Brevet FR3151662A1 — publié le 20250131

Procédé de détermination de l’état de vieillissement d’un lubrifiant La présente invention concerne un procédé de détermination de l’état de vieillissement d’un lubrifiant, comprenant : une phase de construction d’une base de données d’entraînement (BD) à partir de différents lubrifiants, une phase d’entraînement d’un modèle (M) en fonction de la base de données d’entraînement (BD) de sorte à obtenir un modèle entraîné (M’) pour déterminer des données d’analyse physico-chimique d’un lubrifiant en fonction de mesures des caractéristiques d’intérêt du lubrifiant, une phase d’exploitation du modèle entraîné (M’) pour un lubrifiant cible, comprenant : la réception de mesures de caractéristiques d’intérêt du lubrifiant cible, les mesures ayant été acquises par un capteur (C), la détermination par le modèle entraîné (M’) de données d’analyse physico-chimique du lubrifiant cible, une phase de détermination de l’état de vieillissement du lubrifiant cible en fonction des données d’analyse physico-chimique déterminées. Figure pour l'abrégé : 3 Procédé de détermination de l’état de vieillissement d’un lubrifiant La présente invention concerne un procédé de détermination de l’état de vieillissement d’un lubrifiant. La présente invention concerne aussi un produit programme d’ordinateur associé. Les lubrifiants sont utilisés dans l’industrie pour de nombreuses applications, notamment dans les secteurs de l’agriculture, de la construction, et de l’automobile. Afin de s’assurer du bon fonctionnement d’un lubrifiant, il est courant de procéder à des analyses physico-chimiques sur le lubrifiant pour obtenir des données d’analyse. Une telle analyse permet de déterminer l’état de vieillissement du lubrifiant, notamment si le lubrifiant conserve ses propriétés intrinsèques indispensables à une bonne lubrification, et si la machine est en bon état de fonctionnement, sans usure mécanique excessive. Néanmoins, la réalisation de ces analyses est consommatrice de temps, et la fiabilité des résultats peut être altérée par les multiples manipulations qu’elles comportent (contamination lors de la prise d’échantillon, erreurs possibles lors de l’analyse, erreur possible dans la rédaction du rapport d’analyse, etc.). Il existe donc un besoin pour un outil permettant de déterminer de manière simplifiée et fiable l’état de vieillissement d’un lubrifiant. A cet effet, la présente description a pour objet un procédé de détermination de l’état de vieillissement d’un lubrifiant, le procédé étant mis en œuvre par ordinateur et comprenant : une phase de construction d’une base de données d’entraînement à partir de différents lubrifiants, la phase de construction comprenant : l’obtention de premières données pour chaque lubrifiant, les premières données étant des mesures d’un ensemble de caractéristiques, dites caractéristiques d’intérêt, du lubrifiant, les mesures ayant été acquises par au moins un capteur, le traitement des premières données de sorte à compenser les variations en température du au moins un capteur, l’obtention de deuxièmes données pour chaque lubrifiant, les deuxièmes données étant issues d’une analyse physico-chimique réalisée sur le lubrifiant, la construction de la base de données d’entraînement (BD) par association, pour chaque lubrifiant, des premières données traitées avec les deuxièmes données, une phase d’entraînement d’un modèle en fonction de la base de données d’entraînement de sorte à obtenir un modèle entraîné pour déterminer des données d’analyse physico-chimique d’un lubrifiant en fonction de mesures des caractéristiques d’intérêt du lubrifiant, et une phase d’exploitation du modèle entraîné pour un lubrifiant cible, comprenant les étapes suivantes : la réception de mesures de caractéristiques d’intérêt du lubrifiant cible, les mesures ayant été acquises par au moins un capteur, la détermination par le modèle entraîné de données d’analyse physico-chimique du lubrifiant cible, une phase de détermination de l’état de vieillissement du lubrifiant cible en fonction des données d’analyse physico-chimique déterminées. Suivant des modes de réalisation