INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le moteur thermique M est notamment apte à être alimenté à partir du carburant fourni par le réservoir de carburant, et la pile à combustible P est apte à être alimentée par le réservoir d’hydrogène. Le moteur thermique M comprend également un système d’échappement des gaz d’échappement émis lors de la combustion du mélange d’air et de carburant dans le moteur thermique M. La machine électrique M E est apte à être alimentée par l’énergie électrique fournie par la batterie 30.
Le véhicule 2 peut comprendre d’autres dispositifs relatifs au moteur thermique M ou à la pile à combustible P, et d’autres dispositifs relatifs à la machine électrique M E .
On appelle « système », l’ensemble des éléments montés dans le véhicule 2, aptes à consommer ou produire de l’énergie électrique, du carburant ou de l’hydrogène. Par exemple, le système comprend l’ensemble des dispositifs décrits précédemment : le moteur thermique M ou la pile à combustible P, la machine électrique M E , le dispositif de refroidissement 10, le catalyseur 20 et la batterie 30.
Chaque dispositif est caractérisé par au moins une variable d’état, permettant de décrire l’état de fonctionnement du dispositif. Par exemple, le dispositif de refroidissement 10 est caractérisé par une température de liquide de refroidissement. Par exemple encore, le catalyseur 20 est caractérisé par une valeur de température interne. Par exemple toujours, la batterie 30 est caractérisée par une variable d’état de charge, le moteur thermique M est caractérisé par une vitesse de rotation, la pile à combustible P est caractérisée par une température ou des pressions régnant dans les circuits d’alimentation en hydrogène et en oxygène, etc.
Le véhicule automobile 2 comporte en outre des moyens de mesure du ou des état(s) décrit(s) par la ou chaque variable d’état et des moyens de mesure du critère ou de la combinaison de critères à optimiser (de tels moyens de mesure n’étant pas représentés sur la pour des raisons de clarté). De préférence, le véhicule automobile 2 comporte également des moyens de mesure de perturbations et/ou de points de consignes appliqué(e)s au véhicule 2 (tels que par exemple des points de consignes de couple et/ou de vitesse du véhicule 2).
Le critère ou la combinaison de critère(s) à optimiser via le procédé selon la présente invention est par exemple une consommation en énergie du véhicule 2, un niveau de pollution du véhicule 2, un état de santé du véhicule 2, ou encore une combinaison d’au moins deux critères relatifs au véhicule 2 et choisis parmi le groupe consistant en : un niveau de pollution, une consommation en énergie, un état de santé et une durée d’un trajet prédéterminé. Le critère ou la combinaison de critère(s) à optimiser est représenté par une équation de critère g (u,q). L’équation de critère g (u,q) est fonction au moins des valeurs de consignes instantanées u et des variables d’état q. De préférence encore, l’équation de critère est fonction également des perturbations et/ou des points de consignes w appliqué(e)s au véhicule 2, et s’écrit alors g (u,q,w).
Le système est représenté par un système d’équations d’état f (u,q) modélisant la dynamique du véhicule 2. Les équations d’état f (u,q) sont fonctions au moins des valeurs de consignes instantanées u et des variables d’état q. De préférence encore, les équations d’état sont fonctions également des perturbations et/ou des points de consignes w appliqué(e)s au véhicule 2, et s’écrivent alors f (u,q,w).
Le calculateur 4 fait par exemple partie d’une unité de traitement de données stockant une application ou programme informatique apte à coopérer avec le calculateur 4 (l’unité de traitement de données et l’application ou le programme informatique n’étant pas représentés sur la pour des raisons de clarté). En variante, l’application ou le programme informatique est stocké(e) directement dans le calculateur 4. Le calculateur 4 est relié au moteur thermique ou à la pile à combustible P, à la machine électrique M E , à la batterie électrique 30, ainsi qu’à l’ensemble des dispositifs décrits précédemment comprenant notamment le dispositif de refroidissement 10 et le catalyseur 20.
