Rendre possible des améliorations cruciales : Pourquoi le plus grand réseau ferroviaire d’Europe choisit la thermographie afin de garantir des transports sûrs

Selon les données de l’Agence de l’Union européenne pour les chemins de fer (ERA), la sécurité des passagers sur l’ensemble du réseau ferroviaire de l’UE s’améliore constamment d’une année sur l’autre, avec près d’un tiers d’accidents en moins en 2022 par rapport à 2010. Les améliorations continues des composants, de l’infrastructure et des méthodes d’inspection jouent sans nul doute un rôle essentiel à cet égard.

Afin de protéger ses passagers, son fret et son infrastructure vitale, Deutsche Bahn fournit à son équipe des caméras thermiques pour identifier les problèmes de sécurité sur les 33 300 kilomètres de voies ferrées, le plus grand réseau ferroviaire d’Europe.

L’entreprise utilise la thermographie pour la maintenance prédictive basée sur les conditions de son large réseau depuis 40 ans, et c’est l’ingénieur Xiaoying Wang qui dirige cet effort de DB Energie (dans le cadre du département « Technical Consulting East » de l’opérateur ferroviaire).

Xiaoying utilise des informations thermiques précises pour inspecter minutieusement les lignes aériennes, les convertisseurs et les stations de convertisseurs afin de détecter les anomalies de puissance ou les composants en surchauffe qui pourraient autrement mettre en danger le réseau complexe de voies, ainsi que leurs utilisateurs.

La thermographie constitue « le seul moyen » de détecter les défaillances

L’équipe d’ingénieurs experts de Deutsche Bahn doit s’assurer que ses connaissances sont aussi exhaustives que son réseau d’infrastructures est large, si bien qu’elle ne peut pas uniquement s’appuyer sur Xiaoying Wang et sa petite équipe, même si elle est hautement efficace.

Au lieu de cela, l’équipe utilise l’approche «  diviser pour mieux régner », qui consiste à utiliser des caméras thermiques d’entrée de gamme (notamment la FLIR E8 ou la FLIR ONE Pro) pour capturer des images des composants qu’elle juge préoccupants. Grâce à des images claires et à une multitude de données disponibles sur ces appareils d’entrée de gamme, Mme Wang peut ensuite interpréter à distance les résultats et proposer des recommandations pertinentes, ou utiliser sa FLIR T1020sc à la fiabilité éprouvée avec des objectifs standard, grand-angle et téléobjectifs pour des examens plus rigoureux.

Une partie essentielle du processus d’inspection consiste à coordiner avec le bureau central du réseau. Ceci s’avère essentiel pour déterminer où l’équipe doit prendre des mesures sur le vaste réseau de voies et quels éléments précis elle doit surveiller.

« Presque tout ce qui se trouve sur les voies ferrées est conçu aux fins de redondance », explique Mme Wang. « Ainsi, les opérations peuvent continuer à fonctionner sans heurts, même en cas de défaillance d’un composant. Néanmoins, c’est précisément cette redondance qui garantit que les composants atteignent rarement leurs limites en matière de performance. Si l’équipe de service technique souhaite examiner un composant spécifique, elle doit s’assurer que la charge n’est pas répartie uniformément sur toutes les parties du système, comme elle le serait généralement, mais principalement sur le composant examiné.

« Il s’agit du seul moyen d’utiliser la thermographie pour voir si tout va bien, ou si le composant doit être remplacé immédiatement ou lors du prochain temps d’arrêt planifié. »

Alors que les fournisseurs d’énergie utilisent souvent des drones pour inspecter les lignes électriques, les conditions de charge sur une ligne d’alimentation de traction Deutsche Bahn peuvent changer trop rapidement. Les inspections rapides ne disposeraient pas de la résolution requise pour examiner avec précision les composants. Afin de tenir compte de ce facteur, Mme Wang et son équipe planifient un itinéraire précis, cartographient chaque jonction et inspectent manuellement et en personne. Il peut s’agir de 30 nœuds par itinéraire, chacun nécessitant une inspection minutieuse sur la voie ferrée.

Préoccupations actuelles : inspection de convertisseurs sur la ligne

Les convertisseurs et les stations de conversion constituent un autre élément crucial du réseau inspecté par thermographie. Ceci est essentiel car la flotte de Deutsche Bahn opère à une fréquence de 16,7 Hertz, tandis que le réseau électrique fonctionne à 50 Hertz.

Les postes de conversion fournissent à l’alimentation une tension appropriée et évitent de provoquer une surchauffe des composants ou des dommages électriques ou des incendies. Les stations se composent d’énormes pièces de machinerie rotatives ; le moteur électrique et le générateur peuvent peser jusqu’à 140 tonnes à eux seuls. Ce kit robuste, qui convertit l’électricité en une tension inférieure, peut générer une quantité importante de chaleur. L’inspection avec la FLIR T1020sc fournit donc des images claires et nettes des éléments internes et de l’émissivité thermique de chaque composant afin que toute usure, toute anomalie ou tout échec potentiel soit résolu(e) avant de s’aggraver.

Pour des raisons de sécurité, dans certaines installations de convertisseurs, de nombreuses armoires de commande sont désormais construites de manière à ne plus pouvoir être ouvertes. Pour surmonter ce problème, Mme Wang utilise une FLIR T1020 pour les enquêtes semi-automatisées, opérant ainsi à distance un robot mobile pour accéder à la maintenance des zones non accessibles aux humains.

Tournés vers l’avenir : photovoltaïque et imagerie thermique

Deutsche Bahn s’est engagée à atteindre l’objectif ambitieux de neutralité climatique d’ici 2040. L’utilisation d’énergies renouvelables et de nouvelles technologies en est un élément essentiel.

Pour mieux rechercher et tester les technologies et les concepts énergétiques dans des conditions réelles, Deutsche Bahn opère RealLabor Energy à Berlin. Il s’agit d’un abri équipé de modules PV et d’une « fleur solaire » qui garantit qu’une partie de l’énergie requise est générée de manière durable. Le bon fonctionnement peut également être vérifié avec la caméra thermique FLIR. Mme Wang utilise la FLIR T1020s avec des objectifs standard, grand angle et téléobjectif pour générer des images thermiques haute résolution à distance, ce qui est essentiel pour éviter les arcs électriques lors de l’inspection dans une zone à haute tension, et de près, pour les armoires de commande, afin de s’assurer que chaque élément est inclus dans le champ de vision.

Formation et assistance d’un intégrateur Teledyne-FLIR

Rolf Weber Group, intégrateur Teledyne-FLIR, offre des informations essentielles sur la technologie FLIR et ses applications les plus marquantes.

Andreas Blug du Rolf Weber Group a déclaré : « Il est nécessaire non seulement de fournir aux employés des caméras thermiques, mais également de les former à leur utilisation. Car il s’agit du seul moyen de créer des thermogrammes pertinents. »