particuliers, le procédé comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - le traitement des premières données comprend aussi l’élimination de valeurs aberrantes dans les premières données ; - le traitement des premières données comprend aussi le filtrage des premières données sur le domaine de validité de l’application pour laquelle le lubrifiant est utilisé et/ou le domaine de validité du au moins un capteur ; - la phase de détermination de l’état de vieillissement du lubrifiant cible comprend la détermination d’un score de désirabilité pour chaque donnée d’analyse physico-chimique déterminée, l’état de vieillissement du lubrifiant cible étant déterminé en fonction des scores de désirabilité ; - la phase de détermination de l’état de vieillissement du lubrifiant cible comprend aussi la détermination d’un score de désirabilité globale en fonction de l’ensemble des scores de désirabilité déterminés, le score de désirabilité global étant représentatif de l’état de vieillissement du lubrifiant cible ; - la phase de détermination de l’état de vieillissement du lubrifiant cible comprend aussi la génération d’une alerte ou d’une recommandation par comparaison des scores de désirabilité ou du score de désirabilité global à un seuil prédéterminé ; - le modèle entraîné est spécifique à une catégorie de lubrifiants, le procédé comprenant la répétition des phases de construction et d’entraînement pour d’autres catégories de lubrifiants, de sorte à obtenir une librairie de modèles entraînés pour différentes catégories de lubrifiants, le procédé comprenant, avant les phases d’exploitation et de détermination de l’état de vieilissement, une phase de sélection d’un modèle entraîné dans la librarie de modèles en fonction du lubrifiant cible considéré ; - au moins une caractéristique d’intérêt est choisie parmi les caractéristiques suivantes du lubrifiant : la température, la viscosité, la densité et la constante diélectrique ; - les capteurs sont installés sur des équipements en fonctionnement, tels qu’un moteur, un circuit hydraulique, ou une boîte de vitesse, de sorte à permettre le suivi de l’état de vieillissement du lubrifiant cible en temps réel. La présente description se rapporte également à un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de programme enregistrées sur un support lisible par ordinateur, pour l’exécution d’un procédé tel que décrit précédemment lorsque le programme d’ordinateur est exécuté sur un ordinateur. La présente description concerne aussi un support lisible d’informations sur lequel est mémorisé un produit programme d’ordinateur tel que précédemment décrit. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation de l’invention, donnés à titre d’exemple uniquement et en référence aux dessins qui sont : , , une vue schématique d’un exemple d’ordinateur permettant la mise en œuvre d’un procédé de détermination de l’état de vieillissement d’un lubrifiant, , , un organigramme d’un exemple de mise en œuvre d’un procédé de détermination de l’état de vieillissement d’un lubrifiant, et , , une représentation schématique d’un exemple de constitution d’une base de données servant à l’entraînement d’un modèle propre à déterminer des données d’analyse physico-chimique d’un lubrifiant en fonction de mesures des caractéristiques d’intérêt du lubrifiant. Un calculateur 10 et un produit programme d’ordinateur 12 sont illustrés par la . Le calculateur 10, est de préférence, un ordinateur. Plus généralement, le calculateur 10 est un calculateur électronique propre à manipuler et/ou transformer des données représentées comme des quantités électroniques ou physiques dans des registres de calculateur 10 et/ou des mémoires en d’autres données similaires correspondant à des données physiques dans des mémoires, des registres ou d’autres types de dispositifs d’affichage, de transmission ou de mémorisation. Le calculateur 10 est en interaction avec le produit programme d’ordinateur 12. Comme illustré par la , le calculateur 10 comporte un processeur 14 comprenant une unité de traitement de données 16, des mémoires 18 et un lecteur 20 de support d’informations. Dans