Article

1 - CONTEXTE

2 - MÉTHODES DE DIAGNOSTIC

3 - RÉFLECTOMÉTRIE

4 - STRATÉGIE DE DIAGNOSTIC

5 - MISE EN ŒUVRE

  • 5.1 - Laboratoire
  • 5.2 - Prototypage
  • 5.3 - ASIC
  • 5.4 - Systèmes commerciaux
  • 5.5 - Complexité électronique

6 - CONCLUSION, PERSPECTIVES

  • 6.1 - Forces et faiblesse de la réflectométrie
  • 6.2 - Perspectives

7 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : IN118 v2

Diagnostic filaire - Détection, localisation et caractérisation de défauts dans des réseaux filaires complexes

Auteur(s) : Fabrice AUZANNEAU

Date de publication : 10 avr. 2023

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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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ABSTRACT

Wired Diagnosis. Detection, Localization and Characterization of Defects in Complex Wired Networks

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 : Ingénieur chercheur en intelligence artificielle embarquée au CEA LIST

INTRODUCTION

Les systèmes électroniques modernes reposent encore largement sur des réseaux câblés, pour l’alimentation en énergie ou la transmission de signaux, et ces fonctions requièrent des interconnexions de haute fiabilité. Au début des années 2000, le vieillissement des câbles électriques a été identifié comme un facteur de risque majeur pour les transports aériens. Il en va de même pour de nombreux systèmes critiques pour la sécurité (systèmes dont la défaillance peut causer des blessures aux êtres humains) tels que les transports routiers et ferroviaires, le contrôle des centrales nucléaires, les systèmes médicaux de soins intensifs.

Pour améliorer la fiabilité des réseaux câblés ou pour aider à leur maintenance, il est nécessaire d’en connaître l’état de santé et de pouvoir détecter les éventuels défauts. La méthode de diagnostic la plus prometteuse est la réflectométrie. Basée sur l’injection d’un ou plusieurs signaux de sonde dans le réseau et l’analyse des signaux réfléchis, cette méthode fournit des informations utiles pour la gestion des réseaux. Elle permet notamment de localiser les défauts, afin de cibler la maintenance et de limiter le temps d’immobilisation ou d’arrêt de service.

Elle est adaptée aux réseaux de topologie complexe et à la surveillance en continu du réseau même pendant son fonctionnement, afin de détecter des défauts intermittents, ou de suivre l’évolution de la gravité des défauts pour en effectuer la réparation au moment le plus propice.

Cet article présente les aspects théoriques et pratiques du diagnostic des réseaux filaires et en résume les principaux enjeux.

Points clés

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, WiN-MS, Livewire, Wirescan…

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KEYWORDS

defects   |   maintenance   |   electrical cables   |   wiring interconnection network

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-in118


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - FURSE (C.), HAUPT (R.) -   Down to the wire.  -  Spectrum, IEEE, 38(2), p. 34-39 (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 (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, 2, p. 25-46 (2006).

  • (6) - AUZANNEAU (F.), RAVOT (N.) -   Détection...

1 Outils logiciels

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, basée sur la méthode de topologie électromagnétique, développée à l’ONERA) https://www.esi-group.com/fr

HAUT DE PAGE

2 Sites Internet

Université de l’Utah http://www.ece.utah.edu/~cfurse/Center%20of%20Excellence/wiring.htm

Article « Down to the wire » de C. Furse http://spectrum.ieee.org/aerospace/aviation/down-to-the-wire

Diagnostic...

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