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PROCEDE D'EVALUATION DES PERFORMANCES D'UN PNEUMATIQUE EN COURS
D'UTILISATION
[001] L'invention concerne un procédé d'estimation de la performance d'un
pneumatique
en cours d'utilisation.
[002] Bien que non limitée à ce domaine, l'invention s'intéresse plus
précisément à
l'exploitation des pneumatiques de génie civil, en particulier des
pneumatiques utilisés par
les engins de transports de type dumper dans les mines ou dans les carrières.
[003] Ces pneumatiques ont pour particularités de transporter à vitesse
élevée de
lourdes charges sur des distances importantes et de rouler sur des sols
souvent agressifs.
Il s'en suit une élévation de la température au sein des matériaux formant le
pneumatique,
susceptible d'engendrer la dégradation et la mise hors d'usage du pneumatique
lui-même.
[004] Aussi, les utilisateurs de ces engins, soucieux de la productivité de
leur
exploitation, apportent une attention particulière à toutes les données
provenant des
véhicules en cours de roulage, et susceptibles de les tenir informés sur les
limites de
charge ou de vitesse à ne pas dépasser.
[005] De nombreuses méthodes, associées à des dispositifs de mesure sont à
leur
disposition.
[006] Parmi ces méthodes on trouve des méthodes directes permettant
d'évaluer la
température des matériaux. Une méthode de ce type est ainsi décrite dans la
publication
W02016151226.
[007] D'autres méthodes plus indirectes utilisent les indications fournies
par le fabricant
de pneumatiques en référence à des valeurs de charge et de vitesse à ne pas
dépasser.
[008] De manière alternative, un indice fréquemment utilisé est l'indice
Tonnes
Kilomètres par Heure, plus couramment dénommé TKPH, qui est établi par le
manufacturier pour un point de fonctionnement particulier du pneumatique, et
qui est fondé
sur la connaissance de la température limite à ne pas dépasser dans le
pneumatique.
[009] Cet indice est égal au produit de la charge moyenne Qn, portée par le
pneumatique pendant un cycle représentatif et de la vitesse moyenne Vm pendant
ce cycle.
TKPIla = QnixVin
[0010] Ainsi, les exploitants de mines et de carrière calculent cet indice
pour s'assurer
que le véhicule, et ses pneumatiques restent dans les limites spécifiées par
le fabricant de
pneumatiques.
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[0011] Cet indice existe sous plusieurs formes pour tenir compte des
conditions réelles
d'exploitation. A cet effet, des coefficients correcteurs sont appliqués pour
permettre le
calcul d'une grandeur homogène permettant de comparer un TKPH réel avec le
TKPH
maximum obtenu dans des conditions de roulage stabilisées et normalisées, et
communiqué par le fabricant de pneumatique. Ces coefficients correcteurs
tiennent compte
par exemple de la longueur du cycle ou encore de la température extérieure.
[0012] Toutefois, le calcul du TKPH s'effectue en règle générale à la fin de
chaque cycle
sans tenir compte des valeurs obtenues dans les cycles précédents. De plus,
les valeurs
moyennes de charge et de vitesse utilisées négligent les variations observées
liées aux
temps d'arrêt, aux régimes transitoires ou aux surcharges temporaires
observées pendant
le cycle.
[0013] L'invention a pour objet de proposer une méthode de calcul du TKPH
permettant
d'obtenir une valeur en temps réel plus objective afin de permettre à
l'exploitant de faire un
usage optimal des pneumatiques équipant ses véhicules
[0014] Le procédé selon l'invention propose de déterminer un indice Tonne
Kilomètre Par
Heure (TKPH) d'un pneumatique équipant un véhicule effectuant une pluralité de
cycles de
roulage en charge et à vide. Selon ce procédé, on procède aux étapes suivantes
:
- Etape A: pour chaque cycle, on acquiert les données relatives à la
distance
parcourue à vide (L1), la distance parcourue en charge (L2), la charge portée
à vide
(Q1), et en charge (Q2), et la durée totale du cycle (TTC), et on détermine
une valeur
du TKPH de base (TKPHB):
(21x1.11-(22xL2
TKPHB =
TTC
- Etape B: on détermine une valeur du TKPH réel (TKPHR) en faisant le
produit du
TKPH de base (TKPHB) par des coefficients correcteurs (K2, R1),
TKPHR = TKPHB x K2 x R1
- Etape C: on détermine une valeur de TKPH intégré (TKPHI) en calculant une
moyenne glissante, pondérée sur la pluralité des cycles (n) effectués pendant
une
durée antérieure égale à une durée d'intégration donnée (DI), des valeurs de
TKPH
réels calculés pour chacun de ces cycles :
TKPHI = Er_o(TTCi x TKPHRi)
DI
Etape D: on compare la valeur du TKPH intégré (TKPH1) avec une valeur de
TKPH maximum stabilisé admissible par le pneumatique (TKPH), pour ajuster les
conditions d'exploitation du véhicule ou générer une alerte en cas de
dépassement.
