SYstème de Monitoring Préventif pour Hélicoptère Opérant en condition Non stationnaire avec Intelligence Embarquée – SYMPHONIE

L'industrie aéronautique a déjà déployé d’importants efforts pour accroître l'efficacité énergétique et réduire son empreinte environnementale, par des optimisations des systèmes de transmission dynamique et l’hybridation à l’aide de machines électriques qu’il est également crucial de surveiller, avec un objectif fort de réduction des coûts opérationnels à travers une stratégie de maintenance conditionnelle.
Afin de progresser dans ce domaine, AIRBUS Helicopters souhaite étendre les périodes de maintenance ou bien les remplacer par une surveillance automatisée dont la robustesse doit répondre aux exigences des autorités de certification (EASA, FAA, etc.) et être insensibles aux conditions opérationnelles (dynamique du vol et actions de maintenance).
A cet effet, AIRBUS Helicopters envisage d’autres types de mesures telles que la vitesse instantanée non exploitée en aéronautique ,ayant démontré des résultats pertinents dans le domaine de l’éolien convoyeurs.
La surveillance des machines électriques est vue comme une opportunité pour l’exploration d’une nouvelle surveillance notamment à travers les courants et tensions contribuant ainsi à leur diagnostic mais aussi à celui du système de transmission complet.
Toutes ces mesures, vibrations, vitesses instantanées, mesures électriques sont fortement corrélées à travers la puissance des machines étudiées. Il apparait pertinent de développer un programme d’étude conjointe de ces mesures afin d’améliorer les outils de détection existants et de les faire évoluer vers des outils de diagnostic du système de transmission de puissance dynamique de l’hélicoptère.
AIRBUS Helicopters a donc proposé ce programme au LASPI avec lequel il collabore déjà sur la surveillance vibratoire de systèmes complexes. Devant l’ambition de ce projet, le LASPI a fait appel à ses partenaires LVA et LAMCOS de l’INSA de Lyon qui bénéficient d’une expertise très complémentaire dans le domaine.
Ce programme prévoit une évolution des algorithmes de surveillance existants, avec en particulier une adaptation automatique de leurs paramètres afin de les généraliser sur la flotte d’hélicoptères et les rendre moins sensibles aux conditions opérationnelles et actions de maintenance. Ce travail passe par le développement d’outils de traitement du signal avancés mais également l’utilisation de l’intelligence artificielle pour une optimisation plus performante du paramétrage des indicateurs. Il nécessite également la modélisation dynamique qui permettrait d’expliquer certains phénomènes tels que disparition de signal non encore expliqués en particulier sur des réducteurs épicycloïdaux. Ce travail de modélisation devrait permettre une meilleure compréhension des modifications des fonctions de transfert en fonction des conditions d’utilisation et par conséquent l’impact sur les différentes mesures vibratoires, de vitesse et de courants. Pour mener à bien ce projet des expérimentations sur des bancs d’essais dynamiques chez AIRBUS Helicopters sont nécessaires, mais également au LASPI sur des bancs avec réducteurs épicycloïdaux et machine électrique à flux axial.
Les résultats de ces travaux se traduiront par le développement d’une librairie de briques logicielles et de démonstrateurs permettant de mettre en évidence leurs performances. Les méthodologies pourront faire l’objet de publications, l’adaptation de ces briques au contexte de l’industriel conduira à des outils à TRL6 en vue d’une transition des activités de recherche vers le développement industriel pour une intégration à courts termes dans le système HUMS (calculateur embarqué et station sol).
Par ailleurs ce champ de recherche entre dans le programme de formation d’un parcours de master proposé à Roanne, les bancs d’essais et les résultats divulguables feront l’objet d’une intégration à court terme dans le programme de cette formation.