DIAMME

La majorité des systèmes de conversion d’énergie se base sur des machines électriques associées à des convertisseurs. Ces derniers sont très répandus et on les retrouve dans les machines industrielles, les moyens de transports électrifiés, le milieu aéronautique, les produits électroménagers, dans le domaine de la production de l’énergie etc.

Bien que l’ensemble « machine-convertisseur » soit réputé robuste, il peut être sujet à différents types de défauts engendrant des conséquences qui peuvent être catastrophiques. Ces défauts peuvent être soit d’origine électrique, mécanique ou structurelle. Un problème minime à l’étape de fabrication peut être à l’origine d’un défaut tout comme une utilisation non conforme de la machine électrique ou du convertisseur, ou tout simplement leur vieillissement. Certaines fois, le milieu dans lequel le système est utilisée (milieux corrosifs et/ou chimiques hostiles, pression…etc.) peut être incriminé. Il est donc très important de pouvoir prédire ou détecter ces défauts dès leur apparition, diagnostiquer leur nature et suivre leur évolution afin de prévoir une session de maintenance et éviter ainsi des pertes économiques et des conséquences importantes.

Pour répondre à la problématique du diagnostic de défauts dans les machines électriques et les convertisseurs, il est nécessaire de franchir un certain nombre d’obstacles scientifiques. En effet, les premières méthodes assurant la sûreté ont utilisé la redondance matérielle. Elles se sont répandues dans les domaines où la sécurité de fonctionnement était critique tels l’aéronautique, le nucléaire ou les industries pétrochimiques. Cette approche relativement simple à mettre en œuvre, consiste à multiplier les éléments critiques d’une installation (actionneurs, capteurs, systèmes de commande). Un système de supervision traite les signaux des éléments redondants et, en cas d’incohérence entre ces signaux, distingue les éléments défectueux. Pénalisante en termes de poids et de coût, cette technique est essentiellement réservée aux domaines où la continuité de service est obligatoire.
Le développement de l’informatique temps réel, des travaux de recherche dans les domaines de l’estimation d’état, du traitement du signal, de l’identification et de l’intelligence artificielle ainsi que la conception de nouveaux capteurs conduisent à l’émergence de nouvelles méthodes permettant d’éliminer une partie ou la totalité de la redondance matérielle.
De point de vue machine électrique et convertisseur, les verrous scientifiques identifiés pour répondre à cette problématique sont les suivants :

• Recenser et standardiser les différentes méthodes de diagnostic développées dans les laboratoires partenaires
• Analyser et étudier le comportement (électrique, mécanique et thermique) de l'ensemble machine + convertisseur en présence d'un ou plusieurs défauts.
• Définir des nouveaux capteurs
• Développer, analyser des modèles ou des observateurs et les valider par des mesures provenant de l'industrie ou de différents bancs d'essais présents dans les laboratoires partenaires
• Développer des techniques de diagnostic basées sur l'intelligence artificielle utilisant une banque de mesures provenant de différents bancs d'essais.

L’objectif final de ce projet serait de disposer de nouvelles méthodes de diagnostic de défauts, basées sur des techniques avancées (IA) et utilisant le moins de mesures possibles.