l’exemple illustré par la , le calculateur 10 comprend un clavier 22 et une unité d’affichage 24. Le produit programme d’ordinateur 12 comporte un support d’informations 26. Le support d’information 26 est un support lisible par le calculateur 10, usuellement par l’unité de traitement de données 16. Le support lisible d’informations 26 est un médium adapté à mémoriser des instructions électroniques et capable d’être couplé à un bus d’un système informatique. A titre d’exemple, le support d’informations 26 est une disquette ou disque souple (de la dénomination anglaise « Floppy disc »), un disque optique, un CD-ROM, un disque magnéto-optique, une mémoire ROM, une mémoire RAM, une mémoire EPROM, une mémoire EEPROM, une carte magnétique ou une carte optique. Sur le support d’informations 26 est mémorisé le programme d’ordinateur 12 comprenant des instructions de programme. Le programme d’ordinateur 12 est chargeable sur l’unité de traitement de données 16 et est adapté pour entraîner la mise en œuvre d’un procédé de détermination de l’état de vieillissement d’un lubrifiant, lorsque le programme d’ordinateur 12 est mis en œuvre sur l’unité de traitement 16 du calculateur 10. Le fonctionnement du calculateur 10 va maintenant être décrit en référence à la , qui illustre schématiquement un exemple de mise en œuvre d’un procédé de détermination de l’état de vieillissement d’un lubrifiant, et à la qui est un exemple d’une phase du procédé. Le procédé de détermination comprend une phase 100 de construction d’une base de données d’entraînement BD à partir de différents lubrifiants. La phase 100 est mise en œuvre par le calculateur 10 en interaction avec le produit programme d’ordinateur 12, c’est-à-dire est mise en œuvre par ordinateur. La phase 100 comprend une étape 110 d’obtention de premières données D1 pour chaque lubrifiant. Les premières données D1 sont des mesures d’un ensemble de caractéristiques, dites caractéristiques d’intérêt, du lubrifiant. Les mesures ont été acquises par au moins un capteur C. De préférence, au moins une caractéristique d’intérêt est choisie parmi les caractéristiques suivantes du lubrifiant : la température T, la viscosité V, la densité D et la constante diélectrique DC. Par exemple, comme illustré par la , les caractéristiques d’intérêt ont été mesurées par un ou plusieurs capteurs C installés sur des équipements E en fonctionnement, tels qu’un moteur, un circuit hydraulique, ou une boîte de vitesse. Les capteurs C sont, par exemple, des capteurs connectés. Par exemple, les premières données D1 sont mesurées à intervalles de temps réguliers par le ou les capteurs C, par exemple toutes les 30 secondes. La phase 100 comprend une étape 120 de traitement des premières données D1 pour obtenir des premières données traitées D1’. Le traitement permet notamment de compenser les variations en température du au moins un capteur C. Un filtre de lissage est de préférence appliqué aux données compensées en température. Plus particulièrement, l’étape 120 de traitement consiste à déterminer des valeurs pour les caractéristiques d’intérêt corrigées de l’effet de la température (et des biais de mesure), soit par exemple, la viscosité corrigée V*, la densité corrigée D* et la constante diélectrique corrigée DC*. Dans un exemple de mise en œuvre, les courbes en température de chaque capteur C sont mesurées, ou fournies dans des données constructeurs. Il est, ainsi, estimé la sensibilité à la température (les pentes) des caractéristiques d’intérêt considérées. Une compensation est alors appliquée aux premières données D1 pour compenser l’effet en température (en se plaçant par exemple à une température de référence). En variante, un modèle est entraîné (machine learning ou réseau de neurones) pour déterminer les caractéristiques d’intérêt (V*, D*, DC*) corrigées de l’effet de la température en fonction des caractéristiques d’intérêt (V, D, DC) et de la température considérée. De préférence, le traitement des premières données D1 comprend aussi l’élimination de valeurs aberrantes dans les premières données D1. Les données éliminées sont, par exemple, des données en