, M12, M21, M22 pour permettre la propulsion de l’aéronef. En cas défaillance d’une source d’alimentation B1, B2, les lignes électriques de reconfiguration R3, R4 permettent d’alimenter l’ensemble des moteurs électriques M11, M12, M21, M22 à partir d’une seule source d’alimentation B1, B2. Afin de détecter des défauts électriques dans une architecture ségréguée d’alimentation électrique, il a été proposé de monter des dispositifs de mesure sur chaque ligne électrique L11, L12, L13, L21, L22, L23, R3, R4 comme illustré à la , ce qui pénalise fortement la masse et l’encombrement compte tenu de la présence des lignes de reconfiguration R3, R4 qui doivent être surveillées indépendamment par chaque système d’alimentation S1, S2 afin de permettre une surveillance optimale. A cet effet, les dispositifs de mesure comportent plusieurs paires de capteurs T31/T32, T41/T42, T111/T112, T121/T122, T211/T212, T221/T222, T43/T44, T131/T132, T231/T232, T33/T34 pour détecter des défauts sur chacune des lignes électriques L11, L12, L13, L21, L22, L23, R3, R4. Chaque ligne de reconfiguration R3, R4 comporte notamment deux paires de capteurs. Le nombre de paires de capteurs est très élevé, ce qui augmente l’encombrement, le coût et la complexité d’une architecture ségréguée d’alimentation électrique. L’invention vise ainsi à éliminer au moins certains de ces inconvénients. PRESENTATION DE L’INVENTION L’invention concerne une architecture ségréguée d’alimentation électrique (1) pour un aéronef comprenant : Un premier système d’alimentation comprenant : au moins une première source d’alimentation, au moins un premier dispositif de commutation, relié à la première source d’alimentation par une ligne électrique d’alimentation, au moins deux premières charges électriques reliées respectivement au premier dispositif de commutation par deux lignes électriques de liaison, Un deuxième système d’alimentation comprenant : au moins une deuxième source d’alimentation, au moins un deuxième dispositif de commutation, relié à la deuxième source d’alimentation par une deuxième ligne électrique d’alimentation, au moins deux deuxième charges électriques reliées respectivement au deuxième dispositif de commutation par deux lignes électriques de liaison, une première ligne de reconfiguration reliant le deuxième dispositif de commutation à la première source d’alimentation L’architecture est remarquable par le fait que : le premier système d’alimentation comprend un premier dispositif de surveillance et un capteur, configuré pour mesurer un paramètre de puissance de la première ligne de reconfiguration, relié au premier dispositif de surveillance, le deuxième système d’alimentation comprend un deuxième dispositif de surveillance et un capteur, configuré pour mesurer un paramètre de puissance de la première ligne de reconfiguration, relié au deuxième dispositif de surveillance, et une ligne de communication reliant le premier dispositif de surveillance au deuxième dispositif de surveillance, le premier dispositif de surveillance étant configuré pour détecter un défaut de la première ligne de reconfiguration par comparaison d’une mesure directe issue du capteur du premier système d’alimentation et d’une mesure indirecte issue du capteur du deuxième système d’alimentation via la ligne de communication. Grâce à l’invention, les deux systèmes d’alimentation demeurent indépendants les uns des autres et le nombre de capteurs pour détecter un défaut sur la première ligne de reconfiguration peut être avantageusement diminué. L’approche de l’art antérieur « point à point » est avantageusement remplacée par une approche « multipoint » qui permet à un dispositif de surveillance de former différentes paires à partir de mêmes capteurs. La présence d’une ligne de communication permet par ailleurs d’obtenir des synergies entre les capteurs des deux systèmes d’alimentation. De manière préférée, la première ligne de reconfiguration est reliée à la première ligne électrique d’alimentation selon un premier nœud d’interconnexion et à la deuxième ligne électrique d’alimentation selon un deuxième nœud d’interconnexion. Au moins un capteur est