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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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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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- Version courante de avr. 2023 par Fabrice AUZANNEAU
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"Réseaux électriques et applications"
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1. Contexte
Les câbles sont présents dans tous les systèmes électriques ou électroniques, souvent de manière discrète car ils sont considérés comme peu importants : leur rôle est pourtant fondamental, qu'il s'agisse de l'alimentation électrique ou de la transmission de l'information. Cependant, leur maintenance est souvent négligée et aucun système n'existe pour fournir un diagnostic rapide et précis de leur état.
Ce document vise à présenter un état de l'art des méthodes et outils pour le diagnostic des réseaux filaires de topologie complexe, leurs avantages, performances et limitations.
1.1 Problématique
Le marché de l'électronique automobile a progressé plus vite que le marché global de l'électronique et beaucoup plus vite que la production réelle de véhicules. La part de l'électronique embarquée dans l'automobile, d'après Strategy Analytics, est passée en moins de 20 ans de 2 % à plus de 20 % du coût de production des voitures. La course actuelle à plus de sécurité et de confort de conduite alliée à la vogue de l'écologie entraîne une augmentation de la part de l'électronique dans l'automobile qui atteint 25 % en valeur. Le coût des systèmes électroniques embarqués dans une voiture moderne a aujourd'hui dépassé celui de l'acier.
Ce mouvement sera tiré par la généralisation prochaine des technologies dites « X-by-Wire », c'est-à-dire par le remplacement des principaux éléments mécaniques et hydrauliques par des systèmes électroniques programmés (direction, freinage, suspension, etc.) et par l'avènement prochain des véhicules hybrides et électriques. Cette augmentation de complexité s'accompagne d'un accroissement du nombre de systèmes électroniques (qui a pu atteindre 70 à 80 ces dernières années), du couplage entre les fonctions et de l'augmentation des câbles.
L'architecture d'interconnexion est un principe fondamental mais aussi un élément souvent oublié. En trente ans, la longueur des câbles embarqués sur une automobile a décuplé, passant de près de 200 à plus de 2 000 m. Dans une voiture moderne, on peut compter jusqu'à 100 capteurs et plus de 1 800 connexions : on comprend que le réseau d'interconnexion soit aujourd'hui considéré par les constructeurs comme un maillon faible pour les véhicules...
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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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