INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
D’autres types de capteurs sont propres à être utilisés dès lors qu’ils sont aptes à réaliser une mesure dans un environnement non maitrisé, par exemple des capteurs basés sur l’utilisation d’ultrasons en général, y compris tel que cité ci-dessus des capteurs propres à générer et recevoir des ondes guidées, mais également des capteurs de mesure de courants de Foucault ou de mesure vibratoire, etc. Sur la vue B, la présence d’un défaut 18 à la surface du tuyau modifie la propagation des ondes guidées en générant notamment des ondes guidées réfléchies 20.
La est une vue schématique d’un dispositif électronique 30 de détection d’anomalie(s) dans une structure selon la présente invention. Un tel dispositif 30 comprend une unité d’apprentissage automatique 32 comprenant un premier module 34 d’obtention configuré pour obtenir un ensemble de données saines représentatives de N états sains de ladite structure respectivement associés à N ensembles, distincts deux à deux, de conditions d’utilisation de ladite structure, N étant un entier, deux ensembles distincts présentant au moins une condition d’utilisation distincte d’un ensemble à un autre.
L’unité d’apprentissage 32 comprend en outre un premier module 36 de projection configuré pour projeter ledit ensemble de données saines (également appelé base saine comprenant N échantillons, chaque échantillon étant de dimension P) dans un espace latent E de dimension réduite par rapport à la dimension dudit ensemble de données saines.
Selon un aspect optionnel, un tel espace latent E est configuré pour décrire de manière aussi simple que possible les effets perturbateurs précités, et est idéalement linéaire, sinon monotone.
L’unité d’apprentissage 32 comprend également un module 38 de détermination configuré pour déterminer un contour C, notamment multidimensionnel, dudit ensemble de données saines projeté dans ledit espace latent.
Par ailleurs, le dispositif électronique 30 comprend une unité de test 40, propre à recevoir en entrée la sortie S de l’unité d’apprentissage 32, et comprenant un deuxième module 42 d’obtention configuré pour obtenir, par mesure via ledit au moins un capteur, un ensemble de données test représentatives de l’état courant de ladite structure 10.
L’unité de test 40 comprend en outre un deuxième module 44 de projection configuré pour projeter ledit ensemble de données test dans ledit espace latent fourni par le premier module 36 de projection de ladite unité d’apprentissage 32.
L’unité de test 40 comprend également un module 46 de détection configuré pour détecter au moins une anomalie courante de ladite structure dès qu’un élément dudit ensemble de données test est en dehors dudit contour fourni par ledit module 38 de détermination de ladite unité d’apprentissage 32.
Autrement dit, l’unité d’apprentissage 32 est propre à construire par entrainement un jumeau numérique décrivant l’ensemble des données saines pour détecter une anomalie comme au-delà de l’espace sain décrit par ce jumeau numérique.
Dans l’exemple de la , le dispositif électronique 30 de détection d’anomalie(s) dans une structure comprend une unité de traitement d’informations 50 formée par exemple d’une mémoire 52 et d’un processeur 54 associé à la mémoire 52.
Dans l’exemple de la , le premier module 34 d’obtention, le premier module 36 de projection, le module 38 de détermination, le deuxième module 42 d’obtention, le deuxième module 44 de projection et le module 46 de détection sont réalisés chacun sous forme d’un logiciel, ou d’une brique logicielle, exécutable par le processeur 54. La mémoire 52 du dispositif électronique 30 de détection d’anomalie(s) dans une structure est alors apte à stocker pour mettre en œuvre une phase d’apprentissage un premier logiciel d’obtention, un premier logiciel de projection, et un logiciel de détermination, et pour mettre en œuvre une phase de test un deuxième logiciel d’obtention, un deuxième logiciel de projection, et un logiciel de détection. Le processeur 54 est alors apte à exécuter chacun des logiciels parmi le premier logiciel d’obtention, le premier logiciel de projection, le logiciel de détermination pour une phase d’apprentissage, et pour une phase de test, un deuxième logiciel d’obtention, un deuxième logiciel de projection, et un logiciel de détection.
