La nouvelle génération technologie de surveillance en temps réel

Technologie d’avenir : la détection acoustique distribuée Distributed Acoustic Sensing (DAS) transforme les câbles en fibre optique en microphones virtuels. Ce procédé offre un immense potentiel dans le domaine de la surveillance d’exploitation et de l’infrastructure ferroviaire.

L’intérêt pour les technologies à base de capteurs à fibre optique du côté des exploitants ferroviaires et des experts en techniques de signalisation a connu une forte croissance ces cinq dernières années. Les technologies, telles que le Fibre Bragg Grating (FBG) et la détection acoustique distribuée (DAS) en forment la base. En collaboration avec divers fabricants et exploitants, Frauscher a testé les possibilités d’exploitation et la disponibilité de ces équipements en condition réelle.

Lors de l’évaluation de ces essais, nos experts sont parvenus à un résultat clair : la DAS présente toutes les qualités pour devenir la technologie de base pour de nombreuses applications ferroviaires. Cette évaluation repose, entre autres, sur une expérience de plusieurs années dans le secteur de la signalisation.

Évolution du réseau :
la fibre optique prend
la forme de capteurs
et de moyens de
communication pour
la surveillance des
trains par DAS. Évolution du réseau : la fibre optique prend la forme de capteurs et de moyens de communication pour la surveillance des trains par DAS.

La DAS au sein d’exploitations ferroviaires : possibilités et potentiel

La DAS permet, dans le respect des exigences spécifiques à la branche, de détecter des trains, véhicules de maintenance, groupes de travail, personnes ou encore des influences environnementales. Il en découle des possibilités d’application en exploitation ferroviaire, telles que le monitoring de composants de voie et de train, ainsi que la sécurisation de l’infrastructure.

Du point de vue technique, il est aujourd’hui déjà possible de surveiller des processus et des composants installés sur et en bordure de voie sur une distance de 40 kilomètres à l’aide d’une solution unique : une unité DAS. Pour couvrir des réseaux ferrés plus étendus, il est possible de combiner plusieurs de ces unités en un système complet. Des algorithmes innovants permettent la catégorisation individuelle de différents événements. Des alarmes et rapports spécifiques sont ainsi générés.

Limites de la DAS dans le secteur ferroviaire

Le secteur ferroviaire présente toutefois des exigences très particulières, rendant indispensable le développement continu des équipements utilisés jusqu’ici. Ainsi, dans le domaine du repérage des trains notamment, les solutions basées DAS font face à de tout nouveaux défis. Sur la base des facteurs les plus importants, on peut définir trois limites à l’utilisation de la DAS dans le domaine ferroviaire:

  • Détection de voie : à l’heure actuelle, il n’est pas possible de déterminer si une source sonore se trouve sur ou en bordure de voie. Dans les zones avec des multiples voies ferrées parallèles, il est également difficile de déterminer la voie parcourue par un train. En présence de structures de voies complexes, cela semble d’ailleurs quasiment impossible.
  • Précision : à l’heure actuelle, il n’est pas possible de détecter, précisément et sans erreur, les essieux avec la DAS. Il s’agit cependant d’une exigence incontournable de nombreuses applications de sécurité, dont celles collectant les informations relatives à l’intégrité des trains.
  • Satisfaction des normes CENELEC : pour le moment, dans le cadre du développement de solutions basées DAS, aucune base n’a pu être établie pour garantir le niveau de sécurité (SIL) exigé dans le secteur ferroviaire. Les limites existantes en termes de détection des voies et de précision doivent être éliminées pour pouvoir satisfaire les exigences de CENELEC.

La DAS en tant que technologie de base des applications ferroviaires

Il est toutefois possible de surmonter les défis posés par ces limites. Des solutions innovantes et l’alliance intelligente de divers procédés permettent, en effet, l’utilisation de la DAS en tant que technologie de base d’applications ferroviaires. