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du jeudi 08/12/2016

Un boulon intelligent pour surveiller les assemblages critiques

Fil d'Intelligence Technologique, Mécanique, Cetim, Objets connectés, Internet des Objets, Numérique & Informatique, Maintenance, Ferroviaire

Par Juliette Raynal - publié le 8 décembre 2016 à 14:36

Le Cetim, institut technologique de mécanique labellisé Carnot, et Vapé Rail, un industriel spécialisé dans le développement de produits dédiés à la voie ferrée, ont profité du salon Convergence pour l’industrie du futur, qui se tient actuellement au Parc des expositions à Paris, pour présenter un capteur breveté dédié à la surveillance d’assemblage par boulon.

Ce capteur est une jauge de contrainte, qui permet de mesurer le couple de serrage. Elle a été conçue par un procédé de sérigraphie qui lui offre une impédance très élevée. « Grâce à cette impédance, nous avons un dispositif qui consomme peu de courant, qui est peu énergivore et qui dispose donc d’une grande autonomie », assure Philippe Gouvaert, directeur délégué innovation et valorisation de la recherche au Cetim. Une petite pile permettrait ainsi d’assurer une autonomie énergétique pendant trois ans. La partie électronique a été développée pour que la jauge puisse être alimentée et avoir un traitement du signal. « Pour avoir une mesure juste et répétitive, il faut créer une interface avec l’organe qui est assemblé. C’est là que réside la prouesse technologique. Nous avons créé un corps d’épreuve qui permet de s’inscrire au niveau de la liaison qui est à vérifier », détaille Philippe Gouvaert. Ce corps intermédiaire, percé au centre, peut recevoir avec une fidélité dans le temps et une linéarité les efforts auxquels est soumis l’assemblage. « Ce corps d’épreuve va, par mimétisme, donner un signal équivalent à ce que vit l’assemblage qu’on veut mesurer, poursuit le spécialiste. Il va transmettre à un capteur électronique la variation mécanique transformée en signal électrique ». Une fois les données captées, conditionnées et mises en forme, elles sont transmises via le protocole Lora à un concentrateur, qui renvoie ensuite les données sur le cloud pour qu’elles puissent être traitées par des logiciels métiers. La vitesse d’échantillonnage du capteur est adaptée en fonction de la consigne de surveillance tout comme la transmission de données vers le concentrateur, puis vers le cloud. Dans l'application imaginée par Vapé Rail, la valeur de serrage est envoyée une seule fois par jour.

« Ce procédé de fabrication et d’assemblage sur le corps d’épreuve nous amène à une chaîne industrielle qui offre des coûts de fabrication extrêmement faibles », résume Philippe Gouvaert. Le dispositif complet pourrait ainsi être commercialisé entre 10 et 20 euros. « Ce sont des coûts qui sont complètement dérisoires par rapport aux enjeux des applications visées par ces capteurs », assure-t-il. Vapé Rail entend, pour sa part, utiliser ce capteur pour surveiller les boulons qui attachent les éclisses reliant les rails. L’objectif est de basculer dans une maintenance prédictive et de ne remplacer l’équipement qu’en fonction du statut réel du composant. Un moyen de gérer les actifs de manière plus juste et d’accroître la fiabilité. Des tests ont d’ores et déjà été effectués et Vapé Rail vise un déploiement industriel au cours de l’année 2017. Plus globalement, ce capteur breveté pourrait être utilisé pour surveiller tous les assemblages critiques où l’on mesure un niveau de serrage.  Il pourrait ainsi intéresser d’autres activités, comme les remontées mécaniques, par exemple. 

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