monté entre les deux nœuds d’interconnexion afin de permettre de tester la présence d’un défaut de manière pratique sur la première ligne de reconfiguration. De préférence, un ou deux capteurs sont montés entre les deux nœuds d’interconnexion. Selon un aspect, l’architecture comprend au moins une deuxième ligne de reconfiguration reliant le premier dispositif de commutation à la deuxième source d’alimentation. Cela permet de permettre de former plusieurs voies de reconfiguration si l’une ou l’autre des sources d’alimentation n’est pas opérationnelle. De manière préférée, les lignes de reconfiguration sont unidirectionnelles de manière à permettre des reconfigurations asymétriques qui limitent le risque de panne. De préférence, la deuxième ligne de reconfiguration est reliée à la première ligne électrique d’alimentation selon un premier nœud d’interconnexion et à la deuxième ligne électrique d’alimentation selon un deuxième nœud d’interconnexion. Au moins un capteur est monté entre les deux nœuds d’interconnexion afin de permettre de tester la présence d’un défaut de manière pratique sur la deuxième ligne de reconfiguration. De préférence, un ou deux capteurs sont montés entre les deux nœuds d’interconnexion. De manière préférée, la première ligne électrique d’alimentation définit une portion intermédiaire entre les deux nœuds d’interconnexion des lignes de reconfiguration, une portion amont entre la portion intermédiaire et la première source d’alimentation et une portion aval entre la portion intermédiaire et le premier dispositif de commutation. De préférence, la portion intermédiaire est dépourvue de capteur. De préférence, la portion amont comporte un capteur pour détecter un défaut de la première ligne électrique d’alimentation. De manière préférée, dans le premier système d’alimentation, au moins un capteur est monté entre un nœud d’interconnexion de la première ligne d’alimentation et le premier dispositif de commutation. Cela permet d’utiliser le capteur pour tester la première ligne d’alimentation et une ligne de reconfiguration. Selon un aspect de l’invention, le premier système d’alimentation comportant un ensemble d’interrupteurs définissant l’état de reconfiguration du premier système d’alimentation, le premier dispositif de surveillance est configuré pour détecter un défaut de la première ligne de reconfiguration en fonction de l’état de reconfiguration du premier système d’alimentation. De manière préférée, un unique capteur est monté entre les deux nœuds d’interconnexion de la première ligne de reconfiguration. De préférence, le deuxième système d’alimentation comportant un ensemble d’interrupteurs définissant l’état de reconfiguration du deuxième système d’alimentation, le deuxième dispositif de surveillance est configuré pour détecter un défaut de la deuxième ligne de reconfiguration en fonction de l’état de reconfiguration du deuxième système d’alimentation. De manière préférée, un unique capteur est monté entre les deux nœuds d’interconnexion de la première ligne de reconfiguration. La connaissance de l’état de configuration permet avantageusement à un dispositif de surveillance de connaître les paires de capteurs à associer pour déterminer le défaut d’une ligne électrique qui est en cours d’utilisation. Cela permet de réduire de manière importante le nombre de capteurs. Selon un aspect, l’architecture comprend, sur au moins une ligne électrique de liaison d’une première charge électrique, deux capteurs configurés pour déterminer ensemble un défaut sur la ligne électrique de liaison. Le premier dispositif de surveillance est relié auxdits deux capteurs de la ligne électrique de liaison afin de déterminer la présence d’un défaut. De préférence, la première source d’alimentation et/ou la deuxième source d’alimentation sont des sources de tension continue, de préférence, ayant une tension supérieure à 540V. De manière préférée, la première source d’alimentation et/ou la deuxième source d’alimentation sont des batteries électriques. De préférence, les premières charges électriques et/ou les deuxièmes charges électriques sont des moteurs électriques, de préférence, des