[0015] Le calcul d'un TKPH intégré permet de prendre en compte l'histoire
thermique du
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pneumatique dans les cycles précédant le cycle observé, et au cours desquels
les temps
de roulage ou d'arrêt, en charge ou à vide, ont pu varier.
[0016] En choisissant judicieusement les valeurs des coefficients correcteurs
R1 et K2,
ainsi que celle de la durée d'intégration DI comme on le verra par la suite,
cette méthode
offre l'avantage, à l'aide d'un calcul simple et nécessitant l'acquisition de
peu de données
externes, de disposer d'une bonne évaluation du TKPH d'un pneumatique au cours
de son
exploitation sur une pluralité de cycles. A l'aide d'une relation simple et
connue, il est alors
possible de calculer, si le besoin s'en faisait sentir, la température réelle
dans la zone
sommet, qui est la zone du pneumatique connaissant les échauffements les plus
importants.
[0017] L'exploitant a ainsi accès à chaque fin de cycle, à une valeur
approchée plus
précise des conditions d'utilisation de ses véhicules et des pneumatiques dont
ils sont
équipés. Il peut alors intervenir sur les paramètres d'exploitation en
modifiant la charge ou
la vitesse du camion, ou en aménageant des temps d'arrêt prolongés.
[0018] Le procédé selon l'invention peut aussi comprendre isolément, ou en
combinaison,
l'exécution des actions suivantes :
¨ A l'étape C,
o on détermine un temps complémentaire (dt), de sorte que la somme des
temps de cycle augmenté du temps complémentaire est égale à la durée
d'intégration (DI = Er_0(TTC) + do puis,
o pour calculer la valeur du TKPH intégré (TKPH/), on augmente la somme
des produits des temps de cycle par les valeurs de TKPH réels (E7_0(TTCi x
TKPHR,) de la valeur du produit du TKPH réel (TKPHRio) du cycle le plus ancien
(i0) sur la durée d'intégration (DI) considérée par le temps (dt)
complémentaire :
E7-1__1( TTC, x TKPHR + dt x TKPHRio
t
=
DI
A l'étape B, le coefficient K2 est donné par une première loi expérimentale
dépendant de la température ambiante de l'air extérieur (0a.b) autour du
camion
pendant un cycle de roulage.
La loi première expérimentale est du type :
K2 = i+eaml b-38)
dans laquelle la valeur du coefficient m est comprise entre 60 et 90.
Le coefficient R1 est donné pour un cycle de roulage donné, par une seconde
loi expérimentale dépendant des valeurs observées pendant ce cycle, du temps
de
roulage à vide (q), du temps d'arrêt à vide (t), du temps de roulage en charge
(t,?),
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du temps d'arrêt en charge t et de la valeur de la durée d'intégration (DI).
La seconde loi expérimentale est du type :
2+ti ____________________________________________ leq+e+2 DI 1 ¨ D 1
[ 2+ti
___________________________________ 1 ¨ e- D
* e * e-rel
+ t7 + tâ * n*
= ________________________________________________ +2n* _________________
+ t [2 *Dtil. + __ tjti I
2*t71.+2*42+tal+t1
1¨ e 1¨ e DI DI DI DI
dans laquelle la valeur du coefficient n est comprise entre 0,5 et 0,75.
- A l'étape C, au démarrage du véhicule, et après un temps d'arrêt
supérieur à
une première limite prédéterminée (Tl llõ,), on détermine le TKPH intégré
(TKPIli ),
pendant une durée égale à la durée d'intégration (DI), sur la base des (i)
cycles
opérés à compter du redémarrage du véhicule, à l'aide de la loi suivante :
EL0(TTCk x TKPH R k)
TKPH,(i) = _______
DI
- La valeur de la première limite de temps (71,1,,,) est égale à la valeur
de la durée
d'intégration multipliée par un coefficient p (TI
p*DI), où la valeur de p est
comprise entre 2 et 5.
Lorsque le véhicule est à l'arrêt pendant une durée supérieure à une seconde
limite prédéterminée (T2E,n) et inférieure à la première limite prédéterminée
(T/11,n) , on
détermine le TKPH à la fin du temps d'arrêt (TKPH1(A)) en fonction du TKPH
intégré
calculé pour le dernier cycle précédent l'arrêt (TKPIli(to)), de la durée de
l'arrêt (t,-t0)
et de la valeur de la durée d'intégration DI, à l'aide d'une troisième loi
expérimentale
du type :
2(ti¨to)
TKPI-11(A)= TKPIII(to)x e q*DI
dans laquelle la valeur du coefficient q est comprise entre 2 et 5.
