INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
L’amplitude du phénomène de flottement peut être exprimée en pourcentage d’endurance limite %EL. En effet, les aubes de soufflante sont dimensionnées pour avoir une durée de vie infinie tant que la contrainte, que ces aubes subissent, n’excède pas un certain seuil. Lorsque ce seuil est dépassé, ce qui peut arriver lorsque survient du flottement, la durée de vie des aubes est entamée.
Le pourcentage d’endurance limite %EL est le rapport entre le déplacement tangentiel de l’aube et le déplacement tangentiel maximum, dépendant de la vitesse de rotation N1 de la soufflante et du mode de flottement considéré, à partir duquel le seuil précité est dépassé. Calculer le pourcentage d’endurance limite %EL revient ainsi, pour chaque mode de flottement, à normaliser le déplacement tangentiel de l’aube par rapport à la vitesse de rotation N1 de la soufflante.
À titre illustratif, la est un diagramme montrant le déplacement tangentiel maximum Dmax des aubes en fonction de la vitesse de rotation N1 de la soufflante pour deux modes de flottement. Ces modes s’observent dans une plage étendue de vitesses de rotation N1 de sorte que le déplacement tangentiel maximum suit respectivement deux courbes D1 et D2 pour ces deux modes.
Au cours du prolongement du mât 4 et au cours du raccourcissement du mât 4, tout comme au cours de l’utilisation du système de démantèlement 1, par exemple en cas d’opérations de maintenance, le mât peut être remonté ou abaissé d’une hauteur inférieure à la hauteur d’un module, grâce aux gorges basses 453. Par exemple, au cours de la deuxième étape de la méthode de raccourcissement, la remontée du mât peut s’effectuer en deux opérations. Une première opération consiste à sortir les doigts 255 des gorges hautes 451 du module additionnel 43n+1 en basculant les doigts en position de déverrouillage, puis à déployer les vérins 61 jusqu’à une configuration intermédiaire entre la configuration de retrait et la configuration d’extension, puis à basculer les doigts en position de verrouillage, de sorte qu’ils s’insèrent dans les gorges basses 453 du module 43n+1. Le mât 4 est alors maintenu dans cette position intermédiaire, ce qui permet par exemple de faciliter le nettoyage du haut du module 43n+1. Une deuxième opération consiste ensuite à basculer les doigts 255 en position de déverrouillage, hors des gorges basses 453, puis à déployer les vérins 61 jusqu’à leur configuration d’extension, puis à basculer les doigts en position de verrouillage, de sorte à terminer la montée du mât 4.
Les méthodes de prolongement et de raccourcissement du mât 4 sont particulièrement simples à mettre en œuvre, ce qui est très avantageux pour faire varier la hauteur H4 du mât 4. Il est ainsi simple d’ajuster la position verticale de l’outil 8, qui dépend de la hauteur du mât, en fonction des opérations devant être réalisées par l’outil.
Par ailleurs, les méthodes de prolongement et de raccourcissement du mât 4 sont particulièrement avantageuses, car elles sont sécurisées et fiables. En effet, à chaque étape de ces méthodes, le mât 4 est maintenu de manière sécurisée, par la partie fixe 2 et/ou par le palonnier 65. Les risques d’accident, comme par exemple de chute du mât 4, sont donc maîtrisés, ce qui est crucial dans un environnement nucléaire.
Lorsque le mât 4 est suspendu au palonnier 65 et que le mât est monté ou descendu l’aide des vérins 61, la sécurité du système de démantèlement 1 est par ailleurs améliorée par la présence des butées 27. En effet, en cas de défaillance de l’un des deux vérins 61, ou des deux vérins 61, le palonnier 65 prend appui sur les butées 27, ce qui empêche sa chute incontrôlée dans le volume intérieur V9 de l’installation nucléaire 9. Les butées 27 permettent ainsi de retenir le palonnier 65 et d’empêcher la chute du mât 4.
