Détection et localisation d'endommagements par Subspace Fitting.
Résumé
Le mélangeur caoutchouc ou thermoplastique est le premier maillon de la chaine d'approvisionnement de pièces à base d'élastomères pour les marchés automobile ou aerospacial. Le mélangeur est généralement unique dans un site de production et peut même être une source d'alimentation unique pour plusieurs usines. Il est donc clairement critique dans la chaîne d'approvisionnement des pièces pour l'automobile qui fonctionne en flux tendus. La plupart des mélanges élastomères ont des durées d'utilisation relativement courtes ce qui empêche de sécuriser les approvisionnements par le stockage de mélanges. Il est donc essentiel d'éviter les arrêts des lignes de production, et ce, en réalisant une meilleure maintenance. Dans cette optique le projet LAMPE : "L'Analyse Multiparamétrique des Procédés de Mélangeage et d'Extrusion des Elastomères" vise à développer des systèmes de surveillance et de diagnostic (capteurs, supervision, instrumentation . . . ) innovants et modulaires pour les procédés industriels afin de concevoir des systèmes simples, fiables et réutilisables pour surveiller les mélangeurs ou les extrudeuses et alerter en cas de panne imminente; de réduire les coûts de maintenance des équipements industriels par une meilleure prédiction des besoins d'intervention et d'améliorer la productivité et l'efficacité des installations en assurant une disponibilité maximale de l'équipement surveillé. L'originalité du projet est de combiner des informations issues de sources hétérogènes avec des fréquences différentes et d'en extraire de l'information utile sur la surveillance du procédé ou de la machine. Le travail présenté repose sur la surveillance vibratoire de ces équipements. Il s'agit d'appréhender l'évolution au cours du temps des caractéristiques modales de la structure et de pouvoir interpréter leurs variations significatives lorsque des irrégularités de fonctionnements apparaissent. Au cours des dernières décennies des méthodes d'identification robustes ont été développées, qui permettent d'identifier les paramètres modaux d'une structure en conditions de fonctionnement. Parmi ces approches les méthodes d'identification par sous-espaces (SI) semblent très efficaces. Le cadre des techniques SI est d'identifier une matrice d'observabilité qui contient les paramètres modaux de la structure considérée. Cela est effectué en projetant les signaux de sortie du système sur des sous-espaces appropriés. Des travaux récents ont mis en évidence la pertinence quand à l'utilisation du Subspace Fitting (SF) pour extraire ces paramètres modaux à partir la matrice d'observabilité du système. En comparant cette matrice d'observabilité à différents instants avec la matrice d'observabilité du système sain, il est possible d'obtenir un indicateur de l'endommagement de la structure en temps réel. La matrice d'observabilité du système sain peut être obtenue à partir du modèle élément finis (EF) représentatif de la structure non endommagée, lorsque celui-ci est disponible. Lorsqu'un défaut est détecté, la matrice d'observabilité correspondante est alors utilisée pour recaler les paramètres du modèle EF au travers de paramètres représentatifs du défaut. Dans l'approche proposée, ce modèle EF est obtenu par une méthode de sous-structuration dynamique. Les paramètres de chaque sous-structures sont recalés indépendamment, permettant ainsi de localiser de manière précise le défaut. De plus, les coûts CPU sont réduits par une réduction modale effectuée dans chaque sous-structure. A noter que différentes démarches utilisant la sous-structuration peuvent être employées. L'application de cette approche sur différents systèmes mécaniques permet de mettre en évidence la pertinence de la méthode d'eveloppée. Sa mise en application pour la surveillance du procédé de mélangeage est en cours.