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Title:
METHOD AND SYSTEM FOR CHARACTERISING A FAULT IN A NETWORK OF TRANSMISSION LINES, BY TIME REVERSAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/001985
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for characterising a fault in a network of at least one transmission line, said method comprising the steps of: injecting (301) a first reference signal into the network; acquiring (302) a first measurement of the first reference signal after the propagation thereof into the network; temporally reversing (303) the measurement in order to generate a second reference signal; injecting (304) the second reference signal into the network; acquiring (305) a second measurement of the second reference signal after the propagation thereof into the network; and calculating (306) the intercorrelation between the second measurement and the second reference signal.

Inventors:
BEN HASSEN WAFA (FR)
CABANILLAS ESTEBAN (FR)
KAFAL MOUSSA (FR)
Application Number:
PCT/EP2019/065464
Publication Date:
January 02, 2020
Filing Date:
June 13, 2019
Export Citation:
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Assignee:
COMMISSARIAT ENERGIE ATOMIQUE (FR)
International Classes:
G01R27/06; G01R31/08; G01R31/11
Domestic Patent References:
WO2016050547A12016-04-07
WO2018095985A12018-05-31
WO2018108526A12018-06-21
WO2015062885A12015-05-07
Foreign References:
US20150025820A12015-01-22
US9465067B22016-10-11
Other References:
LOLA EL SAHMARANY ET AL.: "Time Reversai for soft faults diagnosis in wire networks", PROGRESS IN ELECTROMAGNETICS RESEARCH M, vol. 31, 2013
Attorney, Agent or Firm:
HAMMES, Pierre et al. (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Procédé de caractérisation d’un défaut dans un réseau d’au moins une ligne de transmission, ledit procédé comprenant les étapes de :

- Injecter (301 ) un premier signal de référence dans le réseau,

- Acquérir (302) une première mesure du premier signal de référence après sa propagation dans le réseau,

- Inverser temporellement (303) la mesure pour générer un second signal de référence,

- Injecter (304) le second signal de référence dans le réseau,

- Acquérir (305) une seconde mesure du second signal de référence après sa propagation dans le réseau,

- Calculer (306) l’intercorrélation entre la seconde mesure et le second signal de référence.

2. Procédé de caractérisation d’un défaut selon la revendication 1 dans lequel le premier signal de référence est un signal comprenant une pluralité de porteuses fréquentielles.

3. Procédé de caractérisation d’un défaut selon l’une des revendications précédentes comprenant en outre la recherche, dans l’intercorrélation, d’au moins un extremum indiquant la présence d’un défaut. 4. Système de caractérisation d’un défaut dans un réseau d’au moins une ligne de transmission le système comprenant des moyens configurés pour mettre en oeuvre les étapes du procédé de caractérisation d’un défaut selon l’une quelconque des revendications précédentes. 5. Système de caractérisation d’un défaut selon la revendication 4, le système comprenant :

- un générateur (GEN) d’un signal de référence, - un dispositif d’injection (DAC,CPL) pour injecter le signal de référence dans le réseau,

- un dispositif de mesure (CPL,ADC) du signal de référence après sa propagation dans le réseau,

- une unité logique (MEM-I ,MEM2) configurée pour sauvegarder une mesure temporelle acquise par le dispositif de mesure (CPL,ADC) et pour délivrer, au dispositif d’injection (DAC,CPL), une version temporellement inversée de ladite mesure,

- un corrélateur (COR),

- un premier connecteur (INT-i) configuré pour connecter, dans une première phase, le générateur (GEN) de signal de référence au dispositif d’injection (DAC,CPL) et, dans une seconde phase, l’unité logique (MEM2) au dispositif d’injection (DAC,CPL),

- un second connecteur (INT2) configuré pour connecter, dans la première phase, le dispositif de mesure (CPL,ADC) à l’unité logique (MEM-i) et, dans une seconde phase, le dispositif de mesure (CPL,ADC) au corrélateur (COR),

- le corrélateur (COR) étant connecté d’une part à l’unité logique (MEM2) et d’autre part au second connecteur (INT2) et étant configuré pour déterminer l’intercorrélation entre le signal mesuré par le dispositif de mesure (CPL,ADC) durant la seconde phase et la mesure temporellement inversée délivrée par l’unité logique (MEM2). 6. Système de caractérisation d’un défaut selon la revendication 5 dans lequel l’unité logique (MEM-I ,MEM2) est une mémoire apte à sauvegarder une mesure temporelle d’un signal et à fournir les échantillons de la mesure sauvegardée dans un ordre inverse à celui dans lequel ils ont été sauvegardés.