De plus, la méthode de raccourcissement du mât 4 permet de maîtriser les risques radioactifs lors du retrait d’un module additionnel 43n+1. En effet, aucune manipulation du module additionnel n’est effectuée tant que le module n’est pas remonté en-dehors du volume V9, c’est-à-dire tant que le module n’est pas situé au-dessus de la partie fixe 2. Ainsi, les intervenants dévissant le module 43n+1 du module 43n sont protégés des rayonnements ionisants par la partie fixe 2 et par le mât 4, comme expliqué ci-dessus.
En outre, la maîtrise des pollutions radioactives, en particulier des poussières radioactives, est particulièrement aisée lors du retrait d’un module additionnel 43n+1. Notamment, lorsque le module 43n+1 est situé au-dessus de la partie fixe 2 et avant que ce module soit séparé du module 43n, il est très simple à décontaminer par un nettoyage mécanique, par exemple à l’aide de lingettes imprégnées. En effet, grâce au fait que le volume V43 est étanche, seule la surface extérieure du module doit être nettoyée, ce qui est simple à réaliser. Ce nettoyage est d’autant plus simple à réaliser que le module additionnel 43n+1 est situé à hauteur de travail pour un intervenant positionné debout sur l’enceinte 91 de l’installation nucléaire 9. En effet, la hauteur entre l’enceinte 91, au niveau de l’ouverture 95, et le bas du module additionnel 43n+1, correspond environ à la hauteur H43 des modules 41 et 43. La hauteur H43 étant préférentiellement comprise entre 1000 mm et 1500 mm, le module 43n+1 est accessible à hauteur d’homme, ce qui permet une intervention facilitée de la part d’un intervenant, y-compris lorsque cet intervenant porte une tenue de protection nucléaire, généralement encombrante.
En variante non-représentée, la partie fixe 2 comprend un nombre de guides 25 différent, par exemple un guide, ou quatre guides. Le nombre de barres de guidage 45 des modules 41 et 43 est alors adapté en conséquent. Dans une variante où la partie fixe 2 comprend un seul guide 25, alors le mât 4 est de plus centré par rapport au cylindre de guidage 23 par une ou plusieurs glissières.
En variante non-représentée, parmi les patins 251 d’un guide 25, certains sont mobiles en translation en étant actionnés par les vérins hydrauliques 257, et d’autres sont fixes. Par exemple, chaque guide comprend un patin fixe et deux patins mobiles. La répartition entre patins fixes et patins mobiles peut être identique entre tous les guides, ou varier entre les guides.
En variante non-représentée, parmi les guides 25, certains comprennent uniquement des patins 251 mobiles en translation en étant actionnés par les vérins hydrauliques 257, et d’autres comprennent uniquement des patins fixes
En variante non-représentée, la hauteur H23 est sensiblement égale à un multiple de la hauteur H43 différent de trois, par exemple une fois la hauteur H43, ou quatre fois la hauteur H43. Les guides 25 comprennent alors un nombre de patins 251 différent, par exemple un ou quatre patins 251. Ainsi, dans cette variante, le cylindre de guidage 23 permet de guider simultanément un nombre de modules 41 et 43 différent de trois, comme un ou quatre modules.
En variante non-représentée, les barres de guidage 45 ne comprennent pas de gorge basse 453, ou des gorges intermédiaires, disposées entre les gorges hautes et les gorges basses.
En variante non-représentée, les vérins 257 et/ou les vérins 259 sont d’autres actionneurs que des vérins hydrauliques, comme par exemple des vérins pneumatiques, des vérins électriques ou des électroaimants linéaires.
En variante, les vérins 61 sont remplacés par d’autres actionneurs, comme par exemple des systèmes à colonnes hélicoïdales, des systèmes avec treuils et câbles, des crémaillères, des systèmes à vis sans fin, ou encore des chaînes de poussée.
En variante non-représentée, le module d’interface 41 est identique aux modules additionnels 43. Dans une telle variante, l’outil 8 est alors adapté pour pouvoir être fixé aux brides inférieures des modules.
En variante non-représentée, les modules 41 et 43 sont des tronçons de cylindre droit non-circulaires, comme par exemple des tronçons de prismes droits.
En variante non-représentée, tous les modules 41 et 43 ne comprennent pas de plaque de fermeture 47. Par exemple, seul le module le plus bas du mât 4 comprend une plaque de fermeture.
L'invention atteint l’objectif ci-dessus pour l’élément de commutation électrique indiqué au début, en ce que celui-ci comprend un boîtier, un induit déplacé par un agencement de bobine, un agencement de contact commutable par l'induit dans au moins deux états de commutation, et un capteur de champ magnétique pour l’émission d’un signal de commutation fonction d'un champ magnétique et dans lequel les différents états de commutation de l'élément de commutation sont représentés, dans lequel l'induit, l'agencement de contact et le capteur de champ magnétique sont disposés dans le boîtier et l'induit est disposé entre l'agencement de contact et le capteur de champ magnétique.
Pour le kit de montage indiqué au début, l'invention atteint l’objectif ci-dessus au moyen d’un kit de montage comprenant un boîtier, un induit déplaçable par un agencement de bobine, un agencement de contact commutable par l'induit dans au moins deux états de commutation et un capteur de champ magnétique, qui est agencé pour émettre un signal de commutation fonction d'un champ magnétique et représentant les différents états de commutation de l'élément de commutation, dans lequel l'induit, l’agencement de contact et le capteur de champ magnétique sont disposés dans le boîtier et dans lequel le capteur de champ magnétique est logeable dans le boîtier pour former un élément de commutation électrique selon l'invention.
L'élément de commutation électrique selon l'invention et le kit de montage pour un tel élément selon l'invention présentent ainsi une structure simplifiée et un positionnement du capteur de champ magnétique moins sensible aux perturbations. Le capteur de champ magnétique peut faire partie d'un indicateur de statut ou représenter un tel indicateur.
L'élément de commutation électrique selon l'invention et le kit de montage selon l'invention peuvent être améliorés davantage par des agencements respectivement avantageux. Les caractéristiques techniques des différents agencements peuvent être combinées et/ou omises volontairement, à condition que l'effet technique obtenu avec la caractéristique technique omise ne soit pas déterminant.
L'induit, l’agencement de contact et le capteur de champ magnétique peuvent en particulier être enfermés par le boîtier.
L'induit peut présenter n'importe quelle géométrie d'induit et peut être, par exemple un induit plongeur ou basculant.
Au moins un état de commutation de l'agencement de contact peut être un état stable, dans lequel l'agencement de contact se déplace ou dans lequel l'agencement de contact se trouve lorsque l'élément de commutation électrique n'est pas commandé. Un tel état stable peut être atteint, par exemple en raison d’une attraction magnétique ou au moyen d'un ressort de rappel. Le au moins un état de commutation supplémentaire peut être métastable ou astable et peut n'être pris qu'avec une commande correspondante de l'élément de commutation électrique. Les au moins deux états de commutation peuvent dans un autre agencement être tous deux stables.
Le signal de commutation peut être un signal de commutation analogique ou numérique. Ce signal de commutation peut être lisible en permanence ou sur déclenchement. Dans le cas le plus simple, le signal de commutation peut représenter un état de l'élément de commutation au moyen d'une valeur de tension analogique. Le signal de commutation peut en variante également prendre de manière binaire deux valeurs de tension différentes, chaque valeur de tension pouvant représenter un état de commutation. En particulier, les au moins deux états de commutation peuvent respectivement être affectés de manière biunivoque à une valeur du signal de commutation.
La caractéristique selon laquelle les différents états de commutation de l'élément de commutation sont représentés dans le signal de commutation signifie que le signal de commutation fonction d'un champ magnétique peut représenter respectivement l'un des au moins deux états de commutation, or le signal de commutation peut également représenter respectivement chaque état de commutation de tous les autres des au moins deux états de commutation. Le signal de commutation peut représenter chaque état de commutation, mais respectivement uniquement un état de commutation à la fois, et non plusieurs états de commutation ensemble.
L'état de l'élément de commutation peut être, en particulier, l'état de commutation ou le statut de fonctionnement pris par l’agencement de contact de l'élément de commutation, ainsi qu’un statut de défaut de l'élément de commutation électrique.
Le capteur de champ magnétique peut détecter quantitativement et/ou qualitativement un champ magnétique prédominant dans l'élément de commutation électrique. Le capteur de champ magnétique peut alternativement détecter une modification du champ magnétique prédominant dans l'élément de commutation électrique.
L'induit est disposé entre l’agencement de contact et le capteur de champ magnétique. Ceci a pour avantage une séparation spatiale du capteur de champ magnétique et de l'agencement de contact. Le capteur de champ magnétique peut ainsi être disposé à l'extérieur d'une chambre de commutation, dans laquelle se trouve l’agencement de contact. Ceci a pour avantage que d’éventuels arcs électriques survenant lors de la commutation de l’agencement de contact ne peuvent pas influencer le capteur de champ magnétique. En outre, le capteur de champ magnétique peut être protégé par un tel positionnement également à l’encontre d’effets secondaires tels qu’une variation de température due aux arcs électriques.
Selon un avantage supplémentaire d'un tel positionnement, des incertitudes de mesure, qui peuvent survenir en raison d’aimants dits de soufflage, peuvent être évitées. Ceux-ci sont utilisés pour allonger les arcs électriques produits et ainsi les éteindre plus rapidement que ceux sans aimant de soufflage. Des incertitudes de mesure dues à une courbe de température et/ou à un vieillissement et/ou à une éventuelle démagnétisation des aimants de soufflage par des courants de court-circuit élevés sont également évitées par un tel positionnement du capteur de champ magnétique.
Le capteur de champ magnétique peut en particulier être disposé ou fixé sur des parties immobiles de l'élément de commutation électrique. Ainsi, une fixation fastidieuse du capteur de champ magnétique sur des éléments mobiles de l'élément de commutation électrique peut être évitée.
Le capteur de champ magnétique peut être disposé de manière concentrique à un axe de l'induit. En particulier, le capteur de champ magnétique peut être disposé de manière symétrique sur l'axe de l'induit. L'axe de l'induit peut relier l'induit à l'agencement de contact, dans lequel un déplacement de l'agencement de contact le long de cet axe peut avoir lieu.
Le capteur de champ magnétique peut être un capteur de distance dans un mode de réalisation supplémentaire de l'élément de commutation électrique selon l'invention. Celui-ci permet de détecter sans contact mécanique la position de l'induit et/ou ainsi la position ou l'état de l’agencement de contact. Le capteur de distance peut ainsi détecter une distance entre le capteur et l'induit, au moins deux distances représentant les au moins deux états de commutation de l’agencement de contact pouvant être détectées.
Dans certains modes de réalisation, une opération similaire de relevé d’amplitude est aussi mise en œuvre pour une ou plusieurs harmoniques de la vitesse de rotation N1 du rotor basse pression et/ou de la vitesse de rotation N2 du rotor haute pression.
Dans de tels modes de réalisation, des périodes éventuelles de chevauchement entre une crête d’un mode de flottement (ou l’une de ses harmoniques) et une harmonique de l’une des vitesses de rotation N1 et N2 sont identifiées pour être exclues des données servant de base à la mise en œuvre de l’étape C d’entraînement de l’algorithme prédictif ALG et améliorer ainsi la précision de ce dernier.
La est un exemple de diagramme montrant l’évolution de la moyenne spectrale de l’amplitude I au sein de la portion P du spectrogramme de la , au cours du temps t.
