Les lignes de transport d’électricité (LTE) sont omniprésentes, traversant des paysages divers, y compris des forêts, des régions agricoles ainsi que des montagnes. Par conséquent, il est crucial de développer de nouvelles technologies pour surveiller leur état en termes d’infraction environnementale ainsi que d’estimation de la flèche.
Dans une percée, une équipe de chercheurs, dirigée par le Prof. Ki-Yong Oh, professeur associé en génie mécanique à l’Université Hanyang, et Munsu Jeon, un doctorant en génie de la convergence mécanique à l’Université Hanyang, a présenté la première approche basée sur un véhicule aérien sans pilote (UAV) capable d’évaluer simultanément la flèche des LTE et l’infraction environnementale sur toute la portée.
L’approche proposée utilise des informations multimodales provenant du LiDAR 3D, du GPS et de l’IMU pour reconstruire le profil géométrique des LTE et estimer la flèche de la portée dans des conditions de fonctionnement réelles. L’imagerie thermique est ensuite utilisée pour mesurer la température des LTE afin que la géométrie reconstruite puisse être interprétée en relation avec le comportement thermo-mécanique plutôt que comme une forme statique. En reliant la température mesurée à une relation flèche-tension, la technique actuelle peut également prédire comment la forme de la LTE changerait sous des conditions thermiques extrêmes. Cette capacité prédictive permet d’évaluer la LTE non seulement dans son état actuel, mais aussi dans des scénarios où la charge thermique augmente la probabilité d’infraction environnementale.
L’infraction environnementale est évaluée en comparant le profil de flèche estimé avec la distribution spatiale des objets environnants. L’approche proposée établit une zone d’infraction à partir du profil de flèche estimé avec un dégagement requis et une marge d’incertitude, et quantifie l’infraction en identifiant les données de nuage de points environnementaux dans la zone d’infraction. Grâce à ce processus, des indicateurs de surveillance tels que la profondeur d’intrusion, la densité de points et la longueur affectée sont générés pour soutenir la surveillance automatisée et la gestion prioritaire de la végétation. Par conséquent, cette technologie fonctionne non seulement comme une méthode de mesure géométrique, mais aussi comme un cadre de surveillance prédictive qui guide la planification de la maintenance.
« Notre technologie peut être utilisée dans l’inspection aérienne et la planification de la maintenance pour les corridors de transmission aériens en exploitation. En évaluant ensemble la flèche et l’infraction environnementale sur toute la portée, cette approche soutient la surveillance routinière dans les zones où la croissance de la végétation, le terrain accidenté ou les structures voisines augmentent le risque de contact avec les lignes de transmission. En plus des conditions d’exploitation actuelles, l’approche peut estimer comment la ligne se déformerait sous des températures plus élevées, permettant d’évaluer l’infraction pendant les vagues de chaleur, les charges lourdes ou les événements climatiques anormaux sans instrumentation supplémentaire sur site, » souligne le Prof. Oh.
Les inspecteurs peuvent utiliser les informations estimées pour identifier les portées où la ligne est susceptible de s’approcher des objets voisins et prendre des mesures préventives avant que des interférences ne se produisent, et peuvent également prioriser l’élimination de la végétation, traiter les problèmes de dégagement émergents ou renforcer les sections vulnérables sous des scénarios de température ou de charge plus élevés.
L’aperçu prédictif permet également une planification plus sélective des inspections saisonnières pendant les périodes de risque accru. Dans les segments éloignés, boisés ou obstrués du corridor où l’accès sur le terrain est difficile ou long, les inspecteurs peuvent réduire le besoin d’escalade, de relevés à pied ou de visites répétées sur site en s’appuyant sur les données aériennes. Bien que l’équipe ait développé cette technologie pour les lignes de transmission, elle peut également être adaptée à d’autres infrastructures où la déformation et l’interaction environnementale doivent être surveillées ensemble.
« À mesure que ce type de surveillance devient plus courant, des principes similaires pourraient être appliqués à d’autres infrastructures où l’inspection sur site est difficile ou risquée. Cette transition devient également plus importante car les changements météorologiques rapides et les conditions d’exploitation imprévisibles rendent difficile de se fier aux inspections programmées ou en personne. La surveillance automatisée permettrait de détecter les risques émergents sans attendre des dommages visibles ou envoyer des inspecteurs après la détérioration des conditions. Au lieu de réagir aux défaillances, les inspections pourraient évoluer vers un système préventif qui identifie où une intervention est nécessaire avant que des perturbations ne surviennent, renforçant ainsi la résilience des infrastructures critiques au fil du temps, » conclut M. Jeon.
Article : Environmental infringement and sag estimation for power transmission lines with unmanned aerial vehicles and multi-modal sensors – Journal : Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering – Méthode : Experimental study – DOI : Lien vers l’étude
Source : Université Hanyang