7. Système de caractérisation d’un défaut selon l’une des revendications 5 ou 6 dans lequel le générateur (GEN) d’un signal de référence comprend un générateur de sous-porteuses fréquentielles et un module de transformée de Fourier inverse (IFFT-i).

8. Système de caractérisation d’un défaut selon l’une des revendications 5 à

7 dans lequel le premier connecteur (INT-i) et/ou le second connecteur (INT2) sont des interrupteurs. 9. Système de caractérisation d’un défaut selon l’une des revendications 5 à

8 dans lequel le corrélateur (COR) comprend au moins un module de transformée de Fourier directe (FFTI ,FFT2), un multiplieur (MUL) et un module de transformée de Fourier inverse (IFFT2).

Description:
Procédé et système de caractérisation d’un défaut dans un réseau de lignes de transmission, par retournement temporel

L’invention concerne le domaine des systèmes de diagnostic filaires basés sur le principe de la réflectométrie. Elle a pour objet un procédé de caractérisation d’un défaut dans un réseau de lignes de transmission, basé sur le principe du retournement temporel.

Les câbles sont omniprésents dans tous les systèmes électriques, pour l’alimentation ou la transmission d’information. Ces câbles sont soumis aux mêmes contraintes que les systèmes qu’ils relient et peuvent être sujets à des défaillances. Il est donc nécessaire de pouvoir analyser leur état et d’apporter des informations sur la détection de défauts, mais aussi leur localisation et leur type, afin d’aider à la maintenance. Les méthodes de réflectométrie usuelles permettent ce type de tests.

Les méthodes de réflectométrie utilisent un principe proche de celui du radar : un signal électrique, le signal de sonde ou signal de référence, qui est le plus souvent de haute fréquence ou large bande, est injecté en un ou plusieurs endroits du câble à tester. Le signal se propage dans le câble ou le réseau et renvoie une partie de son énergie lorsqu’il rencontre une discontinuité électrique. Une discontinuité électrique peut résulter, par exemple, d’un branchement, de la fin du câble ou d’un défaut ou plus généralement d’une rupture des conditions de propagation du signal dans le câble. Elle résulte le plus souvent d’un défaut qui modifie localement l’impédance caractéristique du câble en provoquant une discontinuité dans ses paramètres linéiques.

L’analyse des signaux renvoyés au point d’injection permet d’en déduire des informations sur la présence et la localisation de ces discontinuités, donc des défauts éventuels. Une analyse dans le domaine temporel ou fréquentiel est habituellement réalisée. Ces méthodes sont désignées par les acronymes TDR venant de l’expression anglo-saxonne « Time Domain Reflectometry » et FDR venant de l’expression anglo- saxonne « Frequency Domain Reflectometry ».

L’invention entre dans le champ d’application des méthodes de réflectométrie pour le diagnostic filaire et s’applique à tout type de câble électrique, en particulier des câbles de transmission d’énergie ou des câbles de communication, dans des installations fixes ou mobiles. Les câbles concernés peuvent être coaxiaux, bifilaires, en lignes parallèles, en paires torsadées ou autre pourvu qu’il soit possible d’y injecter un signal de réflectométrie en un point du câble et de mesurer sa réflexion au même point ou en un autre point.

Les méthodes de réflectométrie temporelle connues sont particulièrement adaptées à la détection de défauts francs dans un câble, tel un court circuit ou un circuit ouvert ou plus généralement une modification locale significative de l’impédance du câble. La détection du défaut se fait par la mesure de l’amplitude du signal réfléchi sur ce défaut qui est d’autant plus importante et donc détectable, que le défaut est important.

