Quelles stratégies énergétiques pour un contrôle d'intégrité structurelle auto-alimenté ?
Résumé
De nombreuses études de systèmes de contrôle de santé structurelle ont d'ores et déjà démontré l'aptitude des ondes guides à détecter l'apparition et l'évolution de différents types de défauts localisés. Le champ d'application de ces techniques en terme de sureté est vaste et d'autant plus prometteur si l'endommagement peut être détecté, localisé ou caractérisé dans ses tous premiers stades de développement. Néanmoins, la nécessité de câbler de nombreux dispositifs (actuateurs, capteurs) est une contrainte technique pénalisante. Dans le cas des structures aéroportées, l'utilisation de systèmes sans fil permet d'y répondre tout en offrant d'importantes réductions de masse et de coût. Enfin, l'utilisation de batteries, requérant remplacements et recharges périodiques, pour l'alimentation de systèmes pouvant qui plus est être installés dans des endroits difficiles d'accès est à proscrire. Notre démarche consiste donc à proposer l'emploi de systèmes capables de s'auto-alimenter grâce à la conversion mécano-électrique de l'énergie ambiante dans des structures vibrantes. Le succès de cette approche repose sur trois exigences concourantes en termes énergétiques : &_ast; l'optimisation du rendement de conversion : par l'emploi de matériaux piézoélectriques plus performants en termes de couplage électromécanique et par l'optimisation de l'extraction d'énergie (systèmes de conditionnement non linéaire de l'énergie), &_ast; la sobriété des circuits électroniques (utilisation d'architectures " ultra-low power ", gestion optimisée des temps de veille, ...), &_ast; l'optimisation du traitement du signal (définition de critères d'endommagement pertinents à moindre coût, décentralisation des calculs afin de réduire la quantité de données à transférer au centre décisionnel). Une première application pour la surveillance de l'émergence et de la croissance de défauts artificiels calibrés sur une structure composite est présentée. Divers algorithmes de traitement sont ensuite comparés en termes de capacité de détection des défauts et de coût de calcul, sachant que celui-ci conditionne directement la consommation énergétique des dispositifs.
Origine : Accord explicite pour ce dépôt
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