Lorsque le véhicule redémarre on détermine le TKPH intégré (TKPI-11(0),
pendant une durée égale à la durée d'intégration (DI), sur la base des (i)
cycles
opérés à compter du redémarrage du véhicule, en fonction du TKPH intégré
(TKPH1(A)) déterminé au moment de la fin du temps d'arrêt du véhicule, de la
durée
d'intégration (DI), et du temps (tA) d'arrêt, à l'aide d'une quatrième loi
expérimentale
du type :
EL DI 0(TTCk x TKPHR3 ¨ to
TKPH,(i) = ________________________________ + TKPH,(A)x (1 DI )
- La durée d'intégration (DI) correspond à un multiple (k) compris entre 1
et 3,
d'un temps (t) représentatif du temps de montée en température du pneumatique
(DI = k * T).
- La durée d'intégration (DI) est égale à deux fois la valeur (r)
représentative du
temps de montée en température du pneumatique (DI= 2*T).
5
¨ La durée d'intégration (DI) est égale à la somme des temps de cycle
observés
pendant ladite durée d'intégration (DI = Er_0(77c,)) .
¨ Le pneumatique est monté sur un engin de génie civil, et dans lequel la
durée
d'intégration (DI) est comprise entre 5 heures et 15 heures.
[0019] L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du
procédé décrit
ci-dessus et comprenant :
¨ des moyens d'échange de données avec des capteurs (3) aptes à acquérir
des
valeurs de température (0,2õ,b), de temps ou de durée de cycles (C, t, t??, t,
t, to), de
charge (Q2, Q2) et de distance (4, L2) à traiter,
¨ au moins une unité de traitement
informatique (2), et
¨ des instructions codées permettant d'exécuter les étapes du procédé.
[0020] Enfin l'invention comprend le logiciel comportant des éléments de code
programmés
pour la mise en oeuvre du procédé, lorsque ledit logiciel est chargé dans une
unité de
traitement informatique et exécuté par ladite unité de traitement, ainsi que
le logiciel, lorsque
ce dernier est sous forme de produit enregistré sur un support lisible par une
unité de
traitement informatique, comprenant lesdits éléments de code programmés.
[0020a] Les aspects suivants sont également divulgués :
1. Un procédé de détermination d'un indice Tonne Kilomètre Par Heure
(TKPH) d'un
pneumatique équipant un véhicule effectuant une pluralité de cycles de roulage
en charge et
à vide, comprenant les étapes suivantes :
¨ Etape A: pour chaque cycle, acquérir à l'aide de capteurs équipant ledit
véhicule,
les données relatives à la distance parcourue à vide (L1), la distance
parcourue en
charge (L2), la charge portée à vide (Q1), et en charge (Q2), et la durée
totale du cycle
(TTC), et déterminer, par au moins une unité de traitement informatique, une
valeur du
TKPH de base (TKPHB):
TKPHB = Q1 X LT1T+ CQzXLz,
¨ Etape B : déterminer, avec ladite au moins une unité de traitement
informatique, une
valeur du TKPH réel (TKPHR) en faisant le produit du TKPH de base (TKPHB) avec
des
coefficients correcteurs (K2, R1):
(TKPHR = TKPHB x K2 x R1),
¨ Etape C: déterminer, avec ladite au moins une unité de traitement
informatique,
une valeur de TKPH intégré (TKPHI) en calculant, une moyenne glissante,
pondérée
sur la pluralité des cycles (n) effectués pendant une durée antérieure égale à
une durée
d'intégration donnée (DI), des valeurs de TKPH réels calculés pour chacun de
ces
cycles :
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Er_0(TTCi x TKPHR 3
TKPHI = ___________________________________________
DI
- Etape D : comparer, avec ladite au moins une unité de traitement
informatique,
la valeur du TKPH intégré (TKPHI) avec une valeur de TKPH maximum stabilisé
admissible par le pneumatique (TKPHAfax), pour ajuster les conditions
d'exploitation du
véhicule ou générer une alerte en cas de dépassement.
2. Le procédé selon l'aspect 1, dans lequel l'étape C comprend en outre
:
- déterminer, avec ladite au moins une unité de traitement informatique, un
temps
complémentaire (dt), de sorte que la somme des temps de cycle augmenté du
temps
complémentaire est égale à la durée d'intégration (Dl = Eril_0(77Ci) dt) puis,
- pour calculer la valeur du TKPH intégré (TKPH1 ), augmenter, avec ladite
au
moins une unité de traitement informatique, la somme des produits des temps de
cycle
par les valeurs de TKPH réels (Er_0(TTCi x TKPHR î) de la valeur du produit du
TKPH
réel (TKPHRio) du cycle le plus ancien (i0) sur la durée d'intégration (DI)
considérée par
le temps (dt) complémentaire :
TKP
1(TTCi x TKPHR + dt x TKPHRio
= _____________________________________________________
DI
3. Le procédé selon l'aspect 1 ou 2, dans lequel à l'étape B, le
coefficient K2 est donné
par une première loi expérimentale dépendant de la température ambiante de
l'air extérieur
(0aõ,b) autour du véhicule pendant un cycle de roulage.
4. Le procédé selon l'aspect 3, dans lequel la loi première expérimentale
est du type :
, 1
K2 =
11-eamb-3
dans laquelle la valeur du coefficient m est comprise entre 60 et 90.
5. Le procédé selon l'un quelconque des aspects 1 à 4, dans lequel à
l'étape B, le
coefficient R1 est donné pour un cycle de roulage donné, par une seconde loi
expérimentale
dépendant des valeurs observées pendant ce cycle, du temps de roulage à vide
(t), du
temps d'arrêt à vide (t), du temps de roulage en charge (4?), du temps d'arrêt
en charge
et de la valeur de la durée d'intégration (DI).
6. Le procédé selon l'aspect 5, dans lequel la seconde loi expérimentale
est du type :
2.41 ni+ tâ+2.tm
{ I [1 - e-2e1 *
1 2 2- 1 - e DI 1* e PI DI DI
R1 {t ,_ ._
r * In * _________________
2+ * n * _______________________________________________ L
i
2*ti 2*t2 ti t2I 2e+2e+gl+gl I
1 - e 1 ¨ e
dans laquelle la valeur du coefficient n est comprise entre 0,5 et 0,75.
7. Le procédé selon l'un quelconque des aspects 1 à 6, dans lequel à
l'étape C, au
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5b
démarrage du véhicule, et après un temps d'arrêt supérieur à une première
limite
prédéterminée (T11), le procédé comprend en outre de déterminer, avec ladite
au moins une
unité de traitement informatique, le TKPH intégré (TKPH1 ), pendant une durée
égale à la
durée d'intégration (DI), sur la base des (i) cycles opérés à compter du
redémarrage du
véhicule, à l'aide de la loi suivante :
Eik_0(TTCk x TKPHR)
TKPHI(i) = _____
DI
8. Le procédé selon l'aspect 7, dans lequel la valeur de la première
limite de temps (Thun)
est égale à la valeur de la durée d'intégration (DI) multipliée par un
coefficient p (T1h¨ p*D1),
et où la valeur du coefficientp est comprise entre 2 et 5.
9. Le procédé selon l'aspect 7 ou 8, dans lequel, lorsque le véhicule est à
l'arrêt pendant
une durée supérieure à une seconde limite prédéterminée (T21õõ) et inférieure
à la première
limite prédéterminée (T]1,,1,), le procédé comprend en outre de déterminer,
avec ladite au
moins une unité de traitement informatique, le TKPH à la fin du temps d'arrêt
(TKPHI (A)) en
fonction du TKPH intégré calculé pour le dernier cycle précédent l'arrêt
(TKPHI(t0)), de la
durée de l'arrêt (t-to) et de la valeur de la durée d'intégration DI, à l'aide
d'une troisième loi
expérimentale du type :
2(ti¨to)
TKPHI(A) = TKPHI(to) x e q*DI
dans laquelle la valeur du coefficient q est comprise entre 2 et 5.
10. Le procédé selon l'aspect 9, dans lequel, lorsque le véhicule redémarre,
le procédé
comprend en outre de déterminer, avec ladite au moins une unité de traitement
informatique,
le TKPH intégré (TKPH/0")), pendant une durée égale à la durée d'intégration
(DI), sur la base
des (i) cycles opérés à compter du redémarrage du véhicule, en fonction du
TKPH intégré
(TKPHI(A)) déterminé au moment de la fin du temps d'arrêt du véhicule, de la
durée
d'intégration (DI), et du temps (t-to) d'arrêt, à l'aide d'une quatrième loi
expérimentale du
type :
Eic.0(TTCk x TKPF1Rk) + TKPIII(A)x (1 ti ¨ to)
=
DI DI
11. Le procédé selon l'un quelconque des aspects 1 à 10, dans lequel la
durée d'intégration
(DI) correspond à un multiple (k), compris entre 1 et 3, d'un temps (t)
représentatif du temps
de montée en température du pneumatique (DI = k * T).
12. Le procédé selon l'aspect 11, dans lequel la durée d'intégration (DI) est
égale à deux
fois la valeur (r) représentative du temps de montée en température du
pneumatique (DI=
2* T).
13. Le procédé selon l'un quelconque des aspects 1 à 10, dans lequel la
durée d'intégration
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5c
(DI) est égale à la somme des temps de cycle observés pendant ladite durée
d'intégration
(DI =Er_0(TTCi))
14. Le procédé selon l'un quelconque des aspects 1 à 13, dans lequel le
pneumatique est
monté sur un engin de génie civil, et dans lequel la durée d'intégration (DI)
est comprise
entre 5 heures et 15 heures.
15. Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'un des aspects 1 à
14,
comprenant :
¨ des moyens d'échange de données avec les capteurs, les capteurs étant
aptes
à acquérir des valeurs de température (0aõ,b), de temps ou de durée de cycles
(ti?,
t, t, t, to), de charge (Qi, Q2) et de distance (4, L2) à traiter,
¨ la au moins une unité de traitement informatique, et
¨ des instructions codées permettant d'exécuter les étapes du procédé.