Pour une pression du réseau donnée avec vanne fermée, l’ouverture de la vanne va faire varier (chuter) la pression : il y aura une différence entre la pression à débit nul et la pression avec débit.
Le changement de section (conduit, vanne, etc.) génère des variations de vitesse et donc de pression. La pression instantanée mesurée (pour une pression de réseau constante) est donc à l’image du débit courant.
Lorsque la vanne 12 est fermée, le débit courant est nul, et la pression mesurée est la pression du réseau en ce point (pression statique).
Lorsque la position courante de la bille 14 est telle que le débit courant ne peut pas être mesuré par le dispositif de mesure ultrasonique 6, c’est-à-dire lorsque la vanne 12 est dans une position semi-ouverte et que la mesure des ultrasons est impossible, le circuit de traitement 5 évalue le débit courant en fonction de la position angulaire courante de la bille 14, de la pression du fluide au débit courant et de la pression du fluide à débit nul.
Le circuit de traitement 5 tente tout d’abord de mesurer le débit courant en utilisant le dispositif de mesure ultrasonique 6 (étape E1).
Le circuit de traitement 5 vérifie si les signaux ultrasonores peuvent cheminer librement entre les transducteurs 7a, 7b, et donc si la position courante de la bille 14 est telle que le débit courant peut être mesuré par le dispositif de mesure ultrasonique 6 (étape E2). Si c’est le cas, le circuit de traitement 5 utilise le dispositif de mesure ultrasonique 6 pour mesurer le débit courant.
Sinon, le circuit de traitement 5 acquiert la position courante de la bille 14 (via le capteur de position 15) : étape E3.
Si la vanne 12 est fermée, le circuit de traitement 5 acquiert au moins une mesure de pression produite par le capteur de pression 16 (étape E4), et évalue ainsi la pression de l’eau à débit nul (étape E5).
Si la vanne 12 est partiellement ouverte, le circuit de traitement 5 mesure la position courante de la bille 14 (étape E6).
Le circuit de traitement 5 ouvre alors entièrement la vanne (à 100%) : étape E7.
Le circuit de traitement 5 utilise alors le dispositif de mesure ultrasonique 6 pour mesurer le débit courant (étape E8).
Le circuit de traitement 5 attend que le débit courant soit nul (étape E9).
Lorsque le débit courant est nul, le circuit de traitement 5 acquiert au moins une mesure de pression produite par le capteur de pression 16, et évalue ainsi la pression de l’eau à débit nul (étape E10).
Le circuit de traitement 5 remet alors la bille 14 dans sa position initiale (c’est-à-dire dans la position courante) : étape E11.
Le circuit de traitement 5 acquiert alors au moins une mesure de pression produite par le capteur de pression 16, et évalue ainsi la pression de l’eau au débit courant. Le circuit de traitement 5 estime alors le débit courant en fonction de la position courante de la bille 14, de la pression de l’eau au débit courant et de la pression de l’eau à débit nul (étape E12).
En variante non représentée, le premier module 34 d’obtention, le premier module 36 de projection, le module 38 de détermination, le deuxième module 42 d’obtention, le deuxième module 44 de projection et le module 46 de détection sont réalisés chacun sous forme d’un composant logique programmable, tel qu’un FPGA (de l’anglais Field Programmable Gate Array ), ou un processeur graphique GPU (de l'anglais Graphics Processing Unit ), ou encore sous forme d’un circuit intégré, tel qu’un ASIC (de l’anglais Application Specific Integrated Circuit ).
