Vibration monitoring of an aeronautic power transmission system

Cette these contient les resultats de travaux de recherche menes a SafranTech et au Laboratoire d’Analyse des Signaux et des Processus Industriels (LASPI) de l’Universite de Lyon. Le sujet traite porte sur la surveillance vibratoire des transmissions de puissance aeronautique et plus particulierement des engrenages. Traditionnellement, les vibrations sont etudiees par analyse spectrale au moyen d’une representation du spectre de Fourier. Base sur ces observations, les vibrations des engrenages ont ete representees par un modele empirique multiplicatif : d’une part le signal d’engrenement, haute frequence, et de l’autre les signaux de rotations des roues, basses frequences. En effet, les vibrations d’engrenage presentent un spectre de raies ayant des caracteristiques similaires a celles de certains signaux de communication comme une porteuse modulee en amplitude. Dans le but de faire de la detection precoce de defauts, il est interessant de pouvoir separer les signaux basses frequences du reste du signal car ils sont plus souvent porteurs de l’information de defaut. Partant de ce modele et de cette constatation, ces travaux etudient la reponse a deux questions:1. A quel point le signal vibratoire produit lors de la rotation d’un engrenage peut-il etre explique par la representation sous la forme d’un produit?2. Considerant un signal, est-il possible de le reconstruire en estimant ses composantes? Et la solution est-elle unique?Pour repondre a ces questions, le modele a ete represente sous la forme d’un probleme d’optimisation. D’autre part, un nouvel outil a ete defini pour representer le spectre discret d’un signal vibratoire d’engrenage sous la forme d’une matrice de coefficients de Fourier. Ces travaux ont montre une equivalence entre le produit matriciel de deux vecteurs et la multiplication de deux signaux temporels, et permis de faire le lien entre la separation du produit de deux signaux (demodulation) et les operateurs de rang faible.Cette nouvelle approche de separation et d’estimation des signaux vibratoire d’engrenage a montre des performances theoriques ideales et a permis de detecter de maniere precoce les defauts de denture de signaux d’engrenage reels.