Le calculateur 4 est apte à recevoir la mesure de chaque valeur de variable d’état relative à chaque dispositif. De plus, le calculateur 4 est apte à commander chaque dispositif auquel il est relié, par l’émission d’une consigne, en fonction de la ou des valeurs de variables relatives à ce dispositif.
En complément optionnel, ladite initialisation 30 de la configuration de détection de référence comprend la définition des éléments appartenant au groupe comprenant au moins les éléments suivants :
- le positionnement initial desdits capteurs.
Pour ce faire, selon l’exemple de la figure 2, la phase d’initialisation 30 comprend une première sous-étape 31 de choix C_C de la configuration de référence en tant que telle dans laquelle la taille de zone à inspecter, la longueur d’onde d’intérêt , le nombres de capteurs nécessaire en théorie pour inspecter ladite zone, et le nombre de capteurs choisi par l’utilisateurs sont définis, notamment au moyen d’une interface utilisateur non représentée sur la .
Selon ce complément optionnel, la phase d’initialisation 30 comprend en outre une sous-étape 32 de définition et génération de la base de données, dite d’entrainement, B_E. Lors de la génération de la base de données B_E, la cartographie de l’épaisseur de la structure à inspecter est rigoureusement obtenue pour chacun des N défauts, par simulation précise de chaque défaut. Selon un exemple, N est notamment sensiblement égal à cinquante défauts distincts (en taille, forme, etc.) simulés précisément pour obtenir pour chacun des N défauts, la cartographie de l’épaisseur de la structure à inspecter avec le défaut considéré.
Selon ce complément optionnel, la phase d’initialisation 30 comprend en outre une sous-étape 33 de positionnement initial desdits capteurs, ledit positionnement initial P i étant le point de départ pour la mise en œuvre itérative de l’optimisation bi-niveau itérative en tant que telle et tel que décrit par la suite.
En complément optionnel, ledit positionnement initial P i desdits capteurs correspond à une disposition circulaire régulière desdits capteurs.
En complément optionnel, ladite sous-étape 33 de la phase d’initialisation 30 comprend en outre l’obtention d’une asymétrie dudit positionnement initial par application d’un déplacement de valeur prédéterminée selon une direction aléatoire de chacun desdits capteurs.
En complément optionnel, ladite sous-étape 32 de définition et génération de la base de données, dite d’entrainement, B_E est répétable de sorte à rendre ladite base de donnée B_E reconfigurable en fonction d’une information sur un type de défaut a priori à détecter.
Puis, le procédé 28 d’optimisation bi-niveau de la localisation d’un ensemble de capteurs de détection de défaut(s) dans une structure par tomographie à ondes élastiques guidées comprend une boucle itérative réitérée jusqu’à convergence selon un critère d’arrêt prédéterminé C A (i.e. critère de convergence) testé lors de l’étape 34.
Tant que le critère d’arrêt (i.e. critère de convergence) prédéterminé C A n’est pas atteint tel qu’illustré par la flèche 36, la boucle itérative 38 et mise en œuvre.
La boucle itérative 38 comprend les cinq étapes successives décrites ci-après, à savoir tout d’abord une étape 40 d’obtention G de données propres à être mesurées par ledit ensemble de capteurs positionnés selon une localisation courante dudit ensemble de capteurs associée à ladite itération courante, et pour chacun desdits N défauts distincts utilisés au préalable lors de la phase d’initialisation 30 pour générer la base d’entrainement B_E.
Ensuite, la boucle itérative 38 comprend, à partir desdites données, et pour chacun desdits N défauts distincts, une étape 42 de résolution R_P 1 et d’obtention d’une solution d’un premier problème d’optimisation bas-niveau de reconstruction par tomographie dudit défaut considéré, ladite solution correspondant à l’image reconstruite de la cartographie de l’épaisseur de ladite structure présentant ledit défaut considéré.
- la est une vue en coupe longitudinale d’un réceptacle comprenant un réservoir et un distributeur pour produit fluide selon l’invention ;
- la est une vue en coupe longitudinale du distributeur de la dans lequel un piston est en position de repos ;
- la est une vue en coupe longitudinale du distributeur de la dans lequel le piston est en position de prélèvement ou de distribution ;
- la est une vue en perspective du piston et d’un moyen de rappel de la ;
- la est une vue en perspective du moyen de rappel de la .