Lorsque le dispositif électronique 30 de détection d’anomalie(s) dans une structure est réalisé sous forme d’un ou plusieurs logiciels, c’est-à-dire sous forme d’un programme d’ordinateur, également appelé produit programme d’ordinateur, il est en outre apte à être enregistré sur un support, non représenté, lisible par ordinateur. Le support lisible par ordinateur est par exemple un medium apte à mémoriser des instructions électroniques et à être couplé à un bus d’un système informatique. A titre d’exemple, le support lisible est un disque optique, un disque magnéto-optique, une mémoire ROM, une mémoire RAM, tout type de mémoire non-volatile (par exemple EPROM, EEPROM, FLASH, NVRAM), une carte magnétique ou une carte optique. Sur le support lisible est alors mémorisé un programme d’ordinateur comprenant des instructions logicielles.
De manière non représentée, l’invention porte également sur un système de détection d’anomalie(s) dans une structure, ledit système comprenant un tel dispositif électronique 30 de détection d’anomalie(s) dans une structure, illustré par la , et comprenant en outre une pluralité de Q capteurs portés par ladite structure, configurés pour générer et recevoir des ondes guidées et formant un réseau de capteurs, Q étant un entier supérieur à un. Selon un aspect particulier, au moins un desdits Q capteurs est configuré pour générer et recevoir des ondes guidées élastiques ultrasonores guidées.
L’information est donc, dans ce cas, traitée au niveau réseau de capteurs en exploitant Q 2 -Q signaux correspondant aux trajets entre les Q capteurs, ou Q 2 signaux si l’on exploite les signaux émis et reçus par un même capteur. Le réseau de capteurs Q est le cas échéant complété par une chaine d’acquisition non représentée et configurée pour traiter les mesures capturées via ledit réseau de Q capteurs.
En effet, il n’est pas exclu qu’un signal acquis par un élément 14 de capteur tel qu’illustré sur la , en présence d’un défaut dans des conditions d’utilisations U 1 soit identique à un signal acquis en l’absence de défaut dans des conditions U 2 . Pour lever cette ambiguïté, la présente invention propose alors de se baser sur les données issues d’un réseau de capteurs. En effet, en raison de l’asymétrie des défauts, la contribution d’un défaut donné est variable selon les chemins parcourus par les ondes, ce qui n’est pas le cas pour les conditions opérationnelles. Les données sont donc traitée au niveau réseaux de capteurs, Q²-Q signaux correspondant aux trajets entre les Q capteurs.
Le fonctionnement du dispositif électronique 30 de détection d’anomalie(s) dans une structure va maintenant être décrit en référence à la qui illustre schématiquement un exemple de mise en œuvre, selon la présente invention, d’un procédé 60 de détection d’anomalie(s) dans une structure, telle que par exemple la structure 10 de la .
Le procédé 60 selon la présente invention comprend tout d’abord une phase d’apprentissage automatique 62, illustrée également plus en détails sur la décrite par la suite.
Selon une première étape 64 de la phase d’apprentissage 62, le dispositif électronique 30 de détection d’anomalie(s), via son premier module d’obtention 34, obtient OBT_A un ensemble de données saines représentatives de N états sains de ladite structure respectivement associés à N ensembles, distincts deux à deux, de conditions d’utilisation de ladite structure, N étant un entier, deux ensembles distincts présentant au moins une condition d’utilisation distincte d’un ensemble à un autre.
Les N ensembles, distincts deux à deux, de conditions d’utilisation de ladite structure visent notamment à couvrir les principaux paramètres d’exploitation susceptibles d’influencer les mesures, à savoir ceux associés aux effets épistémiques précités, tels que le placement de capteurs, les propriétés et géométrie de la structure, les propriétés des capteurs, ceux associés aux effets rapides précités, tels que la température, l’humidité, la pression, les efforts appliqués à la structure considérée, ceux associés aux effets lents tels que le vieillissement du ou des capteurs, de la structure et du couplage entre la structure et le ou les capteurs.
Comme illustré par la , une telle obtention 64 succède à l’une des trois phases préalables optionnelles 642, 644, 646, mises en œuvre par ledit dispositif électronique 30 de détection d’anomalie(s) ou par un dispositif distinct, la première phase préalable optionnelle 642 correspondant à une phase préalable de calibration CAL de ladite structure pour les N ensembles distincts deux à deux de conditions d’utilisation de ladite structure.
Autrement dit, selon cette première option, l’ensemble de données saines est déterminé au préalable par l’expérience au cours d’une phase de calibration 642, souvent propre à être prohibitive en termes de coûts/durée, et consistant à instrumenter des structures saines et à acquérir des données sur de longues périodes. Une telle phase de calibration 642 impliquant à la fois la supervision des données mesurées pour s’assurer qu’il n’y a pas de défaut, et leur exhaustivité afin de s’assurer qu’un nombre statistiquement suffisant de combinaisons des paramètres sont explorées. Selon l’application, une telle calibration est disponible et effectuée au préalable par exemple lors d’une phase de recherche et développement de la structure considérée, l’étape d’obtention 64 consistant alors à récupérer l’ensemble de données saines issu de la phase 642 de calibration CAL.
Selon une deuxième option préférentielle, ledit ensemble de données saines est obtenu à l’issue d’une phase préalable 644 de simulation SIM de ladite structure pour les N ensembles distincts deux à deux de conditions d’utilisation de ladite structure, l’étape d’obtention 64 consistant alors à récupérer l’ensemble de données saines issu de la phase 644 de simulation SIM.
Cette deuxième option est une approche privilégiée, selon la présente invention, la simulation préalable 644 permettant d’établir, rapidement et à moindre coût que la première option expérimentale, des modèles (i.e. simulations) des signaux soumis aux paramètres perturbateurs correspondant aux incertitudes épistémiques et aux effets externes non supervisés précités, et ainsi de générer les données saines à la volée.
En effet, selon l’application, il peut s’avérer prohibitif selon la première d’acquérir l’ensemble des signaux sains possibles en expérience, en particulier d’une part car les effets de vieillissement ne sont visibles qu’après plusieurs années, et d’autre part car il faudrait instrumenter beaucoup de structures pour constater toutes les variabilités de structures/instrumentation.
Une telle deuxième option par simulation implique par ailleurs d’avoir à disposition des modèles de l’ensemble des phénomènes influant les ondes guidées, de tels modèles étant propres à être appris/calibrés/testés/validés sur des échantillons représentatifs de la structure et de l’application considérée, limitant grandement le coût par rapport à la solution expérimentale associée à la première option précité. Avantageusement, les modèles (i.e. simulations) de défauts ne sont pas nécessaires, car la présente invention propose de se focaliser sur les données saines
Selon une troisième option, ledit ensemble de données saines est obtenu suite à une phase préalable 646 hybride de calibration et/ou de simulation de ladite structure pour les N ensembles, distincts deux à deux, de conditions d’utilisation de ladite structure, l’étape d’obtention 64 consistant alors à récupérer l’ensemble de données saines issu de la phase 646 hybride HYB.
Lorsque le montant 9 est disposé en regard dudit espacement 8 (figure 9A), il peut en particulier présenter des dimensions égales ou supérieures à celles dudit espacement 8 afin de recouvrir ce dernier. L’espacement 8 est ainsi caché à la vue d’un observateur. Dans ce cas, ledit montant 9 peut recouvrir partiellement les deux pans adjacents 15, tel que représenté sur la figure 9A.
Lorsque le montant 9 est disposé dans l’espacement 8 (figures 3B à 3E), il peut notamment être dimensionné pour le combler totalement ou en quasi-totalité et ainsi être au plus proche voire au contact, du bord 16 des deux pans 15 adjacents. Le montant 9 peut notamment comprendre une ou plusieurs sources lumineuses 5 afin d’éclairer au moins un des deux pans 15 par ledit bord 16. Par ailleurs, le montant 9 peut s’étendre devant afin de recouvrir partiellement la face externe 10 desdits pans 15 adjacents (figure 3B) et/ou s’étendre derrière afin de recouvrir partiellement la face externe 10 desdits pans 15 adjacents (figure 3D). Lorsqu’il s’étend devant et derrière, il présente de préférence des glissières en formes de « U » dans lesquelles sont disposés les bords 16 en regarde l’espacement 8 pour le positionnement, voire le maintien, des pans 15 adjacents. A la figure 3E est représenté un autre mode de réalisation dans lequel les pans 15 adjacents ne sont pas en regard, mais décalés, et où un montant 9 est disposé dans l’espacement 8 et enserre leur bord 16 respectif situé en regard dudit espacement 8 à l’aide d’une glissière en « U ».
