INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
L’invention vise à proposer un procédé de détection de défauts qui utilisent la modulation vibro-acoustique tout en étant plus simple à mettre en œuvre. Elle a donc pour objet un procédé de détection d'un défaut dans une structure d'un dispositif, ce procédé comportant : - la génération d'un signal basse fréquence qui fait vibrer la structure, 95% de la puissance de ce signal basse fréquence étant comprise dans une plage [f BFmin ; f BFmax ] de fréquences, où la fréquence f BFmin est supérieure à 5 Hz et la fréquence f BFmax est inférieure à 20 kHz, - en même temps que la présence du signal basse fréquence, la génération (82), par un émetteur haute fréquence solidaire de la structure, d'un signal haute fréquence qui se propage dans l'épaisseur de la structure et parallèlement à une face de la structure, 95% de la puissance du signal haute fréquence généré étant comprise dans une bande [f HFmin ; f HFmax ] de fréquences, où la fréquence f HFmin est deux fois supérieure à la fréquence f BFmax et la durée du signal haute fréquence est supérieure à 1/f BFmin , - la mesure, par un capteur, d'un signal vibratoire causé par les signaux basse fréquence et haute fréquence générés en même temps, un spectre de puissance de ce signal vibratoire comportant : - une première plage [u BFmin ; u BFmax ] de fréquences qui délimite une zone qui contient 95% de la puissance du signal basse fréquence généré, la fréquence u BFmin étant supérieure à 5 Hz, - une seconde plage [u HFmin ; u HFmax ] de fréquences qui délimite une zone qui contient 95% de la puissance du signal haute fréquence généré, et - uniquement lorsque la structure comporte un défaut, au moins un lobe additionnel de puissance situé en dehors des plages [u BFmin ; u BFmax ] et [u HFmin ; u HFmax ], puis - la détection, à partir des mesures du signal vibratoire, de l'existence du lobe additionnel, puis - le signalement d'un défaut dans la structure si un tel lobe additionnel est détecté et, sinon, l'absence de signalement d'un défaut dans la structure, dans lequel : - la génération du signal basse fréquence comporte seulement l'utilisation du dispositif, cette utilisation du dispositif générant le signal basse fréquence sans avoir recours à un émetteur basse fréquence uniquement utilisé pour générer ce signal basse fréquence, - la largeur de la première plage [u BFmin ; u BFmax ] est supérieure à 5 Hz, et - la largeur de la seconde plage [u HFmin ; u HFmax ] de fréquences est systématiquement inférieure à u BFmin .
L’invention a également pour objet un système comportant un dispositif équipé d'une structure, ce système étant apte à générer, lorsqu'il est utilisé, un signal basse fréquence qui fait vibrer la structure, 95% de la puissance de ce signal basse fréquence étant comprise dans une plage [f BFmin ; f BFmax ] de fréquences, où la fréquence f BFmin est supérieure à 5 Hz et la fréquence f BFmax est inférieure à 20 kHz, ce système comportant aussi un appareillage de détection d'un défaut dans la structure, cet appareillage comportant : - un émetteur haute fréquence solidaire de la structure, cet émetteur haute fréquence étant apte à générer, en même temps que la présence du signal basse fréquence, un signal haute fréquence qui se propage dans l'épaisseur de la structure et parallèlement à une face de la structure, 95% de la puissance du signal haute fréquence généré étant comprise dans une bande [f HFmin ; f HFmax ] de fréquences, où la fréquence f HFmin est deux fois supérieure à la fréquence f BFmax et la durée du signal haute fréquence étant supérieure à 1/f BFmin , - un capteur solidaire de la structure, ce capteur étant apte à mesurer un signal vibratoire causé par les signaux basse fréquence et haute fréquence générés en même temps, - un calculateur configuré pour : - détecter, à partir des mesures du signal vibratoire, l'existence d'un lobe additionnel de puissance dans un spectre de puissance du signal vibratoire mesuré qui comporte : - une première plage [u BFmin ; u BFmax ] de fréquences qui délimite une zone qui contient 95% de la puissance du signal basse fréquence généré, la fréquence u BFmin étant supérieure à 5 Hz - une seconde plage [u HFmin ; u HFmax ] de fréquences qui délimite une zone qui contient 95% de la puissance du signal haute fréquence généré, - uniquement lorsque la structure comporte un défaut, au moins un lobe additionnel de puissance situé en dehors des plages [u BFmin ; u BFmax ] et [u HFmin ; u HFmax ], - signaler un défaut dans la structure si un tel lobe additionnel est détecté et, sinon, inhiber le signalement d'un défaut dans la structure, dans lequel : - le système est apte à générer, lorsqu'il est utilisé, le signal basse fréquence sans avoir recours à un émetteur basse fréquence uniquement utilisé pour générer ce signal basse fréquence, - le système est apte à générer le signal basse fréquence pour lequel la largeur de la première plage [u BFmin ; u BFmax ] est supérieure à 5 Hz, et - l'émetteur haute fréquence est configuré pour générer le signal haute fréquence pour lequel la largeur de la seconde plage [u HFmin ; u HFmax ] de fréquences est systématiquement inférieure à u BFmin .