16. Un support lisible sur lequel sont stockées des instructions qui,
lorsqu'exécutées par
une unité de traitement informatique, conduisent l'unité de traitement
informatique à exécuter
le procédé selon l'un quelconque des aspects 1 à 14.
[0021] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit
et des figures
annexées, qui sont fournies à titre d'exemples et ne présentent aucun
caractère limitatif, dans
lesquelles :
¨ La figure 1 représente un dumper sur lequel sont montés des pneumatiques
de
génie civil.
¨ La figure 2 représente une courbe d'évolution de la température du sommet
du
pneumatique.
¨ La figure 3 représente des valeurs de TKPH obtenues au cours de cycles
successifs.
[0022] Le véhicule 10 illustré à la figure 1 représente de manière schématique
un engin de
chantier de type dumper utilisé de manière courante dans les mines ou dans les
carrières
pour transporter les minerais à la surface. Ce véhicule est équipé de moyens
d'échange de
données (30) avec des capteurs (31, 32) aptes à acquérir des valeurs de
température (Ob)
31, de temps ou de durée de cycles (t7, t,
to) à vide ou en charge, de charge (QI,
Q2)32, et de distance (Li,, L2). Ces capteurs sont en général disponibles de
manière courante
sur les engins de chantier, et par défaut peuvent faire l'objet d'une
adaptation spécifique
lorsque l'exploitant désire accéder à une connaissance plus fine de ces
valeurs. Elles
peuvent également provenir de données externes comme des données GPS, ou
encore
résulter d'outils d'analyse adaptés.
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[0023] Le véhicule comprend également une unité de traitement informatique 20
apte à
effectuer en temps réel, ou à la demande, les opérations et les calculs
permettant d'obtenir
le TKPH. On notera ici que les moyens de calcul sont disposés dans le dumper.
De
manière équivalente, ces données peuvent être envoyées par un canal hertzien,
tel qu'une
liaison de type Bluetooth ou de type 3G ou 4G,à un central opérationnel, dans
lequel sont
installées des unités de traitement informatique aptes à réaliser ces mêmes
calculs, et à
transmettre les ordres d'exploitation aux conducteurs des engins.
[0024] A la fin de chaque cycle il est alors possible de procéder à la
détermination du
TKPH intégré (TKPITI) en procédant aux étapes suivantes.
[0025] La première étape A consiste à calculer un TKPH de base TKPHB:
(21xLi+Q2x1.2
TKPHB =
TTC
formule dans laquelle, Qi représente la charge portée par le pneumatique
lorsque le
véhicule roule à vide, et Q2 la charge portée par le pneumatique lorsque le
véhicules roule
en portant sa charge commerciale, et où Li représente la distance parcourue à
vide, et L2 la
distance parcourue en charge. TTC représente la durée totale du cycle. Cette
forme de
calcul permet de différencier les temps de roulage en charge et les temps de
roulage à vide
au lieu de prendre des valeurs moyennes comme cela est pratiqué couramment.
[0026] L'étape B suivante consiste à pondérer cette première valeur de TKPH de
base de
manière à tenir compte des conditions réelles d'exploitation en multipliant
cette valeur par
des coefficients K2 et R1, significatifs respectivement de la température
extérieure, et des
temps d'arrêt en charge et à vide, observés pendant le cycle. On obtient un
TKPH réel
TKPHB représentant les conditions d'exploitation pendant le cycle considéré.
TKPHB = TKPHB x K2 x R1
[0027] Ces coefficients sont obtenus par voie expérimentale et peuvent être
accessibles
par des tables de correspondance, par des courbes ou des abaques ou encore par
des
équations qui sont le reflet des courbes expérimentales obtenues à la suite de
nombreux
essais.
[0028] La valeur du coefficient K2 peut être obtenue à l'aide d'une première
loi
expérimentale du type :
K2 = i+ a38 (1)
Où 0õõb représente la valeur de la température moyenne ambiante de l'air
pendant la durée
du cycle considéré, et où m représente un coefficient d'ajustement selon que
l'on souhaite
réduire ou augmenter l'influence de la température ambiante sur le calcul du
TKPH réel. La
valeur du coefficient m est utilement comprise entre 60 et 90 ; de bons
résultats sont
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obtenus pour une valeur du coefficient in égale à 75.
[0029] La valeur du coefficient R1 pour un cycle de roulage peut également
être obtenue
par une seconde loi expérimentale dépendant des valeurs observées pendant ce
cycle du
temps de roulage à vide (0), du temps d'arrêt à vide (0,), du temps de roulage
en charge
(t,?), du temps d'arrêt en charge t ,et de la valeur de la durée d'intégration
(DI).
