Entretien et surveillance des postes mettant en œuvre des équipements mobiles et des capteurs intelligents

L'entretien et la surveillance de l'état des postes sont d'une importance majeure pour les compagnies d'électricité, dont l'objectif principal est de réduire les coûts du cycle de vie des postes et d'en améliorer les capacités opérationnelles.

Dans la BT on présente les nouvelles perspectives d'amélioration des opérations d'entretien et de surveillance des postes qu'ouvre l'utilisation des dispositifs mobiles et des capteurs intelligents. L'état de l'art de ces technologies et de leurs applications est pris en considération, des exemples de cas d'utilisation applicables à court et moyen termes sont présentés dans leurs grandes lignes, et on donne des directives sur la façon dont il faut analyser globalement de tels exemples d'utilisations avant d'envisager leur adoption dans l'environnement technologique d'une compagnie d'électricité existante. La Figure 1 donne une vue d'ensemble de l'utilisation attendue dans le futur des capteurs intelligents et des moyens mobiles dans les activités de surveillance et d'entretien des postes.     

Champ des investigations/ Vision/ Méthodologie

Le Groupe de Travail (GT) a commencé par une collecte et une mise en ordre d'informations de diverses origines : les technologies et les utilisations envisageables dans les fonctions d'entretien et de surveillance des postes, les besoins et les plans connus des compagnies d'électricité, les réalisations ou les opérations pilotes connues, les discussions avec les experts, les informations issues d'une enquête à l'échelle mondiale lancée par le GT, et les publications. Le GT a aussi ajouté ses propres idées et ses contributions, dans la présentation d'un ensemble de cas d'applications envisageables et dans la formulation de recommandations d'approches pratiques.
 

Description de la BT

La BT est composée, comme suit, de quatre sections principales, d'une conclusion et d'une annexe:

• Section 1 – Entretien et surveillance des postes à la lumière de l'évolution des technologies nouvelles
• Section 2 – Etat de l'art des technologies et de leurs applications pour l'entretien et la surveillance des postes
• Section 3 – Cas d'application des capteurs intelligents et des technologies mobiles dans l'entretien et la surveillance des postes
• Section 4 - Instructions pour l'analyse, l'évaluation et l'intégration des applications de capteurs et de surveillance par moyen mobile
• Conclusion
• Annexe - Présentation des résultats de l'enquête, avec commentaires du GT

Le contenu de la BT est brièvement décrit dans les paragraphes qui suivent.

Section 1 – Comment se situent les travaux du GT

La première section présente les motivations et les objectifs des travaux, ainsi que leur actualité. Les applications de surveillance et d'entretien des postes sont exposées dans le contexte que définissent les trois importantes évolutions en cours: l'évolution de la microélectronique et les technologies omniprésentes de l'internet des objets (IoT), l'évolution de l'analyse et du traitement intelligent des données, et l'évolution en cours des postes, des concepts de gestion des postes et des équipements des postes du Smart Grid. On présente également les développements attendus par le GT dans les postes, de façon à donner une orientation et une meilleure compréhension des points sur lesquels les technologies nouvelles des capteurs intelligents et de l'information et des communications (ICT), impactent les activités dans les postes. Pour différencier les niveaux de maturité de mise en œuvre des technologies intelligentes en fonction des postes, ou des pays, ou des propriétaires, on a défini des niveaux d'automatisation et d'autonomie de postes. Ces niveaux d'autonomie peuvent être utilisés dans les études initiales d'évaluation de capteurs intelligents ou d'installations particuliers, ou dans le processus de décision du déploiement de certaines technologies, parce qu'il faut choisir les dispositifs/fonctionnalités intelligents particuliers, ou même les technologies, à mettre en œuvre, en fonction du niveau d'autonomie des postes que veut obtenir l'utilisateur. C'est à cette fin que la première section montre les grandes orientations et identifie les points à discuter dans les sections suivantes.