A l’inverse, un défaut non franc, par exemple résultant d’une dégradation superficielle de la gaine du câble de l’isolant ou du conducteur, engendre un pic d’amplitude faible sur le signal de réflectométrie réfléchi et est par conséquent plus difficilement détectable par des méthodes temporelles classiques. Plus généralement, un défaut non franc peut être provoqué par un frottement, un pincement ou encore un phénomène de corrosion qui vient affecter la gaine du câble, l’isolant ou le conducteur.

La détection et la localisation d’un défaut non franc sur un câble est un problème important pour le monde industriel car un défaut apparaît en général d’abord comme un défaut superficiel mais peut, avec le temps, évoluer vers un défaut plus impactant. Pour cette raison notamment, il est utile de pouvoir détecter l’apparition d’un défaut dès son apparition et à un stade où son impact est superficiel afin d’anticiper son évolution en un défaut plus important.

La faible amplitude des réflexions associées au passage du signal à travers un défaut non franc entraîne également un problème potentiel de fausses détections. En effet, il peut être difficile de discriminer un pic de faible amplitude dans un réflectogramme qui peut résulter soit d’un défaut sur le câble, soit d’un bruit de mesure. Ainsi, des faux positifs peuvent apparaître qui correspondent non pas à des défauts mais qui résultent du bruit de mesure ou d’inhomogénéités du câble.

Le brevet américain US 9465067 décrit une méthode de localisation de défauts dans un réseau de câbles d’énergie, basée sur le principe du retournement temporel.

Cette méthode consiste à enregistrer un signal généré par un défaut intermittent qui se propage jusqu’à un point de mesure puis à retourner temporellement la mesure pour l’injecter dans le réseau et enfin à mesurer le signal réfléchi.

La méthode proposée est adaptée aux défauts intermittents qui génèrent spontanément une onde de choc mais pas aux défauts permanents passifs, en particulier les défauts non francs.

Par ailleurs, cette méthode ne peut pas être utilisée sur un réseau de câbles en fonctionnement, c'est-à-dire dans lequel des signaux utiles sont par ailleurs transmis.

La publication scientifique « Time Reversai for soft faults diagnosis in wire networks », Lola El Sahmarany et al, Progress in Electromagnetics Research M, vol 31 , 2013, décrit une autre méthode de caractérisation de défauts non francs basée sur le principe du retournement temporel. Elle consiste cette fois à injecter un signal de référence dans un câble, à mesurer son écho puis à retourner temporellement cet écho pour le réinjecter à nouveau dans le câble. Cette méthode inclut principalement les trois étapes suivantes. Tout d’abord, un signal de sonde v in est injecté dans la ligne de transmission saine d’une part et dans la ligne de transmission avec défaut d’autre part. Les signaux réfléchis mesurés sur la ligne avec défaut, noté v rF , et sur la ligne sans défaut, noté v rS , sont enregistrés.

Ensuite, les signaux réfléchis pour la ligne saine et avec défaut sont retournés temporellement et réinjectés dans la ligne de transmission saine pour obtenir respectivement les signaux réfléchis v rFbis et v rSbis . On détermine ensuite une corrélation entre le signal réfléchi v rFbis et le signal de sonde v in puis on détermine une corrélation entre le signal réfléchi v rbis et le signal de sonde v in . La différence entre les deux résultats de corrélation permet de détecter et localiser le défaut.

Cette méthode présente l’inconvénient qu’elle nécessite d’effectuer une mesure à la fois sur un câble sain (sans défaut) et sur le même câble avec défaut. Par ailleurs, elle ne permet pas non plus de réaliser un diagnostic sur un câble en fonctionnement. En effet, les signaux injectés dans le câble via cette méthode peuvent perturber le fonctionnement nominal du câble en générant des interférences. On connaît par ailleurs des méthodes de réflectométrie multi- porteuses telles que décrite notamment dans la demande de brevet internationale du Demandeur publiée sous le numéro WO2015062885.