La illustre un réceptacle 13 comprenant un distributeur 10 pour produit fluide monté de manière amovible/réversible sur un réservoir 12.
Le distributeur 10 comprend, dans sa partie supérieure, une tête d’actionnement 14, et dans sa partie inférieure, un corps de distribution 16. La liaison amovible entre le distributeur 10 et le réservoir 12 se fait par l’intermédiaire du corps de distribution 16.
Le corps de distribution 16 comprend :
- une pipette 18,
- un système de fermeture assurant l’étanchéité du réservoir 12 lorsque le corps de distribution 16 est monté sur le réservoir 12,
- un piston 19.
L’étape « E1 » de mesure est réalisée après l’opération de chauffage de ladite préforme 12 et avant l’opération d’introduction de ladite préforme 12 dans le moule 36.
L’étape « E1 » de mesure de la longueur « L » est plus particulièrement réalisée dans une zone « Z » de mesure traversée par le trajet 27 de production des préformes 12. Comme représenté à la , la zone « Z » de mesure est située entre la sortie de la zone 33 de chauffage des préformes 12 et le début de l’opération d’introduction des préformes 12 dans le moule 36.
Selon l’exemple représenté à la , la zone « Z » de mesure est agencée sur un tronçon du trajet 27 de production le long duquel les préformes sont transportées par le convoyeur 28 de la station 24 de chauffage. Ainsi, la zone « Z » de mesure est agencée en aval de la zone 33 de chauffage et en amont du premier dispositif 34 de transfert.
Dans le cas où les préformes 12 sont chauffées col 16 en bas, puis retournées col 16 en haut avant d’être transférées au premier dispositif 34 de transfert, la zone « Z » de mesure est avantageusement agencée en aval du point auquel elles sont retournées col en haut, de manière que les préformes 12 traversent la zone 33 de chauffage col 16 en bas.
L’étape « E1 » de mesure est réalisée au moyen d’un dispositif 94 de mesure sans contact qui est apte à mesurer la longueur « L » de la préforme 12 à la volée, c’est-à-dire pendant son déplacement continu le long du trajet 27 de production.
Le dispositif 94 de mesure comporte un dispositif 96 de capture d’image 98 d’une préforme 12 passant dans la zone « Z » de mesure. Le dispositif 96 de capture d’image est plus particulièrement agencé de manière à capturer une image 98 d’au moins un tronçon d’extrémité inférieur du corps 14 comportant le fond 18, comme représenté à la .
Le dispositif 96 de capture d’image est agencé fixe par rapport au sol sur lequel repose l’installation 10 de fabrication.
Le dispositif 96 de capture d’image présente un axe « O » optique qui est agencé orthogonalement à l’axe « A » de la préforme 12. L’axe « O » optique est agencé à une distance axiale « D » connue de la surface 22 d’appui de la collerette 20 de la préforme 12. Ceci est notamment possible car le mandrin 30 qui porte la préforme 12 comporte une face 100 de butée contre laquelle le buvant du col 16 de la préforme est en appui lorsque le mandrin 30 est emboîté avec le col 16. Ainsi, la distance « D » correspond aussi à la distance entre la face 100 de butée du mandrin 30 et l’axe « O » optique. Les face 100 de butée de tous les mandrins 30 du convoyeur 28 sont bien entendu agencées au même niveau pour que la distance « D » demeure la même pour chaque mandrin 30.
L’axe « O » optique est ici agencé sensiblement orthogonalement au sens « F1 » de déplacement de la préforme 12 dans la zone « Z » de mesure.
