Réaliser des améliorations cruciales : Pourquoi le plus grand réseau ferroviaire d’Europe choisit-il la thermographie pour garantir la sécurité des déplacements?

La sécurité des passagers sur le réseau ferroviaire de l’UE s’améliore régulièrement d’année en année, avec près d’un tiers d’accidents en moins en 2022 par rapport à 2010, selon les données de l’ERA. Les améliorations continues apportées aux composants, à l’infrastructure et aux méthodes d’inspection jouent sans aucun doute un rôle essentiel à cet égard.

Pour protéger ses passagers, son fret et son infrastructure vitale, Deutsche Bahn a pourvu son équipe de caméras thermiques afin de repérer les problèmes de sécurité sur ses quelque 33 300 kilomètres de voies - le plus grand réseau ferroviaire d’Europe.

L’entreprise utilise la thermographie pour l’entretien prédictif et l’entretien conditionnel de son vaste réseau depuis 40 ans. L’ingénieur Xiaoying Wang de DB Energie (qui fait partie du département « Technical Consulting East » de l’opérateur ferroviaire) est à la tête de ce projet.

Xiaoying utilise ses connaissances en matière de thermographie pour inspecter soigneusement les lignes aériennes, les convertisseurs et les stations de conversion afin de détecter les anomalies de puissance ou la surchauffe des composants qui pourraient mettre en péril le réseau complexe de voies ferrées et ses utilisateurs.

La thermographie est « le seul moyen » de trouver des défauts

L’équipe d’ingénieurs experts de Deutsche Bahns doit s’assurer que ses idées sont aussi vastes que son impressionnant réseau d’infrastructures. Elle ne peut donc pas compter uniquement sur Xiaoying Wang et son équipe, petite mais efficace.

Au lieu de cela, l’équipe utilise une approche « diviser pour régner », qui consiste à ce que les employés utilisent des caméras thermiques d’entrée de gamme (notamment FLIR E8 ou FLIR ONE Pro) pour capturer des images des composants qu’ils jugent préoccupants. Grâce aux images claires et aux nombreuses données fournies par ces appareils d’entrée de gamme, Mme Wang peut ensuite interpréter les résultats à distance et proposer des recommandations pertinentes. Elle peut également apporter son fidèle FLIR T1020sc, équipé d’objectifs standard, grand angle et téléobjectif, pour des examens plus rigoureux.

La coordination avec le bureau central du réseau est un élément essentiel du processus d’inspection. Cette coordination est essentielle pour déterminer à quel endroit du vaste réseau de voies l’équipe doit effectuer des relevés et quels sont les éléments précis qu’elle doit contrôler.

« Presque tout sur le chemin de fer est conçu pour la redondance », explique Mme Wang. « Cela permet de garantir que les opérations se poursuivent sans problème même si un composant tombe en panne. Mais c’est précisément cette redondance qui garantit que les composants n’atteignent que rarement leurs limites de performance. Si l’équipe du 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 c’est généralement le cas - mais qu’elle est principalement répartie sur le composant examiné.

« C’est la seule façon d’utiliser la thermographie pour voir si tout va bien - ou si le composant doit être remplacé immédiatement ou lors du prochain arrêt planifié. »

Les fournisseurs d’énergie utilisent souvent des drones pour inspecter les lignes électriques, mais les conditions de charge sur une ligne électrique de transmission de Deutsche Bahns peuvent changer trop rapidement. Les inspections à vitesse élevée n’auraient pas la résolution nécessaire pour examiner les composants avec précision. Pour en tenir compte, Mme Wang et son équipe planifient un itinéraire précis, repèrent chaque carrefour et procèdent à des inspections manuelles en personne. Il peut s’agir de 30 nœuds par itinéraire, chacun d’entre eux devant faire l’objet d’une inspection minutieuse sur la voie.

Préoccupations actuelles : inspection des convertisseurs sur la ligne

Les convertisseurs et les stations de conversion constituent un autre élément crucial du réseau inspecté par thermographie. En effet, le parc de Deutsche Bahns fonctionne à une fréquence de 16,7 hertz, alors que le réseau électrique fonctionne à 50 hertz.

Les postes de conversion donnent à l’énergie une tension appropriée et évitent de faire surchauffer les composants, de provoquer des dommages électriques ou des incendies. Les postes sont constitués d’énormes machines tournantes; le moteur électrique et le générateur peuvent peser à eux seuls jusqu’à 140 tonnes. Cet ensemble robuste qui convertit l’électricité en une tension plus faible peut générer une quantité importante de chaleur. Les inspecter avec la FLIR T1020sc permet d’obtenir des images claires et nettes des éléments internes et de l’émissivité thermique de chaque composant, de sorte que toute usure, anomalie ou défaillance potentielle soit traitée avant qu’elle ne s’aggrave.

Pour des raisons de sécurité, dans certaines usines de conversion, de nombreuses armoires de commande sont désormais construites de telle sorte qu’elles ne peuvent plus être ouvertes. Pour y remédier, Mme Wang utilise une FLIR T1020 pour des inspections semi-automatisées, en faisant fonctionner à distance un robot mobile pour assurer l’entretien des zones qui ne sont pas accessibles aux personnes.

Perspectives pour l’avenir : photovoltaïque et imagerie thermique

Deutsche Bahn s’est engagée à atteindre l’objectif ambitieux de devenir neutre sur le plan environnemental d’ici à 2040. L’utilisation des énergies renouvelables et des nouvelles technologies en est une composante essentielle.

Afin d’améliorer la recherche et de tester les technologies et les concepts énergétiques dans des conditions réelles, Deutsche Bahn exploite RealLabor Energy à Berlin. Il s’agit d’un abri de voiture équipé de modules photovoltaïques et d’une « fleur solaire » qui garantit qu’une partie de l’énergie nécessaire est produite de manière durable. Le bon fonctionnement peut également être vérifié à l’aide d’une 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 éclairs d’arc lors d’une 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 soutien par un intégrateur de Teledyne-FLIR

Le groupe Rolf Weber, intégrateur de Teledyne-FLIR, offre un aperçu essentiel de la technologie FLIR et de ses applications les plus importantes.

Andreas Blug, du groupe Rolf Weber, a déclaré : « Il est nécessaire non seulement de fournir aux employés des caméras thermiques, mais aussi de les former à leur utilisation. C’est la seule façon de créer des thermogrammes significatifs. »