De telles méthodes sont basées sur l’utilisation d’un signal multi- porteuses du type OFDM (Orthogonal Fréquency Division Multiplexing). Le principe est de diviser la bande de fréquence disponible en sous-bandes orthogonales de sorte à maximiser l’efficacité spectrale tout en contrôlant le spectre du signal. En appliquant ce principe, certaines bandes de fréquences réservées à l’utilisation nominale du câble sont évitées en supprimant du signal les sous-porteuses correspondantes. De sorte, il est possible de générer un signal ayant une occupation spectrale uniquement sur des sous- bandes fréquentielles autorisées au diagnostic de défauts. Ainsi, l’utilisation de méthodes de réflectométrie basées sur un signal multi-porteuses permet de réaliser un diagnostic en ligne d’un réseau de câbles sans interférer avec le fonctionnement nominal du réseau et sans nécessité d’interrompre le service rendu par le réseau.

Cependant, de telles méthodes présentent l’inconvénient de souffrir d’une atténuation du signal importante, ce qui diminue la fiabilité de détection des défauts par analyse du réflectogramme.

L’invention vise à proposer une méthode, basée sur le principe du retournement temporel, de détection et localisation de défauts qui permet d’améliorer le gain de détection et la précision de localisation et qui peut être mise en oeuvre sans perturber le fonctionnement nominal du réseau de câbles. L’invention a pour objet un procédé de caractérisation d’un défaut dans un réseau d’au moins une ligne de transmission, ledit procédé comprenant les étapes de :

- Injecter un premier signal de référence dans le réseau,

- Acquérir une première mesure du premier signal de référence après sa propagation dans le réseau,

- Inverser temporellement la mesure pour générer un second signal de référence,

- Injecter le second signal de référence dans le réseau,

- Acquérir une seconde mesure du second signal de référence après sa propagation dans le réseau,

- Calculer l’intercorrélation entre la seconde mesure et le second signal de référence.

Selon un aspect particulier de l’invention, le premier signal de référence est un signal comprenant une pluralité de porteuses fréquentielles. Selon une variante particulière, le procédé selon l’invention comprend en outre la recherche, dans l’intercorrélation, d’au moins un extremum indiquant la présence d’un défaut.

L’invention a aussi pour objet un système de caractérisation d’un défaut dans un réseau d’au moins une ligne de transmission le système comprenant des moyens configurés pour mettre en oeuvre les étapes du procédé de caractérisation d’un défaut selon l’invention.

Selon une variante particulière, le système selon l’invention comprend

- un générateur d’un signal de référence,

- un dispositif d’injection pour injecter le signal de référence dans le réseau,

- un dispositif de mesure du signal de référence après sa propagation dans le réseau,

- une unité logique configurée pour sauvegarder une mesure temporelle acquise par le dispositif de mesure et pour délivrer, au dispositif d’injection, une version temporellement inversée de ladite mesure,

- un corrélateur,

- un premier connecteur configuré pour connecter, dans une première phase, le générateur de signal de référence au dispositif d’injection et, dans une seconde phase, l’unité logique au dispositif d’injection,

- un second connecteur configuré pour connecter, dans la première phase, le dispositif de mesure à l’unité logique et, dans une seconde phase, le dispositif de mesure au corrélateur,

- le corrélateur étant connecté d’une part à l’unité logique et d’autre part au second connecteur et étant configuré pour déterminer l’intercorrélation entre le signal mesuré par le dispositif de mesure durant la seconde phase et la mesure temporellement inversée délivrée par l’unité logique. Selon un aspect particulier de l’invention, l’unité logique est une mémoire apte à sauvegarder une mesure temporelle d’un signal et à fournir les échantillons de la mesure sauvegardée dans un ordre inverse à celui dans lequel ils ont été sauvegardés.

Selon un aspect particulier de l’invention, le générateur d’un signal de référence comprend un générateur de sous-porteuses fréquentielles et un module de transformée de Fourier inverse.