Pour améliorer la qualité de l’image 98 de la préforme 12 et ainsi permettre un traitement plus précis de cette image 98, le dispositif 94 de mesure comporte aussi une source 102 lumineuse qui est agencée en opposition avec le dispositif 96 de capture d’image par rapport au trajet 27 de production dans la zone « Z » de mesure. La source 102 lumineuse est activée pendant la capture d’image par le dispositif 96 de capture d’image de manière que la préforme 12 soit traversée par un faisceau lumineux émis par la source 102 de lumineux et que ce faisceau lumineux atteigne ensuite le dispositif 96 de capture d’image. Ceci permet d’obtenir une image 98 plus contrastée, plus nette, tout en diminuant le temps nécessaire à la prise de vue, par exemple de moins de 1/100 de seconde.
Le dispositif 94 de mesure comporte aussi une unité 104 électronique de traitement qui comporte les composants structurels et logiciels nécessaires pour traiter l’image 98 obtenue par le dispositif 96 de capture d’image. Cette unité 104 électronique de traitement est raccordée électriquement avec l’unité 80 électronique de commande du poste 40 de formage.
L’étape « E1 » de mesure comporte une première sous-étape « E1-1 » de capture d’une image 98 d’une préforme 12 traversant la zone « Z » de mesure.
Puis l’étape « E1 » de mesure comporte une deuxième sous-étape « E1-2 » de traitement de l’image 98 capturée lors de la première sous-étape « E1-1 » de capture. Cette deuxième sous-étape « E1-2 » de traitement est réalisée au moyen de l’unité 104 électronique de traitement qui reçoit l’image 98 transmise par le dispositif 96 de capture d’image.
Cette deuxième sous-étape « E1-2 » de traitement consiste à détecter au moins un point « M » de mesure de l’image 98 du fond 18 de la préforme 12, puis à mesurer sur l’image la distance « d » entre un point de référence sur l’image dont la position par rapport au col 16 de la préforme 12 est connue et ledit point « M » de mesure selon la direction de l’axe « A » de la préforme 12, cette distance « d » étant ensuite multipliée par un ratio déterminé pour obtenir une estimation de la distance « D » réelle.
Le point de référence est ici formé par l’axe « O » optique du dispositif 96 de capture d’image qui est ici indiquée sur l’image 98 par une croix. La position de l’axe « O » optique est en effet toujours située au même endroit sur l’image 98 capturée. Cette information est une donnée enregistrée dans l’unité 104 électronique de traitement.
La position du point « M » de mesure est déterminée en remontant le long d’une ligne 106 de mesure axiale qui est agencée par défaut à une distance déterminée de l’axe « A » de la préforme 12, par exemple à 4 mm de l’axe « A » de la préforme 12. La ligne 106 s’étend volontairement au-dessous de la position théorique initiale du fond 18, de manière qu’au bas de cette ligne 106, les pixels soient blancs sous l’effet de la source 102 lumineuse. Le point « M » est détecté lorsque les pixels de l’image deviennent beaucoup plus foncés le long de cette ligne 106.
La représente un dispositif de fixation 1 selon un mode de réalisation, pour fixer une première pièce 10 sur une deuxième pièce 20 ayant un trou. Le dispositif de fixation 1 comporte un pêne 100 et une ancre 200.
Dans la , le pêne 100 comporte une tête 120 et une tige 140, qui s’étend à partir de la tête 120 (voir aussi les figures 7 et 8).
Comme illustrée dans les figures 1 et 2, l’ancre 200 comporte un corps 220 ayant un couvercle 270 dans lequel une ouverture 230 (représentée dans la ) mène à une zone d’insertion 250 dans un sens axial du corps 220, qui est apte à recevoir la tige 140 du pêne 100.
Dans les figures 1 et 3, l’ancre 200 comporte au moins deux branches 240 faisant saillie à partir du corps 220 de l’ancre 200, qui sont susceptibles de déplacer vers l’axe du corps 220 pendant l’introduction de l’ancre 200 dans le trou de la deuxième pièce 20, et les branches 240 comportent chacune au moins deux étages 242 selon le sens axial du corps 220.
