Brevet FR3132083A1 — publié le 20230728

Ce procédé de gestion d’équipements installés dans une nacelle (1) de turbomachine (2), les équipements étant munis de radio-étiquettes et la turbomachine (2) étant équipée d’un lecteur de radio-identification (8) et d’au moins deux antennes (3) de retournement temporel, comprend les étapes suivantes : cartographie du champ électromagnétique à l’intérieur de la nacelle (1) fermée mise en correspondance entre la position connue des équipements et les caractéristiques électromagnétiques de leurs radio-étiquettes respectives réalisation d’un inventaire en focalisant des ondes par retournement temporel Figure pour l’abrégé : Fig 2 Procédé de gestion d’équipements de turbomachine par lecteur embarqué de type radio-identification L’invention se situe dans le domaine de la maintenance, en particulier des aéronefs et, plus précisément, dans le domaine du suivi des pièces montées dans une turbomachine. Elle concerne plus particulièrement un procédé et un système de contrôle de pièces permettant l’inventaire des pièces et équipements qui peuvent être remplacés sur site, connus également par l’acronyme anglo-saxon LRU (Line Replaceable Unit). Techniques antérieures Les compagnies aériennes ont l’obligation réglementaire de maîtriser la configuration des moteurs des aéronefs qu’ils exploitent, ainsi que leur maintenance. La mise à jour des documents relatifs aux pièces montées sur le moteur est manuelle et réalisée par plusieurs opérateurs de maintenance indépendants. Le renseignement du remplacement d’un équipement dans le livret du moteur peut être effectif après un délai de plusieurs jours. Lorsque des visites de maintenance sont programmées en atelier, il est habituel d’observer, lors d’une phase d’inventaire préalable, que des équipements de la turbomachine ou de la nacelle ont été retirées du moteur avant l’arrivée en atelier et de constater que ces modifications n’ont pas été inscrites dans le livret de maintenance. Il est ainsi nécessaire de faire l’inventaire des équipements réellement montés sur la turbomachine, de le comparer avec la liste des pièces communiquée et de remonter toutes les non-conformités. Une solution connue pour effectuer des inventaires utilise la radio-identification ou RFID en acronyme anglo-saxon pour « radio frequency identification ». Dans le cadre des inventaires, la technologie RFID permet d’identifier environ une centaine d’articles par seconde, sans avoir à les localiser et à les sélectionner individuellement, contrairement à la technologie du code-barre (unidimensionnel ou bidimensionnel). L’inventaire par RFID nécessite toutefois de s’assurer que l’ensemble des radio-étiquettes ayant répondu appartiennent aux articles dont on souhaite faire l’inventaire. Pour localiser des radio-étiquettes, on utilise généralement des balises, constituées par des radio-étiquettes ayant une position connue, à partir desquelles on estime la position des autres radio-étiquettes par triangulation, trilatération ou multilatération. Néanmoins, ces méthodes de localisation ne sont pas adaptées à la localisation en trois dimensions dans un espace confiné tel qu’une turbomachine, qui présente un milieu hétérogène et des conditions de propagation des ondes en multi-trajets. Lorsque l’on réalise un inventaire des équipements ou pièces du moteur par RFID, on souhaite filtrer les éléments à inventorier et écarter les éléments qui ne doivent pas être compris dans l’inventaire. Pour y parvenir, on utilise les données stockées dans la mémoire des radio-étiquettes. Classiquement les radio-étiquettes ont une mémoire segmentée en quatre blocs logiques représentés schématiquement dans la , à savoir : le bloc M00 qui est réservé aux données de sécurité, le bloc M01 appelé « EPC » pour « electronic product code » en anglais qui contient un identifiant unique, le bloc M10 appelé « TID » pour « tag identifier » en vocable anglo-saxon, qui est protégé en écriture et qui contient des données sur le fabricant de la radio-étiquette (fabricant, modèle, numéro de série), le bloc M11 correspondant à la zone mémoire utilisateur ou « USER » en anglais. On peut filtrer les radio-étiquettes en fonction des informations inscrites dans un des blocs mémoire « EPC », « TID » ou « USER ». Par exemple, si l’on souhaite identifier uniquement les radio-étiquettes du « Moteur 102 » il faut qu’un des blocs mémoire « EPC », « TID » ou « USER » contienne l’information « Moteur 102 », afin de conserver uniquement les étiquettes inventoriées du moteur identifié. Lorsque l’équipement est amené à être monté sur un autre moteur, il faudra s’assurer que cette information est bien mise à jour dans la zone mémoire correspondante. Ce n’est pas possible pour le bloc « TID », protégé en écriture, mais reste envisageable pour les deux autres blocs mémoire, avec une préférence pour le bloc « USER » dont la taille est plus grande. Toutefois, ces méthodes connues nécessitent d’avoir une maîtrise parfaite des informations préalablement inscrites dans la zone mémoire des radio-étiquettes et de mettre à jour sans erreur ces informations. Les opérations de maintenance réalisées rapidement sur le site d’opération (ou « sous aile » dans le jargon) ou en atelier par des prestataires n’offrent pas une sécurité suffisante quant à la robustesse demandée des mises à jour à effectuer. De plus, la lecture du bloc « USER » nécessite au préalable la lecture du bloc « EPC » afin de permettre l’identification de la radio-étiquette. Cette lecture supplémentaire augmente la durée de l’inventaire, d’autant plus lorsqu’il est nécessaire de communiquer individuellement avec chacune des radio-étiquettes à inventorier. Au vu de ce qui précède, l’invention a pour objectif de pallier les inconvénients précités et de fiabiliser l’identification par radio-étiquette. L’invention a pour objet un procédé de gestion d’équipements installés dans une nacelle de turbomachine, les équipements étant munis de radio-étiquettes et la turbomachine étant équipée d’un lecteur de radio-identification et d’au moins deux antennes de retournement temporel. Le procédé est caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : cartographie du champ électromagnétique à l’intérieur de la nacelle fermée ; mise en correspondance entre la position connue des équipements et les caractéristiques électromagnétiques de leurs radio-étiquettes respectives ; et réalisation d’un inventaire en focalisant des ondes par retournement temporel. Avantageusement, le procédé comprend une étape de détection de la fermeture de la nacelle. Avantageusement, le procédé comprend une étape de réalisation d’un inventaire sans focalisation des ondes par retournement temporel. De préférence, chaque équipement est muni d’une seule radio-étiquette. De préférence, le lecteur de radio-identification a une puissance maximale de 2W. Avantageusement, le lecteur de radio-identification permet de configurer les antennes de retournement temporel. Avantageusement, le lecteur de radio-identification est muni de moyens de calcul et contrôle pilotés par une intelligence embarquée de type algorithmique ou intelligence artificielle. De préférence, les fentes d’aération présentes dans la nacelle ont des dimensions inférieures au quart de la longueur d’onde utilisée par le lecteur de radio-identification. Avantageusement, la nacelle est munie d’un dispositif permettant de détecter si la nacelle est ouverte ou fermée et configuré pour communiquer avec le lecteur de radio-identification. De préférence, les radio-étiquettes sont passives et alimentées par ondes radio générées par le lecteur de radio-identification dans la bande de fréquences UHF (860 à 960 MHz). Selon un autre aspect, l’invention a pour objet un système de gestion d’équipements installés dans une nacelle d’une turbomachine, les équipements étant munis de radio-étiquettes et la turbomachine étant équipée d’un lecteur de radio-identification et d’au moins deux antennes de retournement temporel. Le système de gestion est caractérisé en ce qu’il comprend des moyens de cartographie du champ électromagnétique à l’intérieur de la nacelle fermée, des moyens de correspondance entre la position connue des équipements et les caractéristiques électromagnétiques de leurs radio-étiquettes respectives, et des moyens de réalisation d’un inventaire en focalisant des ondes par retournement temporel. Avantageusement, le système de gestion comprend des moyens de détection de la fermeture de la nacelle. Avantageusement, le système de gestion comprend des moyens de réalisation d’un inventaire sans focalisation des ondes par retournement temporel. Selon un autre aspect, l’invention a pour objet une turbomachine comportant des équipements munis de radio-étiquettes et équipée d’un lecteur de radio-identification et d’au moins deux antennes de retournement temporel, caractérisée en ce qu’elle comprend un système de gestion tel que défini ci-dessus. L’invention a encore pour objet un aéronef comprenant une turbomachine telle que définie ci-dessus. D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : , dont il a déjà été fait mention, représente de manière schématique la segmentation classique de la mémoire des radio-étiquettes ; illustre schématiquement une vue en coupe d’une nacelle de turbomachine d’aéronef ; représente un organigramme d’un procédé d’inventorisation selon l’invention ; illustre schématiquement la phase d’enregistrement du procédé de retournement temporel ; représente schématiquement une table de correspondance entre un signal reçu et l’étiquette émettrice ; représente schématiquement une table de correspondance obtenue en fin de l’étape 2 selon l’invention ; représente l’organigramme de création de la table