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Savoir-faire Technique

De solides compétences techniques comme clé du succès : approche système et capacité d’anticipation…

L’approche système :

Au-delà des spécifications de dimensionnement brutes issues du cahier des charges, les ingénieurs Bosch Rexroth ont apporté un soutien décisif dans l’approche d’ensemble du système, notamment :

  • appréhension du comportement statique et dynamique du système global dans les différentes phases de fonctionnement,
  • optimisation de la consommation énergétique de l’équipement,
  • optimisation des pointes de consommation en puissance,
  • stratégies de pilotage et de surveillance de l’équipement,
  • fonctionnalités d’ensemble de l’ascenseur et séquencement, prenant en compte l’influence sur le ressenti passager,
  • optimisation des régulateurs mis en oeuvre,
  • implémentation de redondances dans le schéma hydraulique et spécification de séquences d’autotest en fonctionnement pour optimiser la disponibilité de l’équipement.
  • Réception vérins en usine à Boxtel

Capacité d’anticipation grâce à une parfaite maîtrise de l’outil « simulations numériques » :

A quoi servent les simulations numériques ?

Elément important de l’approche système, les „simulations numériques“ permettent de vérifier par calcul sur ordinateur, au moyen d‘un „modèle numérique“ le comportement statique et dynamique d’un système complet, et ainsi son bon dimensionnement, bien avant sa production.

Illustration concrète : l’application au projet Tour Eiffel

Dans le cadre du projet Tour Eiffel, un modèle numérique incluant l‘hydraulique, la mécanique et le système de pilotage a été créé :

  • Modèle de la partie mécanique : créé sous ADAMS.MSC 2003© par la Société DEP Engineering,
  • Modèle de l‘hydraulique et du système de pilotage créé sous MOSIHS (développement Bosch Rexroth),
  • Couplage et exploitation des deux modèles réalisés par Bosch Rexroth.

Grâce à ce modèle, il devient possible de simuler des cas de fonctionnement choisis et de vérifier le comportement d‘ensemble du système en montée et en descente, avec variation de la masse embarquée par exemple.

Dans ce cas concret, plusieurs points sont analysés, notamment :

  • vérification des paramètres du système, pressions, débits à différents endroits du circuit, puissance/couple nécessaire aux moteurs électriques, inclinaisons maximales des pompes hydrauliques, pertes de charge d‘ensemble dans le système hydraulique, efforts sur les actionneurs hydrauliques, positions, vitesses, accélérations des vérins hydrauliques, des cabines de l‘ascenseur,
  • recherche et optimisation de régulateurs permettant de contrôler la position / vitesse / accélération des cabines, en prenant en compte les effets d‘élasticité importants apportés par les câbles de la mécanique et les colonnes de fluide dans le système hydraulique, vérification de la bonne pilotabilité de l‘ensemble de l‘équipement,
  • simulation du comportement d‘ensemble avec différentes fréquences d‘échantillonnage du système de pilotage, et différentes résolutions des systèmes de mesure,
  • simulation du comportement d‘ensemble sous l‘effet de défauts, ou de perturbations (par exemple frottements de chariot, frottements internes des actionneurs hydrauliques, obstacles / imperfections sur les rails des chariots de mouflage etc…).

Bénéfice : avant même d‘avoir fabriqué le moindre élément :

  • confirmation du bon dimensionnement des équipements et de leur bonne interaction,
  • définition des stratégies de pilotage de l‘équipement en ce qui concerne l‘asservissement d‘ensemble principal de positionnement / mise en vitesse des cabines. Ce point décisif facilite et permet en conséquence d‘accélérer très considérablement la mise en service ultérieure,
  • compréhension fine de l‘influence des différents éléments entrant dans la composition du système sur le comportement global et identification des paramètres potentiellement critiques, ce qui permet :
    • la dérivation de spécifications particulières pour les sous-systèmes concernés (ex. résolution minimale de systèmes de mesure, frottement interne maximum admissible pour les actionneurs, seuils maxi de détection de défauts en fonctionnement,…),
    • la définition et la mise en place prévisionnelle de contre-mesures visant à traiter ultérieurement, si nécessaire, des difficultés qui pourraient apparaître en phase de mise en service de l‘équipement.
En résumé : ATTEINTE D’UN HAUT NIVEAU DE QUALITÉ DE L‘INGÉNIERIE.

Exemple : la fonction d’isonivelage

La fonction isonivelage permet de maintenir la cabine à l‘étage lors des phases de montée et de descente des passagers, de manière à éviter la création d‘une marche qui constituerait un obstacle nuisant à l’accessibilité pour les personnes à mobilité réduite, et plus généralement au confort d‘utilisation de l‘ascenseur. En effet, les variations de charge embarquée dans la cabine provoquent notamment des variations de longueur des câbles la supportant et par suite une montée ou descente parasite de la cabine pouvant atteindre plusieurs dizaines de centimètres. Ce phénomène se constate sur tous les systèmes à câble mais est particulièrement notable sur l‘ascenseur de la Tour Eiffel étant donné la longueur exceptionnelle des câbles : environ 400 mètres.

 

 

Une attention très particulière a été apportée à cette fonctionnalité, entre autres ici aussi au moyen des simulations numériques.

 

De la même manière que pour les simulations couplées du système d‘ensemble, ces simulations ont permis outre la vérification du bon dimensionnement statique et dynamique des systèmes d‘isonivelage, la définition, la validation et la pré-optimisation d‘un principe très spécifique d‘asservissement en position des cabines à l‘étage pendant les phases de sortie / entrée du public dans les cabines, avec prise en compte de l‘ensemble du système dynamique mis en jeu.
Elles ont permis de mettre en évidence ici aussi les paramètres critiques de l‘installation (par ex. frottements internes, raideur des câbles) et de mettre en place des contre-mesures prévisionnelles destinées à être mises en oeuvre en cas de difficultés lors de la mise en service finale.

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