Une fois que l’ancre 200 est introduite dans le trou de la deuxième pièce 20, la deuxième pièce est entre le couvercle 270 et l’un des étages 242 de chaque branche 240. C’est-à-dire, un des étages 242 de chaque branche 240 appuie sur une surface inférieure 21 de la deuxième pièce 20, et le couvercle 270 de l’ancre 200 appuie sur une surface supérieure 22 de la deuxième pièce 20 qui est opposée de la surface inférieure 21, comme illustré dans les figures 4a et 4b.
Dans un mode de réalisation particulière, les braches 240 comportent chacune quatre étages 242 comme illustré dans les figures 1, 3, 4a, 4b et 5 (dans les figures 1, 3, 4a et 4b, le premier étage est caché par le parapluie). Une fois que l’ancre est insérée dans la deuxième pièce 20, la surface inférieure 21 vient en contact sur l’un des quatre étages selon l’épaisseur de la deuxième pièce 20.
Par exemple, comme montré dans la , quand l’épaisseur de la deuxième pièce 20 est petite, le deuxième étage de chaque branche 240 appuie sur la surface inférieur 21 de la deuxième pièce 20. Et pour une épaisseur intermédiaire, la deuxième pièce 20 est retenu par le troisième étage de chaque branche 240, comme dans la .
Les branches 240 sont capables de travailler en flexion et en compression.
De préférence, les branches 240 de l’ancre 200 sont configurées de façon que le déplacement des branches 240 n’interfère pas la forme de la zone d’insertion 250.
Dans les figures 2 et 5 selon un mode de réalisation, les branches 240 sont séparées des parois 260 par une distance dans le sens perpendiculaire à l’axe du corps 220. De préférence, les branches 240 ne sont pas liés à la couvercle 270, mais seulement liés aux parois 260 au niveau du bout du corps 220.
Ainsi, le mouvement des branches 240 de l’ancre 200 lors du montage et/ou démontage de l’ancre 200 dans/de la deuxième pièce 20 ne déforme pas la zone d’insertion 250 et n’entraine aucune force sur la tige 140 du pêne 100, pour ne pas affecter la tenue de la première pièce 10 entre la tête 120 du pêne 100 et le couvercle 170 de l’ancre 200.
Dans un mode de réalisation particulière, l’ancre 200 des figures 2 et 5 comporte deux paires des branches 240, et la zone d’insertion 250 se trouve entre les deux paires des branches 240, pour un assemblage plus équilibré. Dans des autres modes de réalisation, l’ancre 200 comporte plus de deux paires des branches 240 pour une fixation plus stable.
Dans un mode de réalisation préféré, le couvercle 270 de l’ancre 200 présente une forme de parapluie 272. Par exemple, comme illustré dans les figures 2 et 5, une extension du bord du couvercle 270 forme le parapluie 272. Les bords du parapluie 272 sont destinés à appuyer sur la surface supérieure 22 de la deuxième pièce 20, comme montré dans les figures 4a et 4b.
Préférentiellement, comme illustré dans les figures 2, 3 et 5, l’ancre 200 comporte des ailes de guidage 280 suivant l'axe du corps 220, configurées à guider l’introduction de l’ancre 200 dans le trou de la deuxième pièce 20 et à empêcher la rotation de l’ancre 200 dans le trou de la deuxième pièce 20. Avantageusement, des ailes de guidage 280 s’étendent à partir du couvercle 270 dans le sens de l’axe du corps 220, et s’arrangent dans plusieurs directions, pour bloquer la rotation de l’ancre 200 autour de l’axe du corps, ainsi empêcher la rotation du dispositif de fixation 1 dans le trou de la deuxième pièce 20.
Cependant, en tomographie, des critères théoriques sont utilisés pour déterminer le nombre de capteurs nécessaires en théorie pour atteindre une reconstruction de défaut optimale, nombre qui est le plus souvent très important et supérieur à celui requis par les approches classiques par état de référence, et par conséquent prohibitif pour beaucoup d’application SHM notamment en termes de coût, de masse ajoutée et/ou de complexité d’intégration.
En effet, à titre d’exemple non limitatif, en environnement de laboratoire et pour contrôler une zone de l’ordre du m², les approches classiques par état de référence demandent de l’ordre de dix capteurs, tandis que les méthodes de tomographie demandent de l’ordre de cent capteurs (pour atteindre la résolution et précision maximale permise par la méthode de tomographie).