Section 2 – l'état de l'art

Dans la deuxième section on décrit l'état de l'art des technologies et des applications envisageables dans les activités d'entretien et de surveillance des postes, , tel qu'au moment de la rédaction, mais en mettant en exergue des technologies en cours de développement rapide et des applications émergentes possibles. Partant des besoins pratiques des postes, de l'intérêt potentiel et des exigences, on examine dans le détail un ensemble de domaines :

• Les technologies de capteurs utilisables pour la surveillance des postes,
• Les aspects relatifs aux communications et aux données nécessaires, ainsi que les besoins d'analyse et de traitement de données,  
• Les dispositifs intelligents, mobiles et portables, utilisables pour l'entretien et la surveillance des postes,
• Les catégories de surveillance et d'utilisations de capteurs et les cas.

Pour les activités de surveillance et d'entretien, actuelles et futures, des postes, les catégories d'application qui ont été identifiées sont: 1) les applications d'assistance intelligente sur site aux activités dans les postes telles que les inspections, les déplacements, l'aide aux travaux et la réalisation en temps réel des analyses et des rapports, 2) les utilisations pour des formations intelligentes, 3) des applications pour la sécurité et la santé du personnel, 4) des applications dédiées à la maintenance intelligente, et en support de la gestion des actifs. En pratique, les dispositifs et les technologies modernes d'assistance, tels que les réseaux de capteurs sans fils, la réalité augmentée (AR) ou la réalité virtuelle (VR), peuvent être utilisées dans toutes les applications.

Section 3 – cas d'utilisations

Dans la troisième section on présente des exemples d'utilisation des dispositifs mobiles, des nouveaux capteurs sans fil dans les activités d'entretien et de surveillance des postes, avec les configurations et les séquences de travail correspondantes. Tous ces exemples ont été rendus faisables, ou ont été facilités, par les nouveaux capteurs, les technologies mobiles, les communications rapides, et le traitement et le stockage des données. On propose également dans cette section une manière systématique d'approcher, de présenter et de documenter les exemples d'utilisation dans les activités d'entretien et de surveillance des postes.

 

Les exigences les plus importantes, telles que celles imposant l'accès à l'information au bon moment, pour la bonne personne en tenant compte des droits d'accès, telles que celles concernant les interfaces utilisateurs et les dispositifs adaptés à une utilisation sur le site, et telles que celles régissant les canaux de communication et les supports des technologies d'information, sont aussi exposées dans leurs grandes lignes. Après la présentation d'un exemple générique (voir Figure 2), qui donne une vue d'ensemble des multiples possibilités de surveillance et de collectes d'information intelligentes, on décrit un ensemble d'exemples d'utilisation. Ceux-ci ont été choisis d'une façon telle qu'on puisse les mettre en œuvre à court et moyen termes, en faisant appel à des technologies connues, avec pour objectif d'illustrer et de stimuler une utilisation plus fréquente de ce genre d'applications dans l'industrie de l'électricité.

Un de ces exemples concerne une inspection de poste moderne et des possibilités d'accéder à des informations en plus grand nombre, plus riches, plus précises, pratiquement en temps réel, systématiquement et avec un moindre effort, en utilisant une tablette informatique moderne, ou un smartphone, et des capteurs intégrés. Les autres exemples portent sur la maintenance et la mise en service, sur l'assistance au diagnostic sur site, à la sécurité d'accès aux installations et à la sûreté des opérations, avec un cas concernant la surveillance thermique des certains composants comme des connexions transitant des courants élevés, ou des inspections thermiques de zones semi-autonomes (Figure 3).

Dans cette section, pour la présentation des cas d'utilisation on utilise une image d'ensemble type pour  décrire le cas, une liste tabulaire des caractéristiques techniques et des avantages et inconvénients, et un logigramme (Figure 4).

