Disposer des paramètres de fonctionnement d’un moteur électrique en temps réel sur son téléphone ou sa tablette, vérifier son rendement, prévenir des défauts … désormais c’est possible grâce à une première réalisée au LSEE de Béthune.

A l’heure où les objets sont connectés, le LSEE (Laboratoire Systèmes Electrotechniques et Environnement) instrumente à distance les moteurs électriques de l’industrie !

Cette opération de recherche, soutenue par le MEDEE, est au cœur des préoccupations environnementales : elle concerne un outil de gestion de parcs de moteurs électriques alimentés sur le réseau électrique, principalement des machines asynchrones.

Développé en partenariat avec la société Rio Tinto Alcan (Dunkerque), cet outil se compose d’une petite cellule autonome relevant des informations permettant de déterminer le couple électromagnétique des moteurs, leurs cycles de fonctionnement et leurs puissances sur l’arbre mécanique. Non invasive, elle est simplement fixée contre la carcasse de la machine afin de relever les champs électromagnétiques à l’extérieur du moteur et le courant qui l’alimente.

Les informations qui sont mesurées sont transmises sans fil puis consultables à distance, sur PC, tablette, ou téléphone portable, afin d’être analysées. Force est de constater que les réfections successives ou les remplacements de machines au sein d’un process conduisent bien souvent à un sur dimensionnement des puissances des machines, impactant défavorablement les rendements. L’analyse effectuée permet donc de statuer sur l’adéquation de la machine à la charge qu’elle entraîne, de déterminer si le moteur fonctionne à des régimes proches du régime nominal afin de garantir des rendements les plus élevés possibles. Les développements ont également conduit les chercheurs du LSEE à déterminer les caractéristiques de la machine la mieux adaptée parmi les moteurs commercialisés.

Les atouts de cette cellule sont multiples. Outre le fait d’être non intrusive et donc d’éviter un arrêt de la machine, elle peut être installée par un personnel non spécialisé qui, après avoir relevé les informations de la plaque signalétique, peut dresser la carte des machines instrumentées et analysées.

Associé à une base de données des machines présentes sur un site industriel, un outil de gestion des moteurs électriques se dessine sur la base de la cellule !

Vers une gestion intelligente des parcs de machines électriques

Le diagnostic énergétique offert par la cellule conçue au LSEE est le point de départ du développement d’un outil de gestion des parcs de machines électriques des entreprises très énergivores. En effet, outre la cartographie énergétique des machines et la détermination de leur adéquation aux charges qu’elles entraînent, l’outil permet de déterminer qu’elle est la machine la mieux adaptée à sa charge et les temps d’amortissement qu’engendre un changement de moteur. S’y ajoute un suivi des interventions en fonction des cycles de fonctionnement et du milieu dans lequel les machines opèrent. Au-delà d’un simple suivi énergétique, c’est donc une analyse fine de l’utilisation des moteurs qui peut être menée.

Une réfection conduit-elle à moins d’avaries pour des sollicitations équivalentes ? C’est la question qui se pose souvent dans les services de maintenance et à laquelle il sera désormais possible de répondre. Le LSEE travaille déjà sur une version de la cellule totalement non invasive, qui ne requière pas de mesurer le courant absorbé par la machine, et à l’extension de ses avec la génération d’alarmes en cas de court-circuit naissant ou de défaut d’excentration.

L’équipe du LSEE a réuni ses compétences pour faire naître cette cellule non invasive. Jean-François BRUDNY et Jean-Philippe LECOINTE avaient initié les premiers travaux avec une première thèse. Aujourd’hui, Olivier NINET, Fabrice MORGANTI et Jean-Philippe LECOINTE travaillent de concert avec Mohamed Omar YOUNSI, doctorant financé par Rio Tinto Alcan (Dispositif CIFRE de l’ANRT). Les champs de compétences réunis autour de la petite cellule sont multiples, depuis la modélisation et la compréhension des champs externes rayonnés par les machines, en passant par l’exploitation des informations mesurées pour déterminer le couple électromagnétique jusqu’à la transmission des données sans fil et leur affichage sur différentes interfaces.