Numérisation et modélisation 3D d’une éolienne avec Engie Green

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Numérisation et modélisation 3D d’une éolienne avec Engie Green

18:20 13 mars in A la une, Non classé

Contexte

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Au sein du groupe ENGIE, « France Renouvelables » est entièrement dédiée au développement des énergies renouvelables en France. Fort de sa position de leader dans l’éolien et le solaire en France et dans la poursuite de sa stratégie de faire de la digitalisation un axe de transformation majeure au service de la performance, ENGIE France Renouvelable a décidé d’explorer la numérisation mobile d’installations de production électrique, et d’éoliennes en particulier.

 Objectifs pour ENGIE

ENGIE Green, filiale de ENGIE en charge du développement et de l’exploitation de 870 MW éoliens en France, souhaite obtenir les modèles 3D complets (intérieur et extérieur) des différents types d’éoliennes de ses parcs pour permettre :

  1. de tester des scénarios d’aide à la maintenance en réalité augmentée;
  2. la visite virtuelle des éoliennes pour des scénarios de formation des agents chargés de la maintenance ;
  3. de faire des simulations et de travailler des scénarios annexes à l’exploitation (gestion des circulations, évacuation, sécurité, changement d’appareils ou d’équipements, etc.).

 

Réalisations LevelS3D

La modélisation 3D réaliste et précise se fait sur la base de relevés sur site. Plusieurs options ont été envisagées avec ENGIE pour faire ces relevés :

  • l’acquisition des nuages de points 3D à base de scanners laser postés de type Faro, Leica ou Trimble. Ces scanners ont la particularité d’être précis et d’avoir une grande portée, mais sont particulièrement inadaptés à l’environnement intérieur des éoliennes. En effet, ces scanners sont fixes et ne font des acquisitions à 360 ° que de ce qui est en ligne de mire, ce qui impose de multiplier les stations pour acquérir tout l’espace. De plus, certaines zones sont exiguës et il est difficile d’y placer un scanner de ce type (périphérie de la génératrice, accès au hub, etc.). Cette approche requiert une phase de postproduction durant laquelle il faut « assembler » les nuages de points unitaires en nuages de points « globaux » augmentant encore le coût de la prestation.
  • tester l’acquisition de nuages de points avec une application comme S3D Capture pour acquérir la 3D tout en se déplaçant y compris dans les zones difficiles d’accès. De plus, cette application permet d’obtenir les nuages de points sans postproduction pour un coût raisonnable de 2 à 3 k€ par éolienne.

L’acquisition de toutes les parties singulières de deux éoliennes a été faite en juin 2017 en moins de 6 heures (3 heures par éolienne) :

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  • la première salle d’accès (le pied de l’éolienne) et ses coffrets;
  • la zone du transformateur et le transformateur lui-même;
  • la salle de la boucle de câble;
  • le yaw;
  • la nacelle;
  • le hub;
  • ainsi que tous les accès à ces différentes zones.

Mode opératoire

Deux smartphones montés sur un rig ont permis l’acquisition en double de toutes ces zones (redondance en cas de panne d’un des systèmes). Ce système léger permet de se déplacer rapidement et en sécurité dans toutes les zones, y compris de monter aux échelles tout en poursuivant l’acquisition 3D.

Des tests ont également été menés pour faire une acquisition de l’intégralité du mât en posant des smartphones 3D sur le toit de l’ascenseur. L’acquisition s’est faite sur une montée (6 min) de 90 m.

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L’équipe de LevelS3D a ensuite – sur la base des nuages de points ainsi acquis – procédé à la modélisation des différentes parties dans un logiciel 3D (3DSMax) en s’appuyant sur les nuages de points « métriques ». Il a donc été possible de produire rapidement des modèles 3D fidèles.

 

Étapes suivantes avec ENGIE

ENGIE a validé nos compétences d’acquisition 3D dans des environnements complexes et de modélisation 3D, et a affiché qu’ils nous solliciteraient à nouveau pour d’autres acquisitions/modélisations de ce type.
Dans les réflexions stratégiques actuelles chez LevelS3D, nous étudions sérieusement la piste de la prestation de service de numérisation/modélisation 3D.

Enfin, ENGIE souhaite poursuivre avec nous sur la mise en oeuvre des scénarios de réalité augmentée, de la conception à la réalisation d’un pilote pour l’aide à la maintenance des éoliennes. Nous sommes en discussion avancée avec ENGIE Labs sur ce sujet qui pourra également être complété par un prototype pour la maintenance de chaudières industrielles ou de la visualisation, en réalité augmentée, d’éléments enterrés comme des câbles ou des canalisations.