Lorsque les capteurs physiques arrivent à leurs limites, les capteurs virtuels entrent en scène. Cette note de veille du Cetim revient sur la présentation et les applications de ces modèles qui emploient des données mesurées pour déterminer, par calcul, les valeurs de grandeurs non mesurables.

Vous voulez mesurer une grandeur non mesurable ? Pas de souci. Faute de capteur physique, vous pourrez utiliser un capteur virtuel. De quoi s’agit-il ? Cette note de veille de janvier 2016 vous l’explique : « un capteur virtuel est un modèle mathématique qui fusionne les données issues de multiples capteurs pour estimer une nouvelle grandeur qui ne peut être mesurée directement par un capteur physique. Pour créer et calibrer un capteur virtuel, des capteurs physiques sont nécessaires pour mesurer les données qui alimentent le modèle ; puis les capteurs physiques peuvent être supprimés et le capteur virtuel fournit les mesures virtuelles. » Ils sont utilisés lorsque qu’un capteur physique ou sa maintenance sont trop chers, lorsque la mesure physique ou l’implantation d’un capteur réel est impossible, ou encore quand les modèles classiques atteignent leurs limites : trop lents, trop peu précis, trop éloignés de la grandeur à mesurer. On les retrouve sur l’ensemble des marchés de l’industrie manufacturière mais aussi dans le process.

Des projets en cours

Les exemples de mise en œuvre de telles technologies sont nombreux et cette note de veille en détaille plusieurs, dont le développement de capteurs virtuels par Airbus et huit partenaires dans le cadre du projet européen Reconfigure, qui prendra fin en juin 2016. Toujours dans l’aéronautique, on envisage actuellement de remplacer l’architecture de régulation de certains équipements du turboréacteur d’un avion par une architecture simplifiée plus économe en capteurs et en harnais, en remplaçant la redondance matérielle des capteurs par une redondance analytique. C’est l’objet d’une thèse soutenue en juillet 2015 à Arts & Métiers Paristech. Et en Allemagne, des chercheurs du centre en recherche aéronautique et spatial DLR et de l’institut pour l’adaptronique et d’intégration de fonctions issu de l’université de Braunschweig utilisent des capteurs virtuels pour l’optimisation d’un réseau de capteurs de surveillance structurale (SHM : Structural Health Monitoring).

Enfin, plusieurs brevets, décrits dans cette note, ont été publiés ces dernières années sur ce sujet, qui témoignent de la diversité des applications des capteurs virtuels et de la variété des méthodes employées.

Retrouvez la note de veille « Capteurs virtuels » sur le Cetim.fr, rubrique « Mécathèque ».