[0030] La seconde loi expérimentale est du type :
[0 + t7 + tâ + t/
¨ ______________ +
1 e_2D*ti * e_[Dqii+ 2D*ti
1 ¨ e 2D1 * -
* * _____________________ + 2 * n *
(2)
_[ 2,frt,+2,frte+AeLftl 2*t1 2*t2 + + ta
z
1 ¨ e i
DI DI DI DI 1 ¨ DI +
DI DI DI
Dans laquelle le coefficient n est un coefficient d'ajustement permettant de
réduire ou
d'augmenter l'influence des temps d'arrêt sur le calcul du TKPH réel. Ce
coefficient n est
utilement compris entre 0,5 et 0,75; de bons résultats sont obtenus pour une
valeur du
coefficient n égale à 0,625.
[0031] L'étape C suivante consiste enfin à calculer le TKPH intégré TKPHI en
se fondant
sur les valeurs des TKPH réels TKPHR, observés pendant les n cycles précédents
le dernier
cycle considéré, et opérés pendant une durée d'intégration DI prédéterminée.
Er_0(TTCi xTKPHRi)
TK P = _________________________________________________
DI
[0032] Enfin, à l'étape D, la connaissance de la valeur du TKPH intégré
(TKPHI) permet
de comparer cette valeur avec la valeur de TKPH maximum stabilisé admissible
par le
pneumatique (TKPHmax), pour ajuster les conditions d'exploitation du véhicule
ou générer
une alerte en cas de dépassement.
[0033] Comme cela a déjà été évoqué, ces ajustements des conditions
d"exploitation
peuvent être faits par le chauffeur du véhicule ou dans un central
opérationnel distant.
[0034] Il est également possible de déterminer avec une bonne précision la
température
OS réelle dans le sommet du pneumatique, en se servant d'une loi
d'interpolation linéaire du
type :
TKPHI
OS =
- Amb "1- TKPHmax X (0111ax eAmb) (5)
Où ma, est la température sommet maximale admissible et déterminée par le
manufacturier lors de la phase de conception du pneumatique, au même titre que
les
valeurs de TKPH maximum stabilisé admissibles par le pneumatique (TKPHmax).
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[0035] Le choix de la durée d'intégration DI revêt une importance particulière
pour la
fiabilité et la précision des informations fournies par la mise en oeuvre de
l'invention.
[0036] En effet, une durée d'intégration trop importante augmente les risques
de non
détection d'anomalies et allonge la période de démarrage en retardant le
moment à partir
duquel l'exploitant commence obtenir des informations stables. Une durée
d'intégration trop
courte augmente les risques de détection d'anomalies à tort.
[0037] En pratique, la durée d'intégration est généralement comprise entre 5
heures et 15
heures.
[0038] Lorsque les temps de cycle sont courts et réguliers, il peut s'avérer
plus facile de
considérer que la durée d'intégration est égale à la somme des temps de cycle
des n
cycles opérés pendant une durée donnée précédant le cycle considéré : DI =
0(TTC).
[0039] Pour ne pas perdre en précision dans l'évaluation du TKPH, il convient
alors que le
nombre de cycles pris en compte soit relativement élevé, et supérieur
préférentiellement à
une quinzaine de cycles, de sorte que, en moyenne, ce temps d'intégration DI
reste
relativement constant.
[0040] L'approche la plus productive et permettant d'obtenir la meilleure
précision dans le
calcul du TKPH intégré, consiste néanmoins à fonder la détermination de la
valeur de cette
durée d'intégration sur la valeur d'un coefficient z représentatif du
fonctionnement
thermique du pneumatique tel que sa montée en température ou son
refroidissement.
[0041] La figure 2 illustre une courbe de montée en température d'un
pneumatique
obtenue dans les conditions de roulage normalisés pour la détermination de la
valeur du
TKPH maximum TKPHmõõ à ne pas dépasser et fournie par le manufacturier Ce
roulage
normalisé s'effectue à une température extérieure égale à 38 C, pour une
charge égale à
0,8 fois la charge nominale du pneumatique, et pour une vitesse correspondant
à la vitesse
maximale à laquelle il est possible de rouler sans dépasser une température
maximale
dans le sommet du pneumatique, et définie pendant la conception de ce dernier.
[0042] Lors de l'établissement de cette courbe, la température Os est mesurée
dans le
sommet du pneumatique au point le plus sensible aux évolutions thermiques.
[0043] La courbe de la figure 2 représente le ratio Os t/Osstab de la
température maximale
observée dans le sommet du pneumatique à un instant t et de la température
maximale
observée dans le sommet du pneumatique lorsque la température se stabilise. En
roulage
stabilisé, lorsque les conditions thermiques n'évoluent plus le ratio est égal
à 1.
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[0044] On peut alors déterminer une courbe expérimentale du type :
t (OS stab 38) x (1 ¨ e ti-c)+ 38 (6)
[0045] Où t représente le temps, et T ladite valeur représentative du temps de
montée en
température du pneumatique.
[0046] Cette valeur de T évolue en fonction du type de l'architecture du
sommet du
pneumatique, et en particulier de l'épaisseur de la bande de roulement. Pour
les
pneumatiques de génie civil équipant les dumpers, ce temps est généralement
compris
entre 3 heures et 6 heures.