Les modes de réalisation de cet ensemble peuvent comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : 1) Le dispositif est choisi dans le groupe constitué d'un véhicule de transport d'un matériel ou d'une personne, d'une canalisation, d'un ouvrage sur lequel circule un véhicule de transport d'un matériel ou d'une personne et d'une hélice. 2) - l'appareillage de détection d'un défaut comporte plusieurs capteurs solidaires de la structure et disposés à différents emplacements de la structure, chacun de ces capteurs étant aptes à mesurer un signal vibratoire causé par les signaux basse fréquence et haute fréquence générés en même temps, et - le calculateur est en plus configuré pour détecter le défaut et estimer sa position dans la structure à partir des mesures du signal vibratoire réalisées par lesdits plusieurs capteurs.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels : - la est une illustration schématique d’un système permettant de détecter un défaut dans une structure ; - la est un organigramme d’un procédé de détection d’un défaut susceptible d’être mis en œuvre dans le système de la ; - les figures 3 à 6 sont des graphes illustrant des spectres de puissance de signaux générés lors de la mise en œuvre du procédé de la ; - la est un organigramme d’un autre procédé de détection d’un défaut susceptible d’être mis en œuvre dans le système de la ; - la est un graphe illustrant les spectres de puissance de différents signaux utilisés lors de la mise en œuvre du procédé de la .
Dans la suite de cette description, les caractéristiques et fonctions bien connues de l’homme du métier ne sont pas décrites en détail.
Dans cette description, des exemples détaillés de modes de réalisation sont d’abord décrits dans un chapitre I en référence aux figures. Ensuite, dans un chapitre II, des variantes de ces modes de réalisations sont introduites. Enfin, les avantages des différents modes de réalisation sont présentés dans un chapitre III.
Chapitre I : Exemples de modes de réalisation.
La représente un système 2 qui comporte : - un dispositif 4 équipé d’une structure 6, et - un appareillage 8 de détection d’un défaut dans la structure 6.
La structure 6 est une pièce mécanique du dispositif 4. Par la suite, ce premier mode de réalisation est décrit dans le cas particulier où la structure 6 est une structure mince. Par exemple, ici, la structure mince 6 présente une face externe et une face interne séparées l’une de l’autre par l’épaisseur e 6 de la structure mince 6. L’épaisseur e 6 est suffisamment petite pour que les faces externe et interne guident la propagation d’une onde élastique ou d’une onde de Lamb dans la structure mince dans des directions parallèles à ces faces externe et interne. À cet effet, typiquement, l’épaisseur e 6 est dix ou cent fois plus petite qu’une longueur et/ou une largeur de la structure mince 6.
Préférentiellement, chaque quadrant Q du système robotisé 100 comporte au moins une pièce d’appui PA.
Dans un exemple de réalisation, la pièce d’appui comporte un pied. Le pied est destiné à être lié fixement à un des au moins deux membres du quadrant. Par « lié fixement », on entend qu’il n’existe aucun degré de liberté entre le pied et le membre du quadrant auquel il est lié.
Dans un autre exemple de réalisation de la pièce d’appui, la pièce d’appui PA comporte une roue. La roue est reliée à un des au moins deux membres du quadrant, préférentiellement au torse T du quadrant Q, par une articulation autorisant un ou deux degrés de liberté.
Des exemples de réalisation d’une pièce d’appui seront décrits ultérieurement.
Dans un mode de réalisation (non représenté sur les figures), le système robotisé 100 comporte au moins un dispositif de verrouillage/déverrouillage configuré pour désolidariser, de manière réversible, deux quadrants successifs. En d’autres termes, la boucle fermée formée par les quadrants du système robotisé peut être ouverte et refermée.
De préférence, le système robotisé 100 comporte autant de dispositifs de verrouillage/déverrouillage que de quadrants, ce qui permet avantageusement de désolidariser n’importe quel quadrant du système robotisé, selon le besoin.
