Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Les câbles électriques sont vecteurs de l'alimentation et de l'information pour les systèmes communicants. Ils sont soumis aux mêmes contraintes et peuvent aussi être affectés par des défauts (court-circuit, rupture, corrosion, usure, etc.). En cas de panne du système, il peut être intéressant de vérifier l'état physique du réseau d'interconnexion filaire avant de changer de coûteux appareils. C'est certain, des systèmes de diagnostic filaire permettraient d'énormes gains de temps et d'argent dans de nombreux domaines tels que les transports, l'énergie, le bâtiment, les infrastructures et les télécommunications.
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Electrical cables transmit power and information to communicating systems. They are subjected to the same constraints and can also be impacted by faults (short circuit, breakage, corrosion, wear, etc.). In the event of a failure of the system, it may be advisable to check the physical state of the wire interconnection network before replacing expensive equipment. Wire diagnosis systems would undoubtedly allow for considerable savings in time and money in a large number of domains such as transportation, energy, construction, infrastructure and telecommunications.
Auteur(s)
-
Fabrice AUZANNEAU : Chef du Laboratoire de fiabilisation des systèmes embarqués au CEA LIST
INTRODUCTION
Les câbles électriques sont vecteurs de l'alimentation et de l'information pour les systèmes communicants. Ils sont soumis aux mêmes contraintes et peuvent aussi être affectés par des défauts (court-circuit, rupture, corrosion et usure, etc.). En cas de panne du système, il peut être intéressant de vérifier l'état physique du réseau d'interconnexion filaire avant de changer de coûteux appareils. Des systèmes de diagnostic filaire permettraient d'énormes gains de temps et d'argent dans de nombreux domaines tels les transports, l'énergie, le bâtiment et les infrastructures, les télécommunications.
Electrical cables are the support for energy and information transmission of many systems. They are subject to the same constraints and can as well be subject to defects (short circuit, break, corrosion, wear out...). In the event of a breakdown of the system, it can be interesting to check the status of the wiring interconnection network before changing expensive devices. The use of wire diagnosis tools would allow huge time and money savings in many fields such as transport, energy, building and infrastructures, telecommunications.
diagnostic, réseaux, câbles, interconnexion, défauts, maintenance
diagnosis, wires, network, defects, maintenance
Domaine : Fiabilité des réseaux de câbles
Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité
Technologies impliquées : Électronique analogique et numérique, radiofréquence, microélectronique
Domaines d'application : Transports, énergie, communication, bâtiment et infrastructures
Principaux acteurs français :
Centres de compétence : CEA LIST, Supélec LGEP, INRIA
Pôles de compétitivité : SYSTEM@TIC
Autres acteurs dans le monde : Université de l'Utah, Livewire, Wirescan...
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VERSIONS
- Version courante de avr. 2023 par Fabrice AUZANNEAU
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Stratégie de diagnostic3. Réflectométrie
Les méthodes basées sur le principe de la réflectométrie permettent de répondre au mieux à ces exigences.
3.1 Principe
Le principe de la réflectométrie est similaire à celui du radar : une onde est injectée dans un milieu, si elle rencontre une discontinuité lors de sa propagation une partie de son énergie est renvoyée vers le point d'injection. L'analyse des signaux réfléchis permet d'en déduire des informations sur cette discontinuité.
Aujourd'hui, la réflectométrie est utilisée dans de nombreux domaines allant de la mesure de l'humidité dans les sols, la caractérisation des strates dans la croûte terrestre, la mesure des voies respiratoires et la détection de défauts dans les câbles.
L'inconvénient principal est qu'un réseau de topologie arborescente donne lieu à des signaux complexes et très difficiles à analyser. Cette méthode requiert donc une certaine puissance de calcul et une bonne maîtrise pour pouvoir en tirer des conclusions utiles.
HAUT DE PAGE3.2 Théorie
La réflectométrie est divisée principalement en deux familles :
-
la réflectométrie temporelle (TDR Time Domain Reflectometry) ;
-
la réflectométrie fréquentielle (FDR Frequency Domain Reflectometry).
Les deux sont basées sur la méthode décrite ci-dessus. Les principales différences résident dans la procédure d'injection et le traitement de la réponse. Lorsque le signal de sonde se propage dans le réseau et rencontre une discontinuité électrique (défaut, dérivation, changement d'impédance, etc.), une partie de son énergie est renvoyée vers le port d'injection. Dans le domaine temporel (TDR), l'analyse des signaux réfléchis donne des informations sur la topologie du réseau ; dans le domaine fréquentiel (FDR), c'est l'analyse de l'onde stationnaire qui fournit ces informations.
Le signal renvoyé dépend du type de discontinuité/défaut rencontré :
-
un court-circuit renvoie 100 % de l'énergie en inversant la polarité du signal ;
-
un circuit ouvert renvoie 100 % de l'énergie...
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Réflectométrie
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - FURSE (C.), HAUPT (R.) - Down to the wire. - Spectrum, IEEE, vol. 38, Issue 2, p. 34-39, fév. 2001.
-
(2) - Management of life cycle and ageing at nuclear power plants : improved I maintenance - . AIEA, IAEA-TECDOC-1402 (2004).
-
(3) - FURSE (C.), SMITH (P.), LO (C.) - Spread spectrum sensors for critical fault location on live wire networks. - Structural control and health monitoring journal, 12, p. 257-267 (2005).
-
(4) - FLAKE (R.H.) - Advances in test technologies for metal cables. - IEEE ComSOC/SPSoc, Austin, USA, mai 2005.
-
(5) - FURSE (C.), CHUNG (Y.), LO (C.), PENDAYALA (P.) - A critical comparison of reflectometry methods for location of wiring faults. - Journal of Smart Structures and Systems, vol. 2, p. 25-46 (2006).
-
(6) - AUZANNEAU (F.), RAVOT (N.) - Détection et localisation de défauts dans des...
ANNEXES
Des logiciels de simulations numériques de la physique de propagation des ondes électromagnétiques peuvent être utilisés pour modéliser et simuler les performances d'une méthode ou d'un système de réflectométrie.
CST Microwave Studio (éléments finis dans le domaine fréquentiel) http://www.cst.com/Content/Products/MWS/Overview.aspx
Agilent ADS (Advanced Design System) http://www.home.agilent.com/agilent/product.jspx?nid=34346/0.00=USlc=eng
ESI CRIPTE (simulation de réseaux multiconducteurs, basé sur la méthode de topologie électromagnétique, développé à l'ONERA https://www.esi-group.com/fr
HAUT DE PAGE
Université de l'Utah http://www.ece.utah.edu/~cfurse/Center%20of%20Excellence/wiring.htm...
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