Selon un aspect particulier de l’invention, le premier connecteur et/ou le second connecteur sont des interrupteurs.

Selon un aspect particulier de l’invention, le corrélateur comprend au moins un module de transformée de Fourier directe, un multiplieur et un module de transformée de Fourier inverse. D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit en relation aux dessins annexés qui représentent :

- La figure 1 , un schéma d’un système de réflectométrie selon l’art antérieur,

- La figure 1 bis, un exemple de réflectogramme obtenu avec le système de réflectométrie de la figure 1 pour un câble simple,

- La figure 2, un schéma d’un système de réflectométrie selon un mode de réalisation de l’invention,

- La figure 3, un organigramme décrivant les étapes de mise en oeuvre du procédé selon l’invention,

- Les figures 4a, 4b, 4c, trois diagrammes temporels représentant des exemples comparatifs de réflectogrammes obtenus avec et sans l’invention. La figure 1 représente un schéma d’un système 100 d’analyse de défaut dans une ligne de transmission L, telle qu’un câble, selon une méthode usuelle de réflectométrie temporelle de l’état de l’art. Un tel système comprend principalement un générateur GEN d’un signal de référence. Le signal de référence numérique généré est converti analogiquement via un convertisseur numérique-analogique DAC puis est injecté en un point de la ligne de transmission L au moyen d’un coupleur directionnel CPL ou tout autre dispositif permettant d’injecter un signal dans une ligne. Le signal se propage le long de la ligne et se réfléchit sur les singularités qu’elle comporte. En l’absence de défaut sur la ligne, le signal se réfléchit sur l’extrémité de la ligne si la terminaison de la ligne est non adaptée. En présence de défaut sur la ligne, le signal se réfléchit partiellement sur la discontinuité d’impédance provoquée par le défaut. Le signal réfléchi est rétro-propagé jusqu’à un point de mesure, qui peut être commun au point d’injection ou différent. Le signal rétro-propagé est mesuré via le coupleur directionnel CPL puis converti numériquement par un convertisseur analogique numérique ADC. Une corrélation COR est ensuite effectuée entre le signal numérique mesuré et une copie du signal numérique généré avant injection afin de produire un réflectogramme temporel R(t) correspondant à l’inter-corrélation entre les deux signaux.

Comme cela est connu dans le domaine des méthodes de diagnostic par réflectométrie temporelle, la position d DF d’un défaut sur le câble L, autrement dit sa distance au point d’injection du signal, peut être directement obtenue à partir de la mesure, sur le réflectogramme temporel calculé R(t), de la durée t DF entre le premier pic d’amplitude relevé sur le réflectogramme et le pic d’amplitude correspondant à la signature du défaut.

La figure 1 bis représente un exemple de réflectogramme R(n) obtenu à l’aide du système de la figure 1 , sur lequel on observe un premier pic d’amplitude à une abscisse N et un second pic d’amplitude à une abscisse N+M. Le premier pic d’amplitude correspond à la réflexion du signal au point d’injection dans le câble, tandis que le second pic correspond à la réflexion du signal sur une discontinuité d’impédance provoquée par un défaut Différentes méthodes connues sont envisageables pour déterminer la position d D F- Une première méthode consiste à appliquer la relation liant distance et temps : d D F = V g DF /2 OÙ V g est la vitesse de propagation du signal dans le câble. Une autre méthode possible consiste à appliquer une relation de proportionnalité du type d DF / Î DF = L c /t 0 où L c est la longueur du câble et t 0 est la durée, mesurée sur le réflectogramme, entre le pic d’amplitude correspondant à la discontinuité d’impédance au point d’injection et le pic d’amplitude correspondant à la réflexion du signal sur l’extrémité du câble.

Un dispositif d’analyse (non représenté à la figure 1 ) est chargé d’analyser le réflectogramme R(t) pour en déduire des informations de présence et/ou localisation de défauts ainsi que les caractéristiques électriques éventuelles des défauts. En particulier, l’amplitude d’un pic dans le réflectograme est directement liée au coefficient de réflexion du signal sur la discontinuité d’impédance provoquée par le défaut.