Ainsi, le principal écueil de la tomographie par ondes élastiques guidées (OG) est le nombre de capteurs requis et la résolution théorique maximale, en considérant par exemple qu’une résolution spatiale d’une demi longueur d’onde serait atteinte avec cent-vingt capteurs, (autrement dit en considérant une distance inter-capteur inférieure ou égale à une demi longueur d’onde, le nombre de capteurs minimal est égal au périmètre de la zone à inspecter divisé par ladite distance inter-capteurs).
En pratique, pour utiliser la tomographie par ondes élastiques guidées (OG), le nombre de capteurs utilisé est bien souvent volontairement diminué pour respecter les contraintes de coût, masse ajoutée et/ou complexité du système SHM énoncées précédemment, mais cela mène évidemment en contrepartie à des reconstructions dégradées des défauts.
Pour y remédier, des méthodes de tomographie couplées à une acquisition comprimée (CS de l’anglais Compressed Sensing ) ont été développées tel que notamment décrit par M. Chang et al. dans l’article intitulé « Corrosion monitoring using a new compressed sensing-based tomographic method » de 2020, et sont basées sur la mise en œuvre d’un traitement du signal (i.e. traitement de données) propre à reconstruire des données échantillonnées sous la fréquence de Nyquist (i.e. respectant le critère de S, ce qui revient spécifiquement en SHM à reconstruire une image par tomographie en utilisant un nombre réduit et limité de capteurs piézoélectriques propres à émettre et recevoir des ondes élastiques guidées (OG), tout en gardant des qualités de reconstructions des défauts maximales.
Toutefois, ces derniers développements présentent généralement une résolution encore inférieure à celle associée à la tomographie par diffraction.
De plus, en acquisition comprimée (CS de l’anglais Compressed Sensing ), il est connu qu’un processus de mesure aléatoire/incohérent est plus favorable à la reconstruction qu’un échantillonnage régulier. Dans d’autres domaines scientifiques, l’incohérence du procédé de mesure est souvent ajoutée en exécutant des déplacements/permutations du/des capteurs(s). Cependant, et en particulier en SHM où les capteurs sont fixés sur la structure, déplacer les capteurs est impossible dans le contexte de cette invention.
Le but de cette invention est donc de proposer un procédé et un dispositif propres à fournir un diagnostic précoce et fiable de défaut structurel en conditions réelles d’utilisation, en s’affranchissant d’une état de référence (i.e. de manière absolue), tout en étant robuste et en fournissant une imagerie de défauts la plus fidèle possible, et ce, en limitant le nombre de capteurs nécessaires à maintenir une qualité de reconstruction maximale, notamment dans un contexte de tomographie par diffraction, et ce, sans déplacer les capteurs.
A cet effet, l’invention a pour objet un procédé d’optimisation du placement d’un ensemble de capteurs de détection d’anomalie(s) dans une structure par tomographie à ondes guidées, les capteurs dudit ensemble étant disposés sur ladite structure, ledit procédé comprenant une maximisation itérative de la couverture de zone du réseau de capteurs associé audit ensemble dans l’espace des nombres d’onde correspondant au cercle d’Ewald, ladite maximisation itérative comprenant :
- l’initialisation dudit ensemble de capteurs; et
jusqu’à convergence selon un critère d’arrêt prédéterminé, au moins une itération des étapes successives suivantes :
- sélection, par itération, d’un des capteurs dudit ensemble de capteurs ;
- détermination d’une zone de voisinage correspondant à un ensemble de points autour de la position courante dudit capteur sélectionné ;
- pour chaque point de ladite zone de voisinage, évaluation d’une métrique prédéterminée représentative de la distance, dans l’espace des nombres d’ondes, entre la couverture fréquentielle normalisée d’une distribution de capteurs idéale, et la couverture fréquentielle normalisée de la distribution dudit ensemble de capteurs dont le capteur sélectionné est audit point ;