Comme représenté sur l’ensemble des figures 3A à 3E, l’extrémité portant le bord 16 des pans adjacents en regard de l’espacement 8 peut être dépourvu du réseau de microlentilles 100 et du réseau de motifs tridimensionnels 110.
La illustre l’intégration d’une pièce de carrosserie 300 selon l’invention dans la face avant 400 avant d’un véhicule. Dans l’exemple représenté sur cette figure, la pièce de carrosserie 300 est disposée au niveau de la calandre du véhicule et sa périphérie épouse en partie une peau de pare-chocs 200.
La présente une vue éclatée de cette pièce de carrosserie 300 et la présente une vue de la face avant 400 selon le plan de coupe A-A. Ces deux figures seront lues ensembles.
La pièce de carrosserie 300 comprend ici une paroi lenticulaire 1, un boîtier 310 sur laquelle la paroi lenticulaire est montée et une paroi de protection 320 disposée en avant de la paroi lenticulaire 1 selon la direction X du véhicule et destinée à protéger la paroi lenticulaire 1 de l’extérieur.
La paroi lenticulaire 1 comprend un ensemble de pans 15 ainsi qu'un support 18. Le support 18 permet de disposer les pans 15 de la paroi lenticulaire 1 les uns par rapport aux autres, ici sur une même rangée. À cet effet, les pans 15 peuvent être fixés au support 18 par tout moyen, notamment par collage ou encore par clipsage. Notamment les pans 15 sont fixés dans des logements 19 disposés au-dessus et au-dessous des pans 15 selon la direction Z. Les logements 19 sont ici rapportées sur le support 18.
Les pans 15 peuvent être éclairés à l’aide d’une ou de plusieurs sources de lumière 5.
Comme représenté sur la , la ou les sources de lumières 5 peuvent être disposées le long d’un ou de plusieurs des bords 16 de chaque pan 15. Notamment, une source de lumière 5 peut être disposée le long du bord supérieur et/ou du bord inférieur de chaque pan 15 permettant d’éclairer chaque pan 15 par un ou deux de ses bords 16 opposés. Comme illustré sur cette figure, cette ou ces sources de lumières 5 peuvent être logées dans les logements 19, notamment en forme de gorge, recouvrant le bord 16 supérieur et/ou inférieur de chaque pan 16.
Alternativement, cette ou ces sources de lumière 5 peuvent être disposées derrière les pans 15, afin de les rétroéclairer, et notamment entre les pans 15 et le support 18. Notamment la ou les sources lumineuses sont au moins en partie montées sur le support 18.
Le boîtier 310 sur lequel est montée la paroi lenticulaire 1 est donc disposé en arrière de cette dernière selon l’axe longitudinal X du véhicule.
La paroi de protection 320 est transparente de sorte à ce qu’un observateur extérieur puisse apercevoir le ou les motifs projetés par la paroi lenticulaire 1. La paroi de protection 320 peut notamment comprendre un cache opaque (non représenté) configuré pour définir une ou plusieurs zones transparentes au niveau de la paroi de protection au travers desquelles la paroi lenticulaire 1 est visible.
On se tournera à présent vers les figures 13 à 29 décrivant de manière détaillée un pan 15 d’une paroi lenticulaire 1 selon l’invention.
La représente une vue schématique en perspective de la face externe 10 d’un pan 15 d’une paroi lenticulaire 1, d’épaisseur e. La face externe 10 supporte un réseau de microlentilles 100. Les microlentilles, toutes identiques, ont une forme sphérique de rayon R. La face latérale 16 du pan 15 est lisse, grainée ou dépolie et ne comporte pas de motifs.