Le dispositif de la figure 1 est applicable au cas d’un signal multi- porteuses en remplaçant le générateur de signal de référence par un générateur de sous-porteuses, éventuellement modulées, couplé à un module de transformée de Fourier inverse.

La figure 2 décrit un système 200 de réflectométrie selon un mode de réalisation de l’invention.

Il comprend un générateur GEN de sous-porteuses et un premier module de transformée de Fourier inverse I FFT 1 pour générer un signal de référence multi-porteuses. Sans sortir du cadre de l’invention, le signal multi- porteuses peut être remplacé par tout autre signal maîtrisé, en particulier tout signal présentant de bonnes propriétés d’autocorrélation. Si le signal utilisé est temporel et non plus fréquentiel, le module I FFT 1 est supprimé du système.

Si le signal généré par le générateur GEN est un signal numérique, le système 200 comprend un convertisseur numérique-analogique DAC. Le système 200 comprend par ailleurs un coupleur CPL, ou tout autre dispositif équivalent, pour injecter le signal de référence dans un câble L. Le système 200 comprend aussi un dispositif de mesure du signal réfléchi dans le câble L qui peut être réalisé par le même coupleur CPL ou un autre coupleur.

Le système 200 comprend aussi un convertisseur analogique- numérique ADC pour numériser le signal mesuré, au moins une première mémoire M EM 1 pour sauvegarder le signal numérisé et une seconde mémoire MEM 2 pour sauvegarder une copie du signal mémorisé inversé temporellement. Les deux mémoires MEM-i, MEM 2 peuvent être fusionnées en une seule mémoire associée à un index de lecture apte à lire les échantillons de signal mémorisé dans l’ordre inverse duquel ils ont été enregistrés.

Par ailleurs, le système 200 comprend un premier interrupteur INT 1 pour connecter alternativement l’entrée du convertisseur numérique analogique DAC à la sortie du générateur de signal ou à la sortie de la mémoire MEM 2 , un second interrupteur INT 2 pour connecter alternativement l’entrée du convertisseur analogique numérique ADC à l’entrée de la mémoire M EM 1 ou à une première entrée d’un corrélateur COR dont la seconde entrée est reliée à la sortie de la mémoire MEM 2 .

Lors d’une première phase de fonctionnement du système 200, le premier interrupteur INT est positionné de sorte à relier le générateur de signal GEN au convertisseur numérique-analogique DAC (position A sur la figure 2). Le signal de référence est alors injecté dans le câble L. Dans cette première phase de fonctionnement, le second interrupteur INT 2 est positionné de sorte à relier la sortie du convertisseur analogique-numérique ADC à la mémoire MEM 1 (position A sur la figure 2). Le signal réfléchi est prélevé par le coupleur CPL, numérisé puis sauvegardé dans la mémoire MEM-i. Une copie inversée temporellement de la mesure est sauvegardée dans la mémoire MEM 2 . Dans une seconde phase de fonctionnement du système 200, le premier interrupteur INT ! est positionné de sorte à relier la mémoire MEM 2 au convertisseur numérique-analogique DAC (position B sur la figure 2) pour injecter dans le câble L, le signal retourné temporellement mémorisé dans la mémoire MEM 2 . Dans une variante particulière de l’invention, une seule mémoire est disponible et le signal retourné temporellement est directement lu dans la mémoire dans un ordre inverse de l’ordre d’enregistrement du signal pendant la première phase.

Le second interrupteur INT 2 est positionné de sorte à relier la sortie du convertisseur analogique-numérique ADC à une entrée du corrélateur COR (position B sur la figure 2). Le signal injecté dans le câble lors de la seconde phase de fonctionnement est rétro-propagé jusqu’au coupleur CPL qui prélève une mesure de ce signal qui est ensuite numérisée et fourni sur une entrée du corrélateur COR. Le corrélateur COR calcule l’intercorrélation entre ce signal et le signal retourné temporellement sauvegardé dans la mémoire MEM 2 .

