Etablissement Université de Sétif 1 - Ferhat Abbas Affiliation Département de Mécanique de Précision Auteur MAHGOUN, Hafida Directeur de

Mémoires de Fin d’Etudes
Etablissement Université de Sétif 1 - Ferhat Abbas Affiliation Département de Mécanique de Précision Auteur MAHGOUN, Hafida Directeur de thèse BEKKA R. E. (Professeur) Co-directeur ZEGADI R. (Professeur) Filière Optique et Mécanique de Précision Diplôme Doctorat Titre ANALYSE NON STATIONNAIRE DES SIGNAUX VIBRATOIRES DANS LA SURVEILLANCE DES MACHINES ET LA PREVENTION DES DEFAILLANCES. Mots clés Analyse.stationnaires des signaux.surveillance des machines Résumé Le fonctionnement normal d’une machine est généralement accompagné de vibrations et toute anomalie de la machine se traduira par une modification de leurs caractéristiques. Une maintenance prédictive vibratoire permet un diagnostic précoce de défauts. L’analyse de Fourier donne de bons résultats pour la détection de simples défauts caractérisés par des signaux stationnaires. Cependant, les défauts localisé d’écaillage et réparti d’usure dans les engrenages et les roulements sont décrits par des signaux vibratoires non stationnaires. Cette non- stationnarité est spécifiée par des composantes oscillatoires multiples nécessitant une analyse temps-fréquences et temps- échelle. En effet, la transformée de Fourier à court terme (TFCT) ou spectrogramme a été utilisée par Staszewski et al. dans la détection des défauts d’engrenages, mais son inconvénient est dans le choix de la forme et la durée de la fenêtre d’analyse. Ce problème a été résolu par la transformée en ondelettes (TO) qui utilise des fenêtres de courtes durées pour les hautes fréquences et des fenêtres de longues durées pour les faibles fréquences. Mais, son application souffre du choix définitif de l’ondelette analysante et le nombre des échelles. En se basant sur ces limitations Huang et al. ont proposé la décomposition modale empirique, en Anglais empirical mode decomposition (EMD). Cette méthode aborde sous un autre angle la problématique d’analyse des signaux non stationnaires. Contrairement aux représentations .temps-fréquence et aux ondelettes, la base de décomposition de l’EMD est intrinsèque au signal. Elle décompose un signal complexe en plusieurs modes en anglais intrinsic mode function (IMF). Ces IMFs sont des simples oscillations, de moyenne nulle. L’EMD est basée sur un algorithme et le résultat obtenu ne s’exprime pas de manière analytique. La méthode EMD réalise une décomposition en sous bandes très proche de ce que donnerait l’analyse en ondelettes (multi-resolutions). En effet, l’EMD explore le signal depuis les plus hautes fréquences vers les basses fréquences. Mais l’EMD soufre à son tour du problème de mélange de mode qui a été réglé par la proposition d’une nouvelle version de l’EMD qui est la décomposition en mode empirique d’ensemble EEMD. Pour obtenir une représentation conjointe temps-fréquence à partir de l’EMD, Huang et al. ont proposé d’utiliser la transformée d’Hilbert pour calculer l’amplitude instantanée de chaque IMF et voir comment cette amplitude varie dans le temps et d’utiliser la fréquence instantanée pour suivre la variation de la fréquence dans le temps. Le résultat obtenu est nommé la transformée d’Hilbert-Huang. L’objectif de cette thèse est le diagnostic précoce de dysfonctionnements provenant des défauts mécaniques tels que les défauts de roulements et d’engrenages. Pour atteindre cet objectif, plusieurs méthodes basées sur EMD et ondelettes ont été appliquées à l’analyse des signaux vibratoires simulés de roulements et d’engrenages sains et défectueux. Les résultats de ce travail de recherche ont montré que l’utilisation individuelle de ces méthodes n’est pas efficace. Par conséquent, il a été proposé pour améliorer la maintenance prédictive vibratoire d’utiliser des méthodes hybrides. Ces méthodes sont basées sur l’EEMD et la moyenne synchrone ou la transformée en ondelettes pour le débruitage ainsi que le Kurtosis pour la décision finale du diagnostic. Les méthodes suggérées ont été validées expérimentalement à l’aide de signaux réels issus de trois bancs d’essaies (un pour les défauts d’engrenages, un autre pour les défauts de roulements et un autre pour la séparation des signatures d’engrenages et de roulements). Les résultats obtenus ont été d’une manière générale très encourageante et ont fait l’objet d’un article et de plusieurs communications. Date de soutenance 2013 Cote TH980 Pagination 157P Format CD Statut Soutenue