[0047] Ce temps 1- peut être communiqué par le manufacturier, lorsque ce
dernier a
entrepris les plans d'expérience préalables. Il peut également faire l'objet
d'une évaluation
fondée sur la comparaison du pneumatique considéré avec des pneumatiques
similaires
pour lesquels la valeur de I- est connue.
[0048] Dans la forme préférée d'exécution de l'invention on choisira une
valeur de la
durée d'intégration DI égale à un multiple k entier de ce temps t: DI = k * -
rie coefficient k
est utilement compris entre 1 et 3, et préférentiellement égal à 2. La valeur
de la durée
d'intégration est alors égale à deux fois la valeur du temps t, DI= 2*1-.
[0049] On observera ici que, lorsque la valeur de la durée d'intégration est
égale à une
valeur égale ou proche à deux fois la valeur représentative du temps z de
montée en
température du pneumatique, la valeur du coefficient de correction R1 est
alors plus
précise et permet d'obtenir une valeur du TKPH réel du cycle observé TKPHR la
plus proche
des valeurs expérimentales observées.
[0050] Une précision supplémentaire peut être également apportée au modèle
lorsque la
durée d'intégration DI ne correspond pas au temps cumulé d'un nombre entier de
cycles.
[0051] Comme cela est illustré à la figure 3, au cours de l'étape C, on peut
utilement
déterminer un temps complémentaire dt calculé de sorte que la somme des temps
de cycle
pris en compte, augmentée du temps complémentaire dt, est égale à la durée
d'intégration :
DI = r0(TTCi) + dt).
[0052] Le calcul de la valeur du TKPH intégré (TKPHI ) est alors modifié. On
augmente la
somme des produits des temps de cycle et des valeurs de TKPH réels (Er_0(TTCi
x
TKPHR,), de la valeur du produit du TKPH réel (TKPHRio) du cycle le plus
ancien (i0) sur la
durée d'intégration (DI) considérée par le temps (dt) complémentaire :
Er_i(TTC, x TKPHR + dt x TKPHRio
TK P HI = _________________________________________________
DI
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[0053] Ce calcul modifié permet ainsi de prendre en compte partiellement la
valeur du
TKPH intégrée obtenue pour le premier cycle (i0) de la série, opéré pendant la
durée
d'intégration DI, et de conserver une valeur de durée d'intégration constante
dans tous les
calculs réalisés.
5 [0054] L'invention prévoit également des dispositions particulières pour les
phases
transitoires telles que des arrêts.
[0055] On distinguera une première sorte d'arrêt, qui sont les arrêts dits de
longue durée
pendant lesquels on considère que le pneumatique voit sa température revenir à
une
température proche de la température ambiante.
10 [0056] La seconde sorte d'arrêt concerne les arrêts dits de courte durée,
distincts des
arrêts de chargement ou de déchargement réalisés pendant les cycles de travail
(qï, t), et
qui se caractérisent par un temps d'arrêt compris entre deux limites de temps,
entre
lesquelles le pneumatique n'a pas le temps de se refroidir totalement.
[0057] Les arrêts de longue durée sont les arrêts dont la durée excède une
première
limite de temps Thõ,.
[0058] Au démarrage du véhicule, on détermine le TKPH intégré (TKPIII) sur la
base des
(i) cycles opérés à compter du redémarrage du véhicule pendant une durée égale
à la
durée d'intégration (DI), à l'aide de la formule suivante :
Eik=0(TTCk x TKPHRk)
= _____________________________________________________
DI
[0059] Ceci a pour effet de prendre en compte, pendant la durée d'intégration,
le temps
nécessaire pour que le pneumatique atteigne une température stable. Les
valeurs de TKPH
intégré obtenues pendant les premiers cycles sont donc minorées, jusqu'à ce
que le temps
cumulé des cycles réalisés depuis le démarrage du véhicule soit supérieur à la
durée
d'intégration.
[0060] De manière préférentielle, on choisira une première limite de temps
7711õ, égale à la
valeur de la durée d'intégration multipliée par un coefficient p, utilement
compris entre 2 et
5 (T1 hm= p*DI) ; de bons résultats sont obtenus pour une valeur de p=5/2.
[0061] On observera ici, que cette valeur est égale à 5*T, lorsque DI=2* r.
Cette valeur
correspond aux temps de refroidissement observés pour des températures
extérieures de
l'ordre de 38 C.
[0062] Lorsque le temps cumulé des cycles réalisés depuis le démarrage du
véhicule est
supérieur à la durée d'intégration DI, on reprend le calcul du TKPH intégré
conformément
au processus décrit pour l'étape C.
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[0063] Les arrêts de courte durée, sont les arrêts dont la durée est
interrompue entre la
première limite de temps 1111õ, et deuxième limite de temps T2iiõ, inférieure
à la première
limite Tijim
[0064] A titre d'exemple, la deuxième limite de temps T2jjm peut utilement
être égale à une
heure.