Un dispositif de verrouillage/déverrouillage comporte préférentiellement un premier organe de fixation configuré pour coopérer de manière amovible avec un deuxième élément de fixation. Le premier organe de fixation est préférentiellement disposé au niveau d’un des deux quadrants successifs et le second organe de fixation est disposé au niveau de l’autre quadrant.
De préférence, un dispositif de verrouillage/déverrouillage permet de désassembler l’articulation fin de quadrant d’un quadrant.
Dans un exemple de réalisation, le dispositif de verrouillage/déverrouillage est un dispositif électromagnétique.
Dans un autre exemple de réalisation, le dispositif de verrouillage/déverrouillage est un dispositif hybride composé d’éléments mécanique et électromagnétique.
Les moyens d’actionnement sont avantageusement configurés pour commander le au moins un dispositif de verrouillage/déverrouillage.
Dans un mode de réalisation (non représenté sur les figures), le système robotisé 100 comporte, au niveau d’au moins un quadrant Q, un connecteur relié à un des membres dudit au moins un quadrant. Le connecteur est configuré pour recevoir au moins un outil, tel que par exemple un dispositif de préhension d’un objet, de type pince, ventouse, membrane flexible, outil agricole (tel qu’un outil de récolte, de désherbage, de semis…), outil de fabrication (tel qu’un outil de soudure, de perçage, de vissage, d’assemblage…), outil type entretien ménager (tel qu’un aspirateur, un outil de lavage…) ou encore un dispositif de mesure (tel qu’un capteur de température, d’humidité, d’onde électromagnétique (ondes radio ou radiations), mécanique (son, tremblement de terre), sans que cette liste soit exhaustive.
Le connecteur est relié, de manière réversible ou non, audit membre dudit au moins un quadrant.
De préférence, le connecteur est disposé sur un membre d’un quadrant qui peut être désolidarisé du quadrant suivant.
De préférence, le système robotisé comporte un connecteur par quadrant.
Dans un mode de réalisation (non représenté sur les figures), le système robotisé 100 comporte un système de perception au niveau d’au moins un quadrant.
Dans le cas des containers maritimes par exemple, bien que les unités respectent une forme standard prédéfinie, les connexions avec ces unités nécessitent des temps de raccordement et d’ajustement longs, qui réduisent en conséquence la rapidité de mise en œuvre de ces solutions connues. De plus, de telles unités ne sont pas de conception évolutive. Par ailleurs, tout comme dans les installations fixes classiques de traitement, l’espace au sol et aux murs de ces unités est encombré par des canalisations et des câbles électriques indispensables au fonctionnement des différents équipements. Leur présence dans un environnement étroit augmente les risques d’accident pour l’opérateur, qui pourra plus facilement chuter.
Ainsi, il existe un besoin de fournir un nouve concept qui pallie ces inconvénients de l’état de la technique en inventant un principe de modularité offrant une capacité d’évolution, d’adaptation et d’interchangeabilité, en combinant les avantages de fiabilité des stations fixes « en dur » avec la flexibilité et l’ergonomie permise par des modules déplaçables de conception nouvelle.
L’invention a aussi pour objectif d’associer la fiabilité, la standardisation et le contrôle de qualité de la fabrication en usine, la compatibilité avec le transport sur site, et la mise en place par assemblage normalisé facile et rapide, très adapté à des contraintes de délais de mise en œuvre (en anglais lead time , ce concept de logistique qui optimise le temps qui s'écoule entre le passage d'une commande fournisseur et la livraison de la marchandise au client).
Cette standardisation est également très avantageuse pour la mise en œuvre dans des environnements hostiles ou dangereux, et diminue l’exposition des personnels aux risques chantier ou à d’autres risques d’environnement (risques pays, etc…).
L’invention répond également au besoin de concevoir des modules de traitement qui offrent un encombrement réduit au sol, avec un espace disponible augmenté tout en assurant la sécurité des opérateurs.
Les objectifs de l’invention incluent également le besoin de concevoir des modules de traitement dans lesquels l’accès aux équipements, l’entretien et la maintenance de l’installation sont facilités.
Exposé de l’invention
Selon l’invention, un module de traitement d’eaux et/ou de boues comprend un module de plancher présentant une surface supérieure apte à recevoir au moins un équipement externe, caractérisé en ce que le module de plancher inclut également : - au moins un logement intérieur aménagé sous ladite surface supérieure, ledit logement intérieur étant apte à recevoir au moins un équipement interne, ladite surface supérieure du plancher étant partiellement ou totalement amovible pour permettre un accès temporaire audit au moins un logement aménagé sous ladite surface supérieure ; et, - au moins une zone de raccordement pourvue de moyens de raccordement fluidique et/ou électrique et/ou optique pour permettre le raccordement rapide entre ledit au moins un équipement interne, et au moins un autre équipement situé à l’extérieur du plancher, tel qu’un équipement externe situé sur le plancher ou un équipement interne situé à l’intérieur d’un autre plancher modulable adjacent et/ou avec une entrée et /ou une sortie de traitement et/ou de station modulaire.
Dans la suite de la description de l’invention, les termes « module(s) », « modulable(s), « modulaire(s) » ont la signification suivante : - un module de traitement constitue une unité de traitement, et est destiné à être assemblé avec au moins un autre module de traitement afin de former une station modulaire de traitement ; un module de traitement type comprend notamment un module de plancher, lequel est généralement surmonté d’un ou plusieurs équipement(s) externe(s). De façon optionnelle, un module de traitement peut comporter une paroi d’habillage, typiquement un toit et/ou une ou plusieurs parois latérales, par exemple pour enfermer en tout ou partie un équipement externe et /ou le protéger du monde extérieur ; - un module de plancher correspond à une unité de plancher et est destiné à être assemblé avec au moins un autre module de plancher afin que cet assemblage forme le socle et le support d’une station modulaire de traitement ; comme on le verra ci-après, un module de plancher se présente préférentiellement sous la forme d’une structure support qui présente d’une part un volume intérieur (ou logement intérieur) susceptible de recevoir une première série d’équipements (dits équipements internes), et d’autre part une surface supérieure apte à recevoir une seconde série d’équipements (dits équipements externes) ; - un assemblage de plusieurs modules de planchers sera aussi nommé plancher modulaire, l’adjectif « modulaire » étant utilisé ici dans son sens commun signifiant « constitué de modules ». De la même façon, une station modulaire selon l’invention est constituée de plusieurs modules de traitement assemblés entre eux ; - le concept de plancher selon l’invention est par ailleurs dit « modulable » dans la mesure où la mise en œuvre d’une station modulaire consiste à sélectionner les différents modules appropriés à l’usage envisagé, et à les assembler sur le site d’exploitation selon une combinaison et des modalités très diverses permises par la modularité de l’invention.
Cette conception particulière des modules de plancher « opérationnels » constitue une caractéristique essentielle de l’invention qui permet la modularité spécifique du système de traitement modulaire de l’invention, à savoir un système de modules pour station modulaire de traitement comprenant une pluralité de modules de traitement standardisés, tout ou partie desdits modules étant susceptibles d’être juxtaposés et/ou interconnectés les uns aux autres par tout ou partie de leurs équipements externes ou internes selon une pluralité de combinaisons pour former une pluralité de configurations de traitement d’eaux et/ou de boues.
Par système de modules, on entend ici le principe de concevoir un jeu de modules standardisés complémentaires, combinables les uns aux autres en tout ou partie selon une pluralité de combinaisons, et de pouvoir, à un moment donné, soit agencer chacun d’eux dans une station modulaire de traitement, soit le stocker en attendant son utilisation dans une station modulaire. Bien que le principe soit que, dans une station modulaire donnée, chaque module est généralement différent d’un autre, le système de modules selon l’invention vise aussi à couvrir le cas où plusieurs modules identiques ou similaires sont utilisés dans une même station modulaire, et/ou plusieurs modules identiques ou similaires peuvent être stockés pour pouvoir être disponibles afin d’être affecté chacun, en temps utile, à une ou plusieurs stations modulaires différentes.
Avantageusement, selon le système de traitement de l’invention, les modules de traitement standardisés présentent une section horizontale quadrangulaire dont la longueur finale est composée d’une unité ou de sous unités dont la somme sera égale à l’unité. Autrement dit, pour une même famille de modules susceptibles d’être juxtaposés selon différentes combinaisons, la longueur d’un module est égale soit à une unité de longueur de référence, soit à une longueur égale à un sous-multiple de l’unité de longueur de référence. La largeur d’un module appartenant à une même famille est préférentiellement constante, même si on peut imaginer là aussi des multiples ou des sous-multiples grâce au principe de standardisation et de modularité de l’invention.
On notera que le système selon l’invention peut être vu autant comme un produit, du fait qu’il est constitué d’une pluralité de moyens structurels, que comme un procédé du fait de la caractérisation de ces moyens par leur standardisation fonctionnelle.