dehors du domaine de validité du capteur C. Le domaine de validité est, par exemple, donné par le constructeur et consiste en des intervalles de valeurs acceptables, au-delà desquels le constructeur ne garantit pas la fiabilité des données. De préférence, le traitement des premières données D1 comprend aussi le filtrage des premières données D1 sur le domaine de validité de l’application pour laquelle le lubrifiant est utilisé. Par exemple, les mesures effectuées durant l’arrêt moteur sont éliminées car la circulation du lubrifiant n’est plus assurée à l’arrêt. De préférence, le traitement des premières données D1 comprend aussi la normalisation des premières données D1 par rapport aux invariants du signal respectif dont sont issues les premières données D1. Un invariant est par exemple la valeur minimale sur un intervalle ou certains quantiles de la distribution des valeurs du signal. La phase 100 comprend une étape 130 d’obtention de deuxièmes données D2 pour chaque lubrifiant. Les deuxièmes données D2 sont issues d’une analyse physico-chimique réalisée sur le lubrifiant. Les deuxièmes données D2 ont typiquement été réalisées en laboratoire. De préférence, les deuxièmes données D2 ont aussi été prétraitées, par exemple de sorte à supprimer des valeurs aberrantes ou corriger des biais dans les données. Les deuxièmes données D2 sont, par exemple, obtenues à intervalles réguliers, par exemple une fois par semaine. Les deuxièmes données D2 sont, par exemple, choisies parmi les données suivantes : - Analyses standard (Noack, point éclair, point d’écoulement, point de trouble, moussage, densité, teneur en cendres, point éclair…). - Viscosités cynématiques (KV40, KV100, VI). - Chromatographie en phase gazeuse (teneur en carburant). - Spectroscopie IR (teneur en suies, oxydation, nitration). - Titration (TAN, TBN, ipH, teneur en eau). - Teneur en éléments (ICP). La phase 100 comprend une étape 140 de construction de la base de données d’entraînement BD par association, pour chaque lubrifiant, des premières données traitées D1’ avec les deuxièmes données D2 (voir ). Par exemple, dans le cas où les premières données traitées D1’ sont plus nombreuses que les deuxièmes données D2, l’association est réalisée sur la base des dates (c’est-à-dire des premières données capteur pour lesquelles des deuxièmes données D2 sont disponibles). Le procédé de détermination comprend une phase 200 d’entraînement d’un modèle M en fonction de la base de données d’entraînement BD de sorte à obtenir un modèle entraîné M’ (voir ) pour déterminer des données d’analyse physico-chimique d’un lubrifiant en fonction de mesures des caractéristiques d’intérêt du lubrifiant. La phase 200 est mise en œuvre par le calculateur 10 en interaction avec le produit programme d’ordinateur 12, c’est-à-dire est mise en œuvre par ordinateur. Le modèle est, par exemple, un réseau de neurones. La technique d’apprentissage permet de configurer le réseau de neurones au fur et à mesure de son apprentissage réalisé sur la base de données (apprentissage supervisé). Dans un exemple, une partie de la base de données est utilisée pour configurer le réseau de neurones et l’autre partie pour valider la configuration. En variante, le modèle met en œuvre l’un des algorithmes suivants : Random Forest, XGboost Regressor, Gradient Boosting, Régression linéaire, Regression Ridge (alpha=1), et SVM (avec noyau linéaire et fonction de base radiale). Le procédé de détermination comprend une phase 300 d’exploitation du modèle entraîné M’ pour un lubrifiant cible. La phase 300 est mise en œuvre par le calculateur 10 en interaction avec le produit programme d’ordinateur 12, c’est-à-dire est mise en œuvre par ordinateur. La phase 300 comprend la réception de mesures de caractéristiques d’intérêt du lubrifiant cible. Les mesures ont été acquises par au moins un capteur C. De préférence, les capteurs C sont installés sur des équipements E en fonctionnement, tels qu’un moteur, un circuit hydraulique, ou une boîte de vitesse, de sorte à permettre le suivi de l’état de vieillissement du lubrifiant cible en temps réel. Les capteurs C sont, par exemple, des