moteurs de propulsion de l’aéronef. L’invention concerne également un aéronef comprenant une architecture ségréguée d’alimentation électrique telle que présentée précédemment. L’invention concerne aussi un procédé de détection d’un défaut électrique dans une architecture ségréguée d’alimentation électrique telle que présentée précédemment, le procédé de détection comportant une étape consistant à détecter un défaut de la première ligne de reconfiguration par comparaison d’une mesure directe issue du capteur du premier système d’alimentation et d’une mesure indirecte issue du capteur du deuxième système d’alimentation via la ligne de communication. PRESENTATION DES FIGURES L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d’exemple, et se référant aux figures suivantes, données à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquelles des références identiques sont données à des objets semblables. La est une représentation schématique d’une architecture ségréguée d’alimentation électrique selon l’art antérieur, La est une représentation schématique d’une architecture ségréguée d’alimentation électrique selon une première forme de réalisation de l’invention, La est une représentation schématique d’une architecture ségréguée d’alimentation électrique selon une deuxième forme de réalisation de l’invention. La est une représentation schématique d’une mise en œuvre de l’architecture ségréguée d’alimentation électrique de la en l’absence de dysfonctionnement. La est une représentation schématique d’une mise en œuvre de l’architecture ségréguée d’alimentation électrique de la en cas de dysfonctionnement de la première source d’alimentation. Il faut noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant. Architecture ségréguée d’alimentation électrique (1) pour un aéronef comprenant : Un premier système d’alimentation (S1) comprenant : au moins une première source d’alimentation (B1), au moins un premier dispositif de commutation (C1), relié à la première source d’alimentation (B1) par une ligne électrique d’alimentation (L13), au moins deux premières charges électriques (M11, M12) reliées respectivement au premier dispositif de commutation (C1) par deux lignes électriques de liaison (L11, L12), Un deuxième système d’alimentation (S2) comprenant : au moins une deuxième source d’alimentation (B2), au moins un deuxième dispositif de commutation (C2), relié à la deuxième source d’alimentation (B2) par une deuxième ligne électrique d’alimentation (L23), au moins deux deuxièmes charges électriques (M21, M22) reliées respectivement au deuxième dispositif de commutation (C2) par deux lignes électriques de liaison (L21, L22), une première ligne de reconfiguration (R3) reliant le deuxième dispositif de commutation (C2) à la première source d’alimentation (B1), architecture caractérisée par le fait que: le premier système d’alimentation (S1) comprend un premier dispositif de surveillance (D1) et un capteur (T31), configuré pour mesurer un paramètre de puissance de la première ligne de reconfiguration (R3), relié au premier dispositif de surveillance (D1), le deuxième système d’alimentation (S2) comprend un deuxième dispositif de surveillance (D2) et un capteur (T32), configuré pour mesurer un paramètre de puissance de la première ligne de reconfiguration (R3), relié au deuxième dispositif de surveillance (D2), et une ligne de communication (6) reliant le premier dispositif de surveillance (D1) au deuxième dispositif de surveillance (D2), le premier dispositif de surveillance (D1, D2) étant configuré pour détecter un défaut de la première ligne de reconfiguration (R3) par comparaison d’une mesure directe issue du capteur (T31) du premier système d’alimentation (S1) et d’une mesure indirecte issue du capteur (T32) du deuxième système d’alimentation (S2) via la ligne de communication (6). Architecture selon la revendication 1, dans laquelle la première ligne de reconfiguration (R3) est reliée à la première ligne électrique d’alimentation (L13) selon un premier nœud d’interconnexion (V1) et à la deuxième ligne électrique d’alimentation (L23) selon un deuxième nœud d’interconnexion (V2), au