Chaque moyenne spectrale de l’amplitude ainsi déterminée constitue donc le relevé d’amplitude pour le mode de flottement considéré, et est une donnée d’entrée DE au sein de la base de données d’apprentissage DB. Autrement dit, les données d’entrée DE précitées correspondent respectivement aux spectrogrammes temps/fréquence filtrés dans la ou les bande(s) de fréquences, c'est-à-dire aux relevés d’amplitude pour le ou les modes de flottement considérés dans l’analyse, pour chacun des signaux dynamiques et pour chaque essai.
La base de données d’apprentissage DB peut être ordonnée sous la forme d’une table de données dans laquelle chaque ligne correspond à un instant t donné d’un essai, et comprend les différentes données temporelles N1, DE, DS précitées à cet instant donné.
L’entraînement de l’algorithme prédictif ALG, qui fait l’objet de l’étape C, vise à ce que ce dernier prédise avec une bonne précision les données de sortie DS à partir des données d’entrée DE. Dès lors, l’algorithme prédictif ALG est, plus généralement, en mesure de prédire une variable représentative de l’état de flottement de la soufflante 12, une telle variable pouvant être une variable représentative de l’amplitude du flottement comme expliqué ci-dessus, ou un indicateur dérivé d’une telle variable ou un ensemble de tels indicateurs, par exemple un ou plusieurs indicateurs de franchissement d’un ou plusieurs seuils par l’amplitude du flottement.
À cet effet, l’algorithme prédictif ALG est par exemple du type mettant en œuvre un arbre de décision, ou, de préférence, une forêt d’arbres de décision, également dénommée forêt aléatoire ou « Random Forest » d’après la terminologie anglo-saxonne.
Dans un tel cas, l’étape C peut comprendre une opération de classification des données par tranches d’amplitude de flottement.
Dès lors que l’algorithme prédictif ALG a été entraîné, ce dernier peut être mis à profit pour surveiller la survenance du phénomène de flottement de soufflante au cours d’essais d’une turbomachine en l’absence de capteur(s) spécifique(s) capable(s) de mesurer directement le déplacement tangentiel des aubes, en se basant seulement sur les signaux fournis par des capteurs génériques tels que définis ci-dessus.
Ainsi, en référence à la , un procédé d’essai d’une turbomachine selon des modes de réalisation préférés de l'invention comprend une étape D consistant à mettre en œuvre des opérations d’essai proprement dites de la turbomachine, concernant en particulier des aspects autres que la caractérisation du flottement, au moyen d’un banc d’essai 13, ainsi qu’une étape E consistant à surveiller un état de flottement de la soufflante 12 de la turbomachine tout au long des opérations d’essai de l’étape D. Les étapes D et E sont donc mises en œuvre en parallèle.
L’étape E comprend des sous-étapes consistant, au moyen d’une unité de traitement informatique, qui peut être identique ou différente de l’unité informatique 35 utilisée dans le cadre du procédé d’entraînement décrit ci-dessus, à : - E1) acquérir en temps réel des signaux dynamiques Sn, provenant respectivement d’au moins un capteur de vibrations 30 agencé dans la turbomachine de manière à surveiller l’état d’un palier 31, et d’au moins un microphone 32 équipant le banc d’essai ; - E2) acquérir en temps réel au moins un signal de régime SP provenant d’au moins un capteur de régime 34 agencé dans la turbomachine de manière à mesurer une vitesse de rotation N1 instantanée de la soufflante 12, et déterminer la vitesse de rotation N1 instantanée de la soufflante à partir dudit signal de régime ; - E3) appliquer en temps réel aux signaux dynamiques Sn des opérations dépendant de la vitesse de rotation instantanée de la soufflante, de manière à constituer des signaux d’entrée ; - E4) mettre en œuvre en temps réel l’algorithme prédictif ALG préalablement entraîné au moyen du procédé d’entraînement du type décrit ci-dessus, de manière à prédire ladite variable représentative de l’état de flottement instantané de la soufflante 12, correspondant par exemple au pourcentage d’endurance limite %EL tel que défini ci-dessus, au moins à partir des signaux d’entrée formés à la sous-étape E3.