capteurs connectés. La phase 300 comprend ensuite la détermination par le modèle entraîné M’ de l’état de données d’analyse physico-chimique du lubrifiant cible. Le procédé de détermination comprend une phase 400 de détermination de l’état de vieillissement du lubrifiant cible en fonction des données d’analyse physico-chimique déterminées. La phase 400 est mise en œuvre par le calculateur 10 en interaction avec le produit programme d’ordinateur 12, c’est-à-dire est mise en œuvre par ordinateur. Dans un exemple, la phase 400 comprend la détermination d’un score de désirabilité pour chaque donnée d’analyse physico-chimique déterminée. Le score de désirabilité est, par exemple, compris entre 0 et 1. Par exemple, le score de désirabilité est obtenu au moyen de l’équation suivante : Où : désigne la caractéristique d’intérêt i à prédire, désigne la valeur minimale à fixer pour la caractéristique d’intérêt i, et désigne la valeur maximale à fixer pour la caractéristique d’intérêt i. Dans une variante, n’est pas borné à 1 et des valeurs supérieures à 1 sont admises pour De préférence, la phase 400 comprend aussi la détermination d’un score de désirabilité globale en fonction de l’ensemble des scores de désirabilité déterminés. Le score de désirabilité global est représentatif de l’état de vieillissement du lubrifiant cible. Par exemple, le score de désirabilité total est obtenu au moyen de l’équation suivante : Où k désigne le nombre de caractéristiques d’intérêt considérées. Le score de désirabilité est typiquement exprimé en pourcent. Eventuellement, un poids différent est appliqué aux scores des différentes caractéristiques d’intérêt lors du calcul du score de désirabilité total. Les différents poids, valeurs minimales, valeurs maximales, sont déterminées pour chaque application. De préférence, la phase 400 comprend aussi la génération d’une alerte ou d’une recommandation par comparaison des scores de désirabilité ou du score de désirabilité global à un seuil prédéterminé. Par exemple, une alerte ou une recommandation est effectuée lorsque le score de désirabilité est supérieur à 85 % (0% désignant un état de lubrifiant le moins usagé et 100 % un état de lubrifiant le plus usagé). Cela indique par exemple qu’une maintenance est requise. De préférence, le modèle entraîné est spécifique à une catégorie de lubrifiants, le procédé comprenant la répétition des phases de construction 100 et d’entraînement 200 pour d’autres catégories de lubrifiants, de sorte à obtenir une librairie de modèles entraînés pour différentes catégories de lubrifiants. Le procédé comprend, dans ce cas, avant les phases d’exploitation 300 et de détermination 400, une phase 125 de sélection d’un modèle entraîné dans la librarie de modèles en fonction du lubrifiant cible considéré. La sélection est, par exemple, réalisée par un utilisateur, ou automatiquement en fonction du type de la catégorie de lubrifiant. Ainsi, une fois le modèle entraîné, le présent procédé permet de déterminer de manière simplifiée l’état de vieillissement d’un lubrifiant, sans analyses physico-chimiques et avec seulement des mesures en provenance de capteurs C. Le modèle ayant été entrainé sur la base de données prenant en compte les variations en température du capteur, la fiabilité est améliorée. Le présent procédé permet, ainsi, de prévenir les défaillances d’un lubrifiant en fonctionnement, d’aider à plannifier l’entretien de l’équipement, et à remplacer le lubrifiant seulement lorsque celui-ci est défaillant ou vieillissant. L’homme du métier comprendra que les modes de réalisation et variantes précédemment décrits peuvent être combinés pour former de nouveaux modes de réalisation pourvu qu’ils soient compatibles techniquement. Procédé de détermination de l’état de vieillissement d’un lubrifiant, le procédé étant mis en œuvre par ordinateur et comprenant : une phase de construction d’une base de données d’entraînement (BD) à partir de différents lubrifiants, la phase de construction comprenant : l’obtention de premières données (D1) pour chaque lubrifiant, les premières données (D1) étant des mesures d’un ensemble de caractéristiques, dites