de correspondance de référence selon l’invention ; illustre schématiquement la phase de ré-émission du procédé de retournement temporel ; illustre schématiquement les caractéristiques d’un premier signal S1 quelconque et celles d’un deuxième signal S2 qui est retourné temporellement par rapport au premier ; illustre un organigramme d’une demande d’inventaire avec focalisation par retournement temporel selon l’invention ; et illustre un organigramme d’une demande d’inventaire sans focalisation par retournement temporel, selon l’invention. Exposé détaillé d’au moins un mode de réalisation Sur la on a représenté schématiquement une vue en coupe d’une nacelle 1 de turbomachine 2 d’aéronef, qui comprend deux antennes 3 à retournement temporel reliées à une unité centrale 4. Le retournement temporel est une technique permettant de focaliser spatialement et temporellement une onde à partir du signal reçu en différents points du milieu. Cette technique est applicable à tout type d’onde quelle que soit sa bande de fréquence, autrement dit elle est utilisable pour des ondes radio dans la plage de fréquences « ultra haute fréquence » ou UHF, situées entre 860 et 930 MHz. Il est à noter que la technique de retournement temporel fonctionne d’autant mieux dans un milieu clos réverbérant, dans lequel les ondes réfléchissent et se diffusent en de multiples trajets. A l’intérieur de la nacelle, on a représenté des équipements montés sur la turbomachine 2, tels que E1, E2 ou E3 munis chacun d’une radio-étiquette individuelle. L’unité centrale 4 comprend des moyens de calcul 5, des moyens de mesure 6 et des moyens de contrôle 7. L’unité centrale 4 est reliée également à un lecteur de radio-identification 8. On va maintenant décrire en référence à la un procédé d’inventorisation 10 permettant de réaliser l’inventaire des équipements montés sur une turbomachine 2. Un tel procédé est notamment mis en œuvre par l’unité centrale 4. Le procédé 10 débute par une étape 1 au cours de laquelle l’unité centrale 4 effectue une cartographie du champ électromagnétique à l’intérieur de la nacelle 1 de la turbomachine 2. La cartographie consiste à enregistrer la réponse d’un signal radio à différentes positions de la turbomachine 2 à l’aide des antennes 3 et du lecteur de radio-identification 8. Ce procédé permet de caractériser le champ électromagnétique dans le milieu de propagation des ondes. Le principe du retournement temporel permet alors de renvoyer vers sa source une onde qui a été émise dans le milieu. Cette méthode est particulièrement pratique dans le sens où l’antenne peut communiquer avec les sources émettrices situées aux points de focalisation obtenus par retournement temporel. La illustre schématiquement la phase d’enregistrement préalable au retournement temporel et qui est utilisée dans l’étape 1. Une source située à l’intérieur d’une cavité émet des ondes à travers un milieu non dissipatif. La propagation des ondes est perturbée par les zones d’hétérogénéité présentes dans le milieu. Des transducteurs placés sur le bord, tout autour de la cavité, enregistrent les signaux incidents. Avec au moins deux antennes 3 et plusieurs radio-étiquettes, on peut cartographier les réponses des signaux émis à différentes positions non connues de la turbomachine. Dans le cas du procédé d’inventorisation 10, les radio-étiquettes sont disposées à des endroits connus du moteur. Cette cartographie permet de bâtir une table de correspondance entre un signal reçu et l’étiquette émettrice, représentée schématiquement dans la . Lors de l’étape 2 suivante, on établit une correspondance entre la position connue des équipements et les caractéristiques électromagnétiques d’identification des radio-étiquettes dont ils sont munis. Cette étape 2 consiste à élaborer une table de données qui associe les caractéristiques des réponses des signaux émis depuis une position connue des radio-étiquettes, aux identifiants des radio-étiquettes et aux équipements correspondants. La montre un exemple d’une table de données de ce type. La présente l’organigramme de création de la table de correspondance de référence. Au cours d’une étape préalable, des équipements munis de radio-étiquettes sont installés dans une turbomachine 2. A l’étape 1 suivante, on cartographie le champ électromagnétique de la turbomachine 2, avec la nacelle 1 fermée. Lors de l’étape 2 qui suit, on effectue la correspondance entre la position connue des équipements et les caractéristiques électromagnétiques des radio-étiquettes correspondantes. L’organigramme se termine avec la création d’une table de correspondance de référence. La table de correspondance permet d’optimiser l’inventaire des équipements, car le procédé permet de mettre un évidence un remplacement non signalé d’équipement. Par exemple, si l’équipement E1 muni d’une radio-étiquette RFID 20 est remplacé par