La configuration des capteurs fournissant les signaux dynamiques Sn dans le cadre du présent procédé d’essai est de préférence identique ou similaire à celle des capteurs fournissant les signaux dynamiques Sn dans le cadre du procédé d’entraînement de l’algorithme prédictif ALG décrit ci-dessus. Dans l’exemple illustré, on retrouve ainsi les signaux S1 à S4 mentionnés ci-dessus.
Les opérations appliquées aux signaux dynamiques à la sous-étape E3 sont identiques ou similaires à celles de l’étape B2 du procédé d’entraînement de l’algorithme prédictif ALG. Néanmoins, alors que les opérations de l’étape B2 peuvent être appliquées de manière globale sur les données concernant tout un essai, ou même plusieurs essais, les opérations de la sous-étape E3 sont appliquées sur une fenêtre temporelle glissante relativement brève du fait que ces opérations sont appliquées aux signaux concernés en temps réel.
Par ailleurs, dans des modes de réalisation de l’invention, l’étape E comprend en outre une sous-étape E5 consistant à mettre fin prématurément à l’étape D ou à ralentir la vitesse de rotation N1 de la soufflante 12, dès lors que ladite variable représentative de l’état de flottement instantané de la soufflante prédite à la sous-étape E4 satisfait au moins une condition, qui correspond typiquement à la survenance du phénomène de flottement avec une certaine gravité.
Plus précisément, dans des cas où la variable représentative de l’état de flottement instantané de la soufflante 12 représente une amplitude de flottement instantanée de la soufflante par exemple exprimée en termes de pourcentage d’endurance limite %EL, la sous-étape E5 consiste avantageusement à mettre fin prématurément à l’étape D ou à ralentir la vitesse de rotation N1 de la soufflante 12 dès lors que ladite variable %EL prédite à la sous-étape E4 dépasse un premier seuil V1 prédéterminé pendant une durée Δt supérieure à une première durée T1 prédéterminée ou dépasse un deuxième seuil V2 prédéterminé pendant une durée Δt supérieure à une deuxième durée T2 prédéterminée, le deuxième seuil V2 étant supérieur au premier seuil V1 et la deuxième durée T2 étant inférieure à la première durée T1.
À l’inverse, tant que ladite variable reste inférieure au premier seuil V1, on considère qu’il n’y a pas de risque d’endommagement de la soufflante du fait d’un phénomène de flottement.
La montre également un deuxième exemple de contrôle d’étanchéité dans lequel la sonde 5’ est une sonde d’aspersion. Dans ce cas, la sonde 5’ est reliée à un réservoir de gaz traceur 35, par exemple via un câble flexible. Alternativement, le réservoir 35 peut être fixé à la sonde 5’ et l‘ensemble sonde 5’-réservoir 35 est portable. Le gaz traceur dans le réservoir 35 est comprimé de sorte qu’une ouverture ménagée à l’extrémité de la sonde 5 permet l’aspersion du gaz traceur sur l’objet à tester 8. La sonde 5’ est par exemple réalisée sous la forme d’un pistolet asperseur, un appui sur la gâchette du pistolet permettant de pulvériser du gaz traceur. L’intérieur de l’objet à tester 8 est relié de manière étanche au module de mesure 3. Le dispositif de pompage 11 est alors configuré pour aspirer le gaz présent à l’intérieur de l’objet à tester 8 afin de transmettre une partie du gaz aspiré vers l’analyseur de gaz traceur 9. Comme avec la sonde de reniflage, l’opérateur passe la sonde 5’ sur les différents points de contrôle 24 pour détecter la présence éventuelle de fuites.