Diagnostic des machines électriques par analyse du champ externe

Les impératifs de sûreté de fonctionnement des systèmes en général et des machines électriques en particulier ont contribué à augmenter les exigences de fiabilité de ces machines. Cela se traduit par le développement de la maintenance prédictive qui a pour objectif de détecter les pannes avant qu’elles ne surviennent, mais qui nécessite d’équiper les machines de capteurs spécifiques comme des capteurs de courant ou de vibration. Aussi les thèmes de diagnostic des systèmes, et notamment des machines électriques se sont particulièrement développés au sein des laboratoires de recherche en génie électrique en France et au niveau international.
Le Laboratoire LSEE de l’université d’Artois à Béthune est un laboratoire spécialisé dans les machines électriques qui travaille sur la thématique de diagnostic des machines depuis une quinzaine d’année. Le LSEE a développé une méthode de diagnostic originale basée sur l’utilisation de capteurs bobinés simples à réaliser, et peu onéreux, qui mesurent le champ magnétique de fuite évoluant naturellement à l’extérieur des machines électriques tournantes lors de leur fonctionnement. Les méthodes développées sont intéressantes car elles ne nécessitent pas d’intervention particulière sur la machine testée et elles sont simples à mettre en oeuvre, les capteurs étant simplement positionnés contre la machine. Un défaut, même très faible modifie l’état magnétique interne d’une machine électrique, et par conséquent également son l’état magnétique externe ; le défaut pourra ainsi être détecté grâce à une analyse des signaux fournis par le capteur de champ extérieur. Il été montré que champ extérieur était plus sensible à certains défauts que les grandeurs habituellement mesurées comme le courant ou la vibration, ce qui renforce son intérêt. D’autre part, l’utilisation de plusieurs capteurs autour de la machine permet d’augmenter le pourcentage de détection et permet même de détecter des défauts naissants. Les travaux réalisés au LSEE portent sur différents types de défauts habituellement rencontrés dans les machines électriques : défauts de court-circuit entre spires au stator et au rotor, excentricité, barres cassées au rotor des machines asynchrones.