moins un capteur (T31, T32) étant monté entre les deux nœuds d’interconnexion (V1, V2). Architecture selon la revendication 2, comprenant une deuxième ligne de reconfiguration (R4) reliant le premier dispositif de commutation (C1) à la deuxième source d’alimentation (B2). Architecture selon la revendication 3, dans laquelle la ligne de reconfiguration (R4) est reliée à la première ligne électrique d’alimentation (L23) selon un premier nœud d’interconnexion (W1) et à la deuxième ligne électrique d’alimentation (L23) selon un deuxième nœud d’interconnexion (W2), au moins un capteur (T33, T34) est monté entre les deux nœuds d’interconnexion (W1, W2). Architecture selon la revendication 3, dans laquelle la première ligne électrique d’alimentation (L13) définissant une portion intermédiaire (I1) entre les deux nœuds d’interconnexion (V1, W1) des lignes de reconfiguration (R3, R4), une portion amont entre la portion intermédiaire (I1) et la première source d’alimentation (S1) et une portion aval entre la portion intermédiaire (I1) et le premier dispositif de commutation (C1). Architecture selon la revendication 5, dans laquelle la portion amont comporte un capteur (T132) pour détecter un défaut de la première ligne électrique d’alimentation (L13). Architecture selon l’une des revendications 2 à 6, dans laquelle, dans le premier système d’alimentation (S1), au moins un capteur (T31, T32) est monté entre un nœud d’interconnexion (V1, W1) de la première ligne d’alimentation (L13) et le premier dispositif de commutation (C1, C2). Architecture selon l’une des revendications 1 à 7, dans laquelle le premier système d’alimentation (S1) comportant un ensemble d’interrupteurs (Q1-Q3) définissant l’état de reconfiguration (E1) du premier système d’alimentation (S1), le premier dispositif de surveillance (D1) est configuré pour détecter un défaut de la première ligne de reconfiguration (R3) en fonction de l’état de reconfiguration (E1) du premier système d’alimentation (S1). Architecture selon la revendication 2 , dans laquelle un unique capteur (T31) est monté entre les deux nœuds d’interconnexion (V1, V2) de la première ligne de reconfiguration (R3). Architecture selon l’une des revendications 1 à 9, dans laquelle le deuxième système d’alimentation (S2) comportant un ensemble d’interrupteurs (K1-K3) définissant l’état de reconfiguration (E2) du deuxième système d’alimentation (S2), le deuxième dispositif de surveillance (D2) est configuré pour détecter un défaut de la deuxième ligne de reconfiguration (R4) en fonction de l’état de reconfiguration (E2) du deuxième système d’alimentation (S2). Architecture selon l’une des revendications 1 à 10, comprenant, sur au moins une ligne électrique de liaison (L11, L12) d’une première charge électrique (M11, M21), deux capteurs (T111/T112, T121/T122) configurés pour déterminer ensemble un défaut sur la ligne électrique de liaison (L11, L12), le premier dispositif de surveillance (D1) étant relié auxdits deux capteurs (T111/T112, T121/T122) de la ligne électrique de liaison (L11, L12). Architecture selon l’une des revendications 1 à 11, dans laquelle la première source d’alimentation (B1) et/ou la deuxième source d’alimentation (B2) sont des sources de tension continue, de préférence, ayant une tension supérieure à 540V. Architecture selon l’une des revendications 1 à 12, dans laquelle les premières charges électriques (M11, M12) et/ou les deuxièmes charges électriques (M21, M22) sont des moteurs électriques, de préférence, des moteurs de propulsion de l’aéronef. Aéronef comprenant une architecture ségréguée d’alimentation électrique (1) selon l’une des revendications 1 à 13. Procédé de détection d’un défaut électrique dans une architecture ségréguée d’alimentation électrique (1) selon l’une des revendications 1 à 13, le procédé de détection comportant une étape consistant à détecter un défaut de la première ligne de reconfiguration (R3) par comparaison d’une mesure directe issue du capteur (T31) du premier système d’alimentation (S1) et d’une mesure indirecte issue du capteur (T32) du deuxième système d’alimentation (S2) via la ligne de communication (6).