Un Everest technologique a été franchi par l’équipe formée entre l’Université Savoie Mont-Blanc et Cedrat technologies, réunie autour du projet Railmon (Rail monitoring). Cette alliance synergique entre mondes académique et industriel leur a permis de collecter une énergie vibratoire, de la convertir en énergie électrique puis de la stocker pour un usage à la demande. Ils sont ainsi parvenus à fabriquer des générateurs d’énergie pour alimenter des capteurs autonomes communicants.
En pleine course pour trouver de nouvelles énergies renouvelables, c’est avec ingéniosité que les équipes ont pensé à capter l’énergie vibratoire directement sur des rails de trains. Un gain indéniable en termes de maintenance et d’exploitation, puisque l’installation sans-fil permet l’économie de panneaux photovoltaïque et ne nécessite pas l’utilisation de câbles onéreux. Jusqu’alors, les solutions de générateurs commercialisées produisaient de l’énergie à une seule fréquence. Résultat : avec les vibrations exercées sur les rails qui s’écartent trop fréquemment de la cible, le rendement était beaucoup moins bon. Ce sont des affres révolues avec le générateur « PULSCE », puisqu’il combine l’utilisation de structures mécaniques bistables (non-linéaires) à des transducteurs piézoélectriques pour convertir de l’énergie sur une large bande de fréquence. Le nouveau procédé fonctionne également dans des environnements sévères et difficiles d’accès, pendant dix années. Ces capteurs limités en mémoire, en capacité de calcul et en puissance, seront implémentés d’une nouvelle génération d’algorithmes de machine learning pour une extraction efficace des données. Les métadonnées extraites dans cette étape seront utilisées pour la mise au point d’outils d’aide à la décision.
C’est en détournant la fonction primaire de l’actionneur que les composants piézoélectriques ont été qualifiés pour l’aérospatial, forts de 100 milliards de cycles sans défaillance. La SRC CEDRAT TECHNOLOGIES a breveté un actionneur piézoélectrique amplifié. Le dispositif est constitué d’un empilement préchargé de céramiques piézoélectriques basse tension à amplification mécanique.
Ainsi, l’énergie collectée peut être exploitée pour l’alimentation de capteurs pour la surveillance de machines, la signalisation ferroviaire, l’établissement de notifications de maintenance prédictive du matériel, pour la détection des passages de trains et des obstacles potentiels… En utilisant des dispositifs d’intelligence artificielle embarquée, et des algorithmes de Deep Learning.
Recourir à cette nouvelle technologie attire les industriels. Et c’est au tour des exploitants, troisième angle de la pierre angulaire de ce partenariat réussi, de faire l’utilisation de ces innovations technologiques inédites. Vossloh, sous-traitant qui compte parmi les leaders mondiaux en matière d’industrie ferroviaire, profite déjà des innovations soulevées par le projet Railmon. Une solution d’aide complète à la maintenance pour l’opérateur de voie fera appel à la réalité augmentée. La cyber-sécurité du dispositif sera assurée à chaque niveau, et pour chaque donnée. Selon Alexandre Pages, Ingénieur d’affaires chez Cedrat Technologies :
« En premier lieu pour ces acteurs : les gestionnaires d’infrastructures optimiseront la disponibilité des voies, feront preuve de davantage de réactivité dans leurs interventions et assureront la régularité du trafic en toute sécurité, y compris pour les trains autonomes. Les intégrateurs proposeront une offre modulaire et facile à déployer, qui prendra parfaitement place dans les architectures existantes. Quant aux sociétés de maintenance, elles gagneront en performance grâce à l’optimisation de leur prestation ».
Le projet Railmon marque un pas vers l’emploi d’énergie vibratoire au service d’une utilisation plus sécurisée, durable et écologique. Voilà l’exemple d’une collaboration entre le privé et le public qui fera longue date !