caractéristiques d’intérêt, du lubrifiant, les mesures ayant été acquises par au moins un capteur (C), le traitement des premières données (D1) de sorte à compenser les variations en température du au moins un capteur (C), l’obtention de deuxièmes données (D2) pour chaque lubrifiant, les deuxièmes données (D2) étant issues d’une analyse physico-chimique réalisée sur le lubrifiant, la construction de la base de données d’entraînement (BD) par association, pour chaque lubrifiant, des premières données traitées (D1’) avec les deuxièmes données (D2), une phase d’entraînement d’un modèle (M) en fonction de la base de données d’entraînement (BD) de sorte à obtenir un modèle entraîné (M’) pour déterminer des données d’analyse physico-chimique d’un lubrifiant en fonction de mesures des caractéristiques d’intérêt du lubrifiant, une phase d’exploitation du modèle entraîné (M’) pour un lubrifiant cible, comprenant les étapes suivantes : la réception de mesures de caractéristiques d’intérêt du lubrifiant cible, les mesures ayant été acquises par au moins un capteur (C), la détermination par le modèle entraîné (M’) de données d’analyse physico-chimique du lubrifiant cible, une phase de détermination de l’état de vieillissement du lubrifiant cible en fonction des données d’analyse physico-chimique déterminées. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le traitement des premières données (D1) comprend aussi l’élimination de valeurs aberrantes dans les premières données (D1). Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le traitement des premières données (D1) comprend aussi le filtrage des premières données (D1) sur le domaine de validité de l’application pour laquelle le lubrifiant est utilisé et/ou le domaine de validité du au moins un capteur (C). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la phase de détermination de l’état de vieillissement du lubrifiant cible comprend la détermination d’un score de désirabilité pour chaque donnée d’analyse physico-chimique déterminée, l’état de vieillissement du lubrifiant cible étant déterminé en fonction des scores de désirabilité. Procédé selon la revendication 4, dans lequel la phase de détermination de l’état de vieillissement du lubrifiant cible comprend aussi la détermination d’un score de désirabilité globale en fonction de l’ensemble des scores de désirabilité déterminés, le score de désirabilité global étant représentatif de l’état de vieillissement du lubrifiant cible. Procédé selon la revendication 5, dans lequel la phase de détermination de l’état de vieillissement du lubrifiant cible comprend aussi la génération d’une alerte ou d’une recommandation par comparaison des scores de désirabilité ou du score de désirabilité global à un seuil prédéterminé. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le modèle entraîné (M’) est spécifique à une catégorie de lubrifiants, le procédé comprenant la répétition des phases de construction et d’entraînement pour d’autres catégories de lubrifiants, de sorte à obtenir une librairie de modèles entraînés pour différentes catégories de lubrifiants, le procédé comprenant, avant les phases d’exploitation et de détermination de l’état de vieilissement, une phase de sélection d’un modèle entraîné (M’) dans la librarie de modèles en fonction du lubrifiant cible considéré. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel au moins une caractéristique d’intérêt est choisie parmi les caractéristiques suivantes du lubrifiant : la température, la viscosité, la densité et la constante diélectrique. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel les capteurs (C) sont installés sur des équipements (E) en fonctionnement, tels qu’un moteur, un circuit hydraulique, ou une boîte de vitesse, de sorte à permettre le suivi de l’état de vieillissement du lubrifiant cible en temps réel. Produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de programme enregistrées sur un support lisible par ordinateur, pour l’exécution d’un procédé de détermination selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 lorsque le programme d’ordinateur est exécuté sur un ordinateur.