un autre équipement muni d’une autre radio-étiquette RFID 23, cette dernière (RFID 23) va émettre un signal ayant les mêmes caractéristiques que la radio-étiquette RFID 20, à condition que les deux radio-étiquettes se trouvent au même point de focalisation. Lors de l’étape 3 suivante, l’unité centrale 4 vérifie la fermeture de la nacelle et l’arrêt de la turbomachine 2. Dans une variante de réalisation, l’unité centrale 4 utilise un capteur (non représenté) de proximité, de préférence sans contact physique, à l’aide d’ondes acoustiques, lumineuses, infrarouges ou radioélectriques, permettant de vérifier que les capots de la nacelle sont bien fermés et verrouillés ensemble. Le capteur est configuré pour communiquer au lecteur de radio-identification 8, l’état d’ouverture / fermeture de la nacelle. Dans une autre variante de réalisation, on dispose une ou plusieurs radio-étiquettes de référence, destinées à rester à demeure sur la turbomachine 2. Le lecteur de radio-identification 8 connaît les identifiants et les caractéristiques des signaux de ces radio-étiquettes relevés lorsque la nacelle est fermée. Avant chaque inventaire, le lecteur de radio-identification 8 fait une requête de lecture uniquement vers ces radio-étiquettes. Si le signal émis par ces radio-étiquettes ne correspond pas aux caractéristiques des signaux relevés avec la nacelle fermée, on considère que la nacelle est ouverte. Réciproquement, si les signaux incidents correspondent aux signaux relevés avec la nacelle fermée, le procédé passe à l’étape 4 suivante. L’arrêt de la turbomachine 2 est vérifié par le lecteur de radio-identification 8 à l’aide d’un capteur de vibration de type piézo-électrique en comparant la valeur mesurée à une valeur seuil prédéterminée. L’étape 4 permet de réaliser l’inventaire des équipements de la turbomachine 2 en focalisant par retournement temporel les ondes enregistrées à l’Etape 1. Cette étape consiste à émettre le signal identifié en étape 1, en effectuant un retournement temporel, pour renvoyer un signal dans la direction de la radio-étiquette correspondante. Le procédé de retournement temporel permet de renvoyer le signal inversé à sa source, même si l’on ne connaît pas sa position de provenance. L’étape 2 permet ainsi d’identifier la position de la source. L’étape 4 a pour avantage d’envoyer des ondes radiofréquences uniquement en direction des équipements LRU que l’on souhaite inventorier, ce qui permet de réduire la puissance rayonnée ou d’améliorer la détection des radio-étiquettes, à puissance rayonnée égale. En dehors des gains d’énergie, l’étape 4 permet notamment de diminuer le temps nécessaire de l’inventaire car le procédé limite l’inventaire aux équipements concernés. La illustre schématiquement la phase de ré-émission par retournement temporel utilisée dans l’étape 4. Les transducteurs placés sur le bord, tout autour de la cavité, émettent les signaux incidents enregistrés à l’étape 1 en les inversant temporellement. Les ondes ainsi émises se propagent à travers le milieu et focalisent, in fine , à l’endroit de la source initiale. La illustre schématiquement un premier signal S1 enregistré à l’étape 1 et un second signal S2 qui est obtenu à l’étape 4, en retournant temporellement le signal S1. La illustre un organigramme d’une demande d’inventaire avec focalisation par retournement temporel. Lors de la réception d’une demande de réalisation d’inventaire, le procédé effectue l’étape 3 de vérification de la fermeture de la nacelle 1. Si les moyens de détection de la fermeture de la nacelle 1 indiquent que la nacelle 1 est ouverte, la demande d’inventaire est mise en attente. Si les moyens de détection de la fermeture de la nacelle 1 indiquent que la nacelle 1 est fermée, le procédé passe à l’étape 4 de réalisation d’inventaire en focalisant les ondes après la table de correspondance. Lors de l’étape 4, si le signal retourné temporellement ne détecte pas de radio-étiquette, on considère que la radio-étiquette est manquante et le lecteur de radio-identification 8 affiche un message d’alerte. Lors de l’étape 4, si la radio-étiquette détectée ne correspond pas à la table de correspondance, on considère que l’équipement a été remplacé par un autre équipement et le lecteur de radio-identification 8 affiche un message d’alerte. Lors de l’étape 4, si la radio-étiquette détectée correspond à la table de correspondance, on considère que l’équipement correspondant est correctement installé dans la turbomachine 2. Lors de l’étape 5 suivante, on réalise un inventaire sans faire de focalisation par retournement temporel, afin de détecter d’éventuels équipements non-signalés, présents dans la configuration de la turbomachine 2. Les radio-étiquettes des équipements non-signalés émettent des signaux ayant des caractéristiques pouvant être comparées avec celles des signaux répertoriés