Section 4 – Instructions pour l'analyse, l'évaluation et l'intégration des solutions

La dernière section de la BT propose des directives, des recommandations et des exemples simples, sur la manière dont on évalue un cas d'utilisation pour des activités de surveillance et d'entretien de poste mettant en œuvre des capteurs intelligents et des dispositifs mobiles. L'analyse et l'évaluation doivent être réalisées d'un point de vue global, et couvrir tous les aspects importants, au plan des technologies et d'équipements, au plan économique en tenant compte de la maintenance et de la rénovation de ces équipements et utilisations en exploitation, mais aussi les aspects environnementaux et sociaux, et les questions relatives à l'intégration aux systèmes, et aux pratiques, existant dans la compagnie d'électricité. Il est également important d'évaluer des coûts et bénéfices, l'impact de ces technologies nouvelles sur les pratiques opérationnelles, et l'impact sur le personnel - par exemple l'acceptation, l'expertise requise, les changements dans la façon dont les personnels interagissent lors d'une intervention dans un poste -, et d'apprécier une possible évolution de ces aspects pour des cas pratiques d'utilisations futures, à court ou moyen terme. Le but de ces recommandations et directives est de faciliter la prise en compte de tous les aspects pertinents dont certains ne sont pas au départ évidents, des questions de changements et de maintenance qui sont nécessaires au cours du temps, des aspects humains concernés, c. à d. de contribuer à une meilleure décision et au choix de la variante appropriée.

L'enquête internationale

L'enquête internationale réalisée portait sur l'utilisation des moyens intelligents et mobiles, et elle visait à recueillir les points de vue et les perspectives des compagnies d'électricité sur le sujet, leurs projets en cours ou planifiés, leurs réalisations, leur retour d'expérience éventuel et les enseignements tirés. Les réponses sont présentées dans une annexe, telles que reçues, avec néanmoins pour chaque question, quelques commentaires rapides, reflétant le point des vue du GT sur la question et le sujet concerné, ou sur les réponses reçues de toutes les parties du monde.

Conclusion

Les avancées de la technologie des capteurs intelligents et des équipements mobiles, de la microélectronique, de l'internet des objets, et des communications, offrent une réelle opportunité de repenser les manières d'exécuter les activités d'entretien et de surveillance des postes, ou d'en développer de nouvelles.

Dans la BT on commence par présenter les évolutions de technologie auxquelles nous avons à faire face, et les besoins des compagnies d'électricité. L'état de l'art en matière de capteurs et de technologies mobiles a été établi et on a examiné les utilisations qui pouvaient le mieux répondre aux besoins d'entretien et de surveillance des postes, pour en améliorer l'efficacité et la sécurité, et pour ouvrir la porte à des manières nouvelles d'exécuter ces activités dans les postes. On a identifié les technologies envisageables actuellement et des technologies émergentes prometteuses, qui peuvent permettre, ou améliorer, les applications intelligentes mobiles, les possibilités offertes par les capteurs et les traitements d'information, dans les activités de poste.

Les cas d'utilisation exposés en détail dans la BT, de façon structurée, sont des exemples réalistes et faisables, et l'objectif est d'encourager le monde des compagnies d'électricité à prendre en considération et à utiliser ces technologies.

Finalement la BT propose des instructions sur la manière d'évaluer de manière globale les utilisations, et sur les aspects pratiques à prendre en considération pour intégrer correctement des cas d'application d'un entretien et d'une surveillance intelligents, qui font appel à des équipements mobiles et des capteurs intelligents, dans l'environnement complexe d'une entreprise de la vie réelle.

Le GT croit fortement que l'évolution de l'internet des objets, des équipements intelligents mobiles, et des nouveaux capteurs intelligents sans fil, offrant de fortes capacités de traitement et de collecte de données et des possibilités d'analyse, et intégrant des applications logicielles, auront un impact de plus en plus positif sur la manière dont les postes sont surveillés et entretenus, sur les activités et la sécurité du personnel de maintenance  et sur la gestion des actifs, et de là sur la façon dont l'exploitation stable et sûre des postes et du réseau peut être assurée.