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Brevets et licences

Le traitement du signal au service de la surveillance des éoliennes

Faciliter la détection des traces de fatigue mécanique des éoliennes pour mieux anticiper leurs pannes : c’est ce que permettront l’outil d’aide à la décision et le système breveté1 mis au point par le Laboratoire Grenoble image, parole, signal, automatique2 et l’Institut de recherche en informatique de Toulouse3.

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Garantir le bon fonctionnement des systèmes de production d’énergie est crucial pour les entreprises du secteur énergétique.

Pour cela, ils peuvent être équipés de systèmes de surveillance conditionnelle (CMS, Condition Monitoring Systems). Leur efficacité dépend à la fois de la qualité de l’acquisition des mesures et du traitement des données effectué en aval : il est primordial de choisir les grandeurs physiques pertinentes à mesurer et de définir la façon de les traiter ensuite, afin de minimiser les taux de fausses alarmes et de non détection de pannes. Les CMS actuels nécessitent généralement la mise en place de seuils d’alerte permettant la surveillance des données recueillies. Ceci impose une reconfiguration du CMS pour toute nouvelle éolienne ou pour tout changement de matériel lors d’une opération de maintenance. De plus, ces seuils sontgénéralement choisis expérimentalement et induisent un taux de fausses alarmes élevé, abaissant la vigilance des techniciens de maintenance. L’enjeu économique est de taille, car les dysfonctionnements dans les éoliennes proviennent pour 13% des cas de défauts mécaniques,générant près de 50% des coûts de maintenance !

Afin de proposer, dans une logique de prévention et d’anticipation des pannes, des solutions garantissant le bon fonctionnement du matériel et détectant au plus tôt possible des traces de fatigue mécanique, six partenaires (trois établissements publics et trois entreprises) ont unis leurs compétences et savoir-faire respectifs au sein d’un consortium européen, KAStrion, soutenu par la KIC InnoEnergy de l’Institut européen d' innovation et de technologie : 

​L’idée du projet KAStrion est de fournir un système « one click » ne nécessitant pas de connaissance du système surveillé et dans lequel les seuils sont calculés automatiquement. La surveillance de tels systèmes mécaniques s’appuie sur un analyseur spectral "intelligent" (suite logicielle AStrion4) développé conjointement par leLaboratoire Grenoble images, parole, signal, automatique2 et l’Institut de recherche en informatique de Toulouse3 (Irit). Il constitue un outil d'aide à la décision et permet d'accélérer le travail d'analyse, en surveillant de façon continue l’évolution du contenu spectral des signaux vibratoires recueillis. L’apparition de familles d’harmoniques ou de modulations autour d’une fréquence identifiée est un des « symptômes » majeurs de la naissance de défauts. L’outil développé4 fournit une réponse quant à la manière de détecter ce type d’anomalie spectrale ; cet outil a été intégré à un système embarqué autonome, commercialisé par la société EC-System et capable d’anticiper toute défaillance mécanique, du boitier d’engrenages, du roulement principal ou du générateur de l’éolienne.

1 Brevet FR N°13/53860 « Anomaly detection system » en copropriété CNRS/Institut Polytechnique de Grenoble/Institut national polytechnique de Toulouse, délivré le 1er mai 2015 et étendu à l’international le 25 avril 2014.

2 Laboratoire Grenoble image, parole, signal, automatique (CNRS/Institut Polytechnique de Grenoble/Université Joseph Fourier/Université Stendhal).
3 L’Institut de recherche en informatique de Toulouse (CNRS/Université Toulouse Paul Sabatier/INP Toulouse/Université Toulouse Capitole/Université Toulouse Jean Jaurès).

4 Suite logicielle AStrion déposée auprès de l’APP (dépôts effectués par Institut National Polytechnique de Grenoble) : N. MARTIN, C. MAILHES et al., IDDN.FR.001.120022.000.S.C.2014.000.30000 ; IDDN.FR.001.280017.001.S.C.2009.000.30000.

Contacts :

Corinne Mailhes / Institut de recherche en informatique de Toulouse / T. + 33 5 61 82 91 / corinne.mailhes@enseeiht.fr

Nadine Martin / Laboratoire Grenoble image, parole, signal, automatique / T. + 33 4 76 82 62 69 / nadine.martin@gipsa-lab.grenoble-inp.fr