Selon un mode de réalisation de l’invention, l’injection du signal et la mesure du signal rétro-propagé sont effectués au même point du câble, par exemple à une extrémité du câble.

Un exemple de réalisation du corrélateur COR est donné à la figure 2. Il comprend un premier module de transformée de Fourier directe FFT-i relié à la première entrée du corrélateur, un second module de transformée de Fourier directe FFT 2 relié à la seconde entrée du corrélateur, un multiplieur MUL pour multiplier les sorties des deux modules de transformée de Fourier directe et un module de transformée de Fourier inverse IFFT 2 relié à la sortie du multiplieur. Selon une variante, le premier module de transformée de Fourier directe FFT et le second module de transformée de Fourier directe FFT 2 sont remplacés par un unique module de transformée de Fourier directe. Le système 200 selon l’une quelconque des variantes de réalisation de l’invention peut être mis en oeuvre par une carte électronique sur laquelle sont disposés les différents composants. La carte peut être connectée au câble à analyser par un moyen de couplage CPL qui peut être un coupleur directionnel à effet capacitif ou inductif ou encore une connexion ohmique. Le dispositif de couplage peut être réalisé par des connecteurs physiques qui relient le générateur de signal au câble ou par des moyens sans contact, par exemple en utilisant un cylindre métallique dont le diamètre interne est sensiblement égal au diamètre externe du câble et qui produit un effet de couplage capacitif avec le câble.

En outre, une unité de traitement, de type ordinateur, assistant numérique personnel ou autre dispositif électronique ou informatique équivalent peut être utilisé pour piloter le système selon l’invention et afficher les résultats des calculs effectués par le corrélateur COR sur une interface homme-machine, en particulier les informations de détection et localisation de défauts sur le câble.

Les différents composants du système 200 selon l’invention peuvent être mis en oeuvre au moyen de technologie logicielle et/ou matérielle. En particulier, l’invention peut être implémentée totalement ou partiellement au moyen d’un processeur embarqué ou d’un dispositif spécifique. Le processeur peut être un processeur générique, un processeur spécifique, un circuit intégré propre à une application (connu aussi sous le nom anglais d’ASIC pour « Application-Specific Integrated Circuit ») ou un réseau de portes programmables in situ (connu aussi sous le nom anglais de FPGA pour « Field-Programmable Gâte Array »). Le système selon l’invention peut utiliser un ou plusieurs circuits électroniques dédiés ou un circuit à usage général. La technique de l'invention peut se réaliser sur une machine de calcul reprogrammable (un processeur ou un micro contrôleur par exemple) exécutant un programme comprenant une séquence d'instructions, ou sur une machine de calcul dédiée (par exemple un ensemble de portes logiques comme un FPGA ou un ASIC, ou tout autre module matériel).

La figure 3 décrit les étapes de mise en œuvre du procédé de caractérisation d’un défaut selon l’invention. Le procédé est mis en œuvre au moyen d’un système 200 du type de celui décrit à la figure 2.

Dans une première étape 301 , on injecte un premier signal de référence dans le réseau de lignes de transmission L que l’on souhaite diagnostiquer.

Dans une seconde étape 302, on mesure le signal rétro-propagé après sa propagation dans le réseau et ses éventuelles réflexions sur les discontinuités d’impédance provoquées par la présence de défaut mais aussi par des jonctions ou terminaisons du réseau.

Dans une troisième étape 303, on applique un retournement temporel au signal mesuré pour inverser l’ordre des échantillons du signal.

Dans une quatrième étape 304, on injecte le signal obtenu à l’étape 303 dans le réseau.

Dans une cinquième étape 305, on mesure à nouveau le signal rétro- propagé, puis on calcule, dans une sixième étape 306, l’intercorrélation entre le signal mesuré à l’étape 305 et le signal obtenu après l’étape de retournement temporel 303.

Le résultat du calcul d’intercorrélation est un réflectogramme temporel dont l’analyse permet de détecter et localiser un défaut dans le réseau de lignes.