De cette façon, la station modulaire peut être assemblée sur une plateforme de réception des modules de traitement sur site, les dimensions de la plateforme de réception étant choisies en adéquation à la dimension des modules juxtaposés. Plus précisément, la plateforme aménagée sur site devra offrir un espace ajusté à l’encombrement au sol résultant de la juxtaposition et de la combinaison (ou des combinaisons successives en cas d’évolution prévue dans le temps) de modules, dont le dimensionnement tiendra compte des longueurs et largeurs standardisées de modules discutées plus haut.
Incidemment, un tel système modulable est aussi compatible à titre secondaire avec des modules sans équipement de traitement (équipement « process ») communément appelés « modules tertiaires » pour former un assemblage de modules juxtaposés sur site dont certains ne sont pas connectés selon les modalités d’interconnexion des modules « opérationnels » (c’est à dire les modalités d’interconnexion d’équipements internes et/ou externes contribuant à la chaîne de traitement des eaux et/ou des boues dans la configuration de traitement permise par l’assemblage en question). A titre d’exemple, ces « modules tertiaires » sont affectés à une fonction connexe à la fonction traitement des eaux et des boues, et appartiennent au groupe comprenant les modules d’outillage, les modules de stockage de matériel de réserve et les salles d’accueil de personnel (y inclus salle de repos ou de café, etc..).
Ainsi, l’invention vise à fournir un système de type « plug and play » destiné à se substituer aux installations classiques construites en dur sur site.
Un bloc amortisseur (220) est également positionné dans la cavité cylindrique (202) du corps mobile (200). Il est coaxial avec le moyen élastique de rappel (210) et présente une extrémité liée (221) formée par une collerette évasée, située du côté de la tête d’engagement (280), venant en appui contre le fond de la cavité cylindrique (202) et de ce fait est liée à l’une des extrémités du moyen élastique de rappel (210). L’autre extrémité (222) du bloc amortisseur (220) vient en appui contre une butée (105), ici une paroi frontale solidaire du boîtier rigide (100).
Lorsque la bobine (110) est alimentée, elle attire le corps mobile (200) en position désengagée, avec une force qui vient contrer la force appliquée par le moyen élastique de rappel (210). Le bloc amortisseur (220), dont l’extrémité non liée (222) est libre et écartée de la paroi (105) au repos, arrive en contact avec la butée (105) puis se déforme par compression sur la fin de course, ce qui évite les bruits intempestifs et les vibrations.
On peut remarquer que l’actionneur présenté en est muni d’un corps mobile (200) lié à un axe traversant l’intégralité dudit actionneur. Nous avons présenté dans un mode préférentiel l’entraînement d’une tête d’engagement (280) en position d’érection lorsque la bobine (110) n’est pas alimentée. Toutefois, il est naturel pour l’homme de métier, en fonction de l’application, de disposer une tête d’engagement (290) du côté opposé, présentant une position escamotée lorsque la bobine n’est pas alimentée, et ce, soit en remplacement soit en supplément de la tête d’engagement (280).
Deuxième variante de réalisation La représente une variante de réalisation d’un actionneur linéaire destiné à une application de vanne (300) à membrane. La tête d’actionnement (280) prolongeant le corps mobile (200) commande le déplacement de la membrane (non représentée) entre d’une part une position de repos engagée, dans laquelle elle est poussée par moyen élastique de rappel (210) constitué d’un ressort, obturant les conduits d’alimentation fluidique et d’autre part une position désengagée commandée par l’alimentation de la bobine électrique (110), où la membrane libère l’écoulement fluidique dans la vanne (300).
Le corps mobile (200) est guidé par une chemise tubulaire (230), par exemple en acier, et présente une cavité cylindrique (202) débouchant sur la face frontale opposée à la tête d’actionnement (280). Ce corps mobile (200) présente une première section cylindrique présentant une section supérieure à la section du ressort de moyen élastique de rappel (210), lorsque ce dernier est en position comprimée, de telle sorte que la section interne du corps mobile est supérieure ou égale à celle du ressort afin d’éviter tout frottement du ressort avec la paroi intérieure de cette cavité cylindrique (202). Du côté de la tête d’actionnement (280), cette cavité est prolongée par un deuxième tronçon de section plus réduite. Le corps mobile (200) présente ainsi un épaulement annulaire (206) formant une butée pour ledit ressort. L’autre extrémité du ressort du moyen élastique de rappel (210) vient en butée dans un logement sur la butée (235), ici une paroi frontale de la chemise tubulaire (230).