[0065] A la fin du temps d'arrêt, au redémarrage du véhicule, on détermine une
valeur de
TKPH (TKPIII(A)) en fonction du TKPH intégré obtenu lors du dernier cycle
précédent
l'arrêt (TKPIII(to)), de la durée de l'arrêt (t1-t0), et de la valeur de la
durée d'intégration DI, à
l'aide d'une troisième loi expérimentale du type :
2 (tut())
TKPI-11(A) = TKPI-11(t0) x e cl*DI (3)
dans laquelle le coefficient q est un coefficient d'ajustement compris entre 2
et 5 selon la
pondération plus ou moins prudentielle que l'on souhaite donner à la valeur du
(TKPIII(A)).
Ce coefficient q est utilement compris entre 2 et 5 et de bons résultats sont
obtenus avec
une valeur de q égale à 3.
[0066] Une fois le véhicule redémarré et pendant une durée égale à la durée
d'intégration
(DI), on détermine le TKPH intégré (TKPH1(0) sur la base des (i) cycles opérés
à compter
du redémarrage du véhicule, en fonction du TKPH intégré (TKPIII(A)) déterminé
au
moment de la fin du temps d'arrêt du véhicule, de la durée d'intégration (DI),
et du temps
d'arrêt (t,-t0), à l'aide d'une quatrième loi expérimentale du type :
Ec,o(TTCkXTKPHRk) ti-t
TKPI-11(0= Dl + TKPHI(A)x (1 0) (4)
DI
[0067] Lorsque le temps cumulé des cycles réalisés depuis le redémarrage du
véhicule
est supérieur à la durée d'intégration DI, on reprend le calcul du TKPH
intégré
conformément au processus décrit pour l'étape C.
[0068] Il va de soi que lesdites lois expérimentales (1, 2, 3, 4, 5, 6)
proposées ci-dessus
doivent être comprises comme des lois issues de l'observation des phénomènes
thermiques et de leurs évolutions. Aussi, il est possible d'obtenir des
résultats sensiblement
équivalents avec des lois expérimentales faisant appel à des formulations
mathématiques
distinctes produisant des résultats similaires.
[0069] L'invention concerne enfin le dispositif pour la mise en oeuvre du
procédé tel que
décrit ci-dessus.
[0070] Ce dispositif comprend :
des moyens d'échange de données 20 avec des capteurs 31, 32 aptes à
acquérir des valeurs de température (0,,,,,b), de temps ou de durée de cycles
(0, 0,, t7,
fc2,, t,, to), de charge (QI], Q2) et de distance (L1,, L2),
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au moins une unité de traitement informatique 20, et
- des instructions codées permettant d'exécuter les étapes du
procédé selon
l'invention et décrites ci-dessus.
[0071] L'invention comprend enfin le logiciel contenant des éléments de code
programmés pour la mise en oeuvre du procédé faisant l'objet de la présente
description,
lorsque ledit logiciel est chargé dans une unité de traitement informatique et
exécuté par
ladite unité de traitement informatique 20, ainsi que ledit logiciel sous
forme de produit
enregistré sur un support lisible par une unité de traitement informatique,
comprenant
lesdits éléments de code programmés.
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NOMENCLATURE (les unités sont données à titre d'exemple, et ne sauraient
limiter
la portée de l'invention)
1 Véhicule de chantier.
2 Boitier d'échange de données avec les capteurs disposés sur le
véhicule.
3 Unité de traitement informatique.
Distance parcourue à vide (km).
L2 Distance parcourue en charge (km).
QI Charge portée par le pneumatique à vide (t).
Q2 Charge portée par le pneumatique en charge (t).
TTC Durée totale du cycle (h).
TKPHB TKPH de base (t.km/h).
TKPHB TKPH réel Chantier (t.km/h).
TKPIII TKPH intégré (t.km/h).
TKPHmax TKPH maxi stabilisé communiqué par le manufacturier (t.km/h).
TKPH(A) TKPH au moment de la fin du temps d'arrêt du véhicule
(t.km/h).
TKPHi(to)) TKPH intégré au moment de l'arrêt du véhicule.
DI Durée d'intégration (h).
dt Temps complémentaire (h).
Oamb Température ambiante ( C).
Ost Température maximale observée dans le sommet du pneumatique à
un
instant t '( C).
OS Stab Température maximale stabilisée observée dans le sommet du
pneumatique
( C).
Temps de roulage à vide (h).
Temps d'arrêt à vide (h).
t72 Temps de roulage en charge (h).
Temps d'arrêt en charge (h).
T119, Première limite de temps (h).
T2 hm Deuxième limite de temps (h).
(t1-t0) Durée d'un temps d'arrêt de courte durée (h).
Coefficient multiplicateur entier.
Valeur représentative du temps de montée en température du pneumatique
(h).
m, n, p, q Coefficients d'ajustements.
