Prévenir les incendies dans les usines, réduire les temps d'arrêt : l'imagerie thermique protège les chaînes de production internationales

La fabrication de véhicules électriques nécessite une surveillance étroite des risques d'incendie et des composants individuels susceptibles de les provoquer. En collaborant avec le fabricant de caméras infrarouges FLIR, SICK a pu combiner des technologies avancées de thermographie et de balayage afin de résoudre un problème majeur pour un constructeur automobile.

Dans la course pour atteindre les ambitieux objectifs mondiaux de zéro émission nette, deux milliards de véhicules électriques supplémentaires devront être mis en circulation d'ici 2050, selon l'Agence internationale de l'énergie. Et les batteries lithium-ion contribueront à les alimenter.

Mais que se passe-t-il si une batterie s'avère défectueuse ? Avant même d'être installées dans un moteur en état de marche, les batteries de traction sont généralement transportées avec un faible niveau de charge. En effet, une batterie complètement déchargée pose des problèmes tant pour le fabricant que pour le consommateur. Ces problèmes vont d'une capacité réduite et d'un épuisement plus rapide à des courts-circuits électriques pouvant provoquer un incendie.

Quel que soit l'endroit où cela se produit dans la chaîne d'approvisionnement, une inflammation inattendue peut causer des dommages catastrophiques aux véhicules et aux infrastructures de transport, sans parler du danger pour la vie humaine.

L'industrie des véhicules électriques a donc grandement besoin de systèmes capables de détecter les batteries à risque et d'aider les entreprises à prévenir les incendies de batteries avant qu'ils ne causent des dommages graves.

Prévenir les incendies de batteries grâce à la détection des points chauds de SICK

Un constructeur automobile allemand de véhicules électriques cherchait des moyens de détecter les problèmes potentiels des batteries EV sur une nouvelle chaîne de montage. Il avait besoin de quelqu'un pour concevoir, tester et mettre en œuvre une interface permettant d'identifier les emballements thermiques dans la production de batteries en seulement trois mois. Ce processus prendrait normalement plus d'un an.

Ayant déjà développé avec succès un système capable de détecter les points chauds et les risques d'incendie sur les ferries et dans les tunnels essentiels aux infrastructures de transport, comme le tunnel routier du Gothard en Suisse, long de 17 km, SICK était un candidat idéal pour ce projet. Afin de s'assurer que le système répondait à toutes les exigences techniques, SICK a fait appel à FLIR pour fournir la technologie d'imagerie thermique la mieux adaptée à cette tâche.

Le système nécessitait une interface sur mesure capable de tester avec précision chaque batterie pour détecter tout emballement thermique, puis d'exporter et de transmettre les données à un serveur afin qu'elles soient recoupées et analysées lorsque des anomalies étaient identifiées.

Après avoir soigneusement étudié l'ampleur des points chauds à détecter par ce système de pointe, SICK a choisi de construire son nouveau système de détection des points chauds (AHD) autour d'une caméra thermique FLIR.

Le système de détection des points chauds de SICK détecte ces batteries à un stade précoce, avant que des incendies ne puissent se déclarer.

En jeu : les défauts des batteries électriques exposés au grand jour

Combien peut coûter une batterie défectueuse à un fabricant ?

« Le danger ici n'est pas simplement une batterie isolée, mais l'ensemble de l'installation », explique Lukas Wallimann, chef de produit chez SICK AG. « Une seule unité défectueuse peut causer des dommages irréparables à des voitures très coûteuses, les rendant inutilisables avant même qu'elles ne quittent la chaîne de montage. »

À cela s'ajoute le coût des machines coûteuses qui resteraient à l'arrêt dans l'usine si un incendie interrompait la production. Chaque heure d'arrêt de l'usine se traduit par des milliers d'euros de perte de revenus.

Pour rassurer les fabricants et rendre la production et la mise en œuvre des batteries pour véhicules électriques aussi sûres que possible, le système de détection des points chauds par zone va au-delà des autres méthodes d'inspection pour vérifier avec précision chaque unité sur la chaîne de production.

Les inspections conventionnelles telles que la thermographie laser ne peuvent isoler et mesurer la température des composants de la batterie qu'un par un. La caméra utilisée dans cette configuration, en revanche, garantit que système de détection des points chauds a une vue claire de chaque élément de chaque batterie grâce à l'imagerie infrarouge. Cela permet au système de détection des points chauds de visualiser en temps réel toutes les zones présentant des températures élevées lorsque les batteries passent sous la caméra thermique. Le système alerte le personnel en cas de problèmes potentiels et garantit que les unités dont la température dépasse le seuil accepté sont rapidement retirées de la chaîne et neutralisées avant qu'elles ne puissent causer des dommages, qu'ils soient physiques ou réputationnels.

Intégration facile : une inspection supérieure quelle que soit l'interface

Le système devait être capable de communiquer via PROFINET (la norme technique pour la communication de données sur Ethernet industriel) et de stocker et partager à distance les données à des fins d'analyse. Là encore, système de détection des points chauds a relevé le défi. Il permet aux opérateurs humains de rester impliqués en leur donnant accès à des informations en temps réel qui leur permettent de prendre des décisions basées sur les données en fonction de la situation, contrairement à un processus entièrement automatisé qui pourrait entraîner le rejet de stocks autrement viables.

Le système peut également être intégré dans un système de niveau supérieur via l'interface TCP/IP ou dans un système existant, car les interfaces PROFINET et les entrées et sorties numériques le rendent idéal pour la modernisation des lignes de production plus anciennes afin de les mettre à niveau.

Le système de détection des points chauds de zone permet des inspections indépendantes de l'interface grâce à la communication PROFINET et TCP/IP.

Grâce à l'approche collaborative entre SICK et FLIR, le constructeur automobile a obtenu un système de capteurs polyvalent pouvant être intégré à divers systèmes dans pratiquement tous les environnements. De plus, le délai serré a été respecté.

Systèmes de détection d'objet