La illustre le même pan 15 vu du côté de la face interne 11. Des motifs en relief 110, tous identiques, sont disposés de manière régulière. Ces motifs tridimensionnels peuvent indifféremment être réalisés en creux ou en relief. Dans l’exemple servant de support à la présente description ces motifs ont la forme d’un S stylisé tel qu’illustré dans le médaillon accroché à la .
La et le médaillon qui lui est attaché permettent d’illustrer le pan 15 en transparence, en faisant apparaitre simultanément le réseau de microlentilles 100 et le réseau de motifs tridimensionnels 110.
Le compteur 1 comporte un circuit de traitement 5. Le circuit de traitement 5 comprend au moins un composant de traitement 5a, qui est par exemple un processeur « généraliste », un processeur spécialisé dans le traitement du signal (ou DSP, pour Digital Signal Processor ), un microcontrôleur, ou bien un circuit logique programmable tel qu’un FPGA (pour Field Programmable Gate Arrays ) ou un ASIC (pour Application Specific Integrated Circuit ). Le circuit de traitement 5 comprend aussi une ou des mémoires 5b, reliées à ou intégrées dans le composant de traitement 5a. Au moins l’une de ces mémoires 5b forme un support d’enregistrement lisible par ordinateur, sur lequel est enregistré au moins un programme d’ordinateur comprenant des instructions qui conduisent le composant de traitement 5a à exécuter au moins certaines des étapes du procédé de mesure et du procédé de régulation qui seront décrits plus bas.
Ce phénomène dépend aussi des matériaux utilisés pour fabriquer la bille et le siège. Le siège est classiquement fabriqué en Téflon, et le frottement de la bille sur le Téflon dépend du matériau utilisé pour fabriquer la bille (inox, laiton, etc.).
Pour résoudre ce problème de blocage de la bille, il a été envisagé d’intégrer dans le conduit un transducteur piézoélectrique de puissance à proximité immédiate de l’électrovanne. Le transducteur produit une onde à basse fréquence dont résulte une dépression qui génère une cavitation. L’implosion des bulles de cavitation permet d’éliminer l’encrassement.
Cette solution est cependant complexe à mettre en œuvre et coûteuse, car elle nécessite d’intégrer dans le compteur non seulement ledit transducteur piézoélectrique pour générer la cavitation, mais aussi une source d’énergie importante pour exciter ledit transducteur. Par ailleurs, cette solution est problématique car la présence des bulles de cavitation autour de la bille tend à perturber la mesure du débit via les ultrasons, dans le cas où la bille et le générateur de cavitation se trouvent entre les deux transducteurs dédiés aux mesures de débit.
L’invention a pour objet de détecter, de manière efficace, simple, peu coûteuse, et sans perturber la mesure du débit, un blocage ou un futur blocage de l’organe mobile d’une électrovanne, et d’agir contre ce blocage ou futur blocage.
En vue de la réalisation de ce but, on propose un procédé de surveillance d’une électrovanne qui comporte :
un organe mobile, qui s’étend dans un conduit et dont une position courante peut être commandée pour contrôler un débit courant d’un fluide pouvant s’écouler dans le conduit ; un moteur électrique agencé pour entraîner en mouvement l’organe mobile de manière à lui conférer sa position courante ;
le procédé de surveillance comportant des phases de surveillance répétées régulièrement et comprenant chacune les étapes de :
piloter le moteur électrique pour modifier la position courante de l’organe mobile ; évaluer une grandeur de surveillance représentative d’un courant d’appel du moteur électrique au cours de l’étape de pilotage ; comparer la grandeur de surveillance avec au moins un premier seuil prédéterminé et, si la grandeur de surveillance est supérieure audit premier seuil prédéterminé, mettre en œuvre au moins une action corrective pour éviter un blocage de l’électrovanne.