dans la table de correspondance afin d’estimer la localisation des radio-étiquettes non-répertoriées. L’inventaire sans focalisation par retournement temporel permet également de détecter des anomalies ou des oublis dans le changement des radio-étiquettes. La illustre un organigramme d’une demande d’inventaire sans focalisation par retournement temporel. Si aucune radio-étiquette n’est détectée, au cours de l’étape 5 de réalisation d’inventaire sans focalisation par retournement temporel, on considère qu’il n’y a pas d’anomalie. Dans le cas où l’on détecte une radio-étiquette connue mais qui n’est pas censée être présente dans la turbomachine 2, on considère qu’il y a une anomalie et le lecteur de radio-identification 8 affiche un message d’alerte. Dans le cas où l’on détecte une radio-étiquette inconnue, on estime sa position dans la turbomachine 2, en comparant les caractéristiques de son signal électromagnétique et celles des signaux similaires de la table de correspondance et le lecteur de radio-identification 8 affiche un message d’alerte concernant la position estimée de la radio-étiquette inconnue. Le procédé d’inventorisation 10 permet également de fiabiliser l’exploitation des informations de performance des équipements qui sont stockées dans la mémoire des radio-étiquettes correspondantes, en garantissant que les données capturées à distance par le lecteur de radio-identification 8 sont bien celles de l’équipement considéré. Procédé de gestion d’équipements installés dans une nacelle (1) de turbomachine (2), les équipements étant munis de radio-étiquettes et la turbomachine (2) étant équipée d’un lecteur de radio-identification (8) et d’au moins deux antennes (3) de retournement temporel, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : cartographie du champ électromagnétique à l’intérieur de la nacelle (1) fermée mise en correspondance entre la position connue des équipements et les caractéristiques électromagnétiques de leurs radio-étiquettes respectives réalisation d’un inventaire en focalisant des ondes par retournement temporel. Procédé selon la revendication 1, comprenant une étape de détection de la fermeture de la nacelle (1). Procédé selon la revendication 1, comprenant une étape de réalisation d’un inventaire sans focalisation des ondes par retournement temporel. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel chaque équipement est muni d’une seule radio-étiquette. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le lecteur de radio-identification (8) a une puissance maximale de 2W. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le lecteur de radio-identification (8) permet de configurer les antennes (3) de retournement temporel. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le lecteur de radio-identification (8) est muni de moyens de calcul et contrôle pilotés par une intelligence embarquée de type algorithmique ou intelligence artificielle. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel les fentes d’aération présentes dans la nacelle (1) ont des dimensions inférieures au quart de la longueur d’onde utilisée par le lecteur de radio-identification (8). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la nacelle (1) est munie d’un dispositif permettant de détecter si la nacelle (1) est ouverte ou fermée et configuré pour communiquer avec le lecteur de radio-identification (8). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans laquelle les radio-étiquettes sont passives et alimentées par ondes radio générées par le lecteur de radio-identification (8) dans la bande de fréquences UHF (860 à 960 MHz). Système de gestion d’équipements installés dans une nacelle (1) d’une turbomachine (2), les équipements étant munis de radio-étiquettes et la turbomachine (2) étant équipée d’un lecteur de radio-identification (8) et d’au moins deux antennes (3) de retournement temporel, caractérisé en ce qu’il comprend : des moyens de cartographie du champ électromagnétique à l’intérieur de la nacelle (1) fermée ; des moyens de correspondance entre la position connue des équipements et les caractéristiques électromagnétiques de leurs radio-étiquettes respectives ; des moyens de réalisation d’un inventaire en focalisant des ondes par retournement temporel. Système selon la revendication 11, comprenant des moyens de détection de la fermeture de la nacelle (1). Système selon la revendication 11, comprenant des moyens de réalisation d’un inventaire sans focalisation des ondes par retournement temporel. Turbomachine (2) comportant des équipements munis de radio-étiquettes et équipée d’un lecteur de radio-identification (8) et d’au moins deux antennes (3) de retournement temporel, caractérisée en ce qu’elle comprend un système de gestion selon l’une quelconque des revendications 11 à 13. Aéronef comprenant une turbomachine (2) selon la revendication 14.