L’invention permet ainsi d’amplifier la signature d’un défaut dans le réflectogramme obtenu, par rapport aux méthodes de l’art antérieur, car l’utilisation du retournement temporel permet de générer, à l’étape 303, un signal adapté aux défauts du câble. En effet, le signal mesuré à l’étape 302 comprend les échos de réflexion du signal initial injecté à l’étape 301 sur les défauts du câble. En inversant temporellement ce signal et en l’injectant dans le câble, on induit une superposition des réflexions obtenues via la première injection 301 et des réflexions obtenues via la seconde injection 304.

Le signal obtenu à l’étape 305 comprend alors un cumul des échos du signal construit à l’étape 303 et des échos liés à la réflexion de ce signal injecté à l’étape 304 puis mesuré à l’étape 305.

Au final, l’intercorrélation entre le signal mesuré à l’étape 305 et le signal généré à l’étape 303 présente un gain significatif par rapport à un signal de référence qui ne serait pas adapté aux défauts du câble. Les figures 4a, 4b et 4c représentent les réflectogrammes temporels obtenus respectivement avec l’invention et avec une méthode de l’art antérieur.

La méthode de l’art antérieur est basée sur le principe décrit dans la publication « Time Reversai for soft faults diagnosis in wire networks », Lola El Sahmarany et al, Progress in Electromagnetics Research M, vol 31 , 2013.

La figure 4a représente un réflectogramme 400 obtenu avec l’invention et un réflectogramme 401 obtenu avec une méthode de l’art antérieur basée sur le retournement temporel, pour un câble de 10 mètres de long sans défaut. Le pic d’amplitude P 0 ,Pi mesuré sur les deux réflectogrammes correspond à la terminaison du câble en circuit ouvert. On remarque que le pic P 0 du réflectogramme 400 obtenu avec l’invention présente une amplitude plus élevée que le pic Pi du réflectogramme 401 obtenu avec la méthode de l’art antérieur.

La figure 4b représente un réflectogramme 500 obtenu avec l’invention et un réflectogramme 501 obtenu avec la méthode de l’art antérieur basée sur le retournement temporel, pour un câble présentant un défaut capacitif de 2 cm de long à 10 m du point d’injection du signal.

On voit que la signature du défaut capacitif P 2 présente une amplitude plus élevée sur le réflectogramme 500 obtenu avec l’invention que celle P 3 mesurée sur le réflectogramme 501 obtenu avec la méthode de l’art antérieur.

La figure 4c représente un réflectogramme 600 obtenu avec l’invention et un réflectogramme 601 obtenu avec la méthode de l’art antérieur basée sur le retournement temporel, pour un câble présentant un défaut résistif de 2 cm de long à 20 m du point d’injection du signal.

Ici encore, on voit que la signature du défaut capacitif P 4 présente une amplitude plus élevée sur le réflectogramme 600 obtenu avec l’invention que celle P 5 mesurée sur le réflectogramme 601 obtenu avec la méthode de l’art antérieur.

L’invention présente notamment les différences suivantes par rapport à la méthode de l’art antérieur précitée.

L’invention ne nécessite pas l’utilisation d’un câble sain contrairement à la méthode de l’art antérieur. Elle ne nécessite pas non plus de calculer deux corrélations mais une seule. Par ailleurs, l’invention implique un calcul de corrélation entre le signal retourné temporellement puis injecté dans le câble et la mesure de ce même signal après réflexion. Au contraire, dans la méthode de l’art antérieur, la corrélation est appliquée entre le premier signal de référence injecté à l’étape 301 et le signal final mesuré après réflexion obtenu à l’étape 305. Enfin, l’invention permet de réduire la complexité de mise en oeuvre du procédé, autrement dit le nombre de calculs ou d’opérations nécessaires à son exécution.

Par ailleurs, en utilisant un signal de référence multi-porteuses de type OFDM, l’invention permet d’établir un diagnostic de l’état de santé d’un réseau de lignes de transmission sans nécessité une interruption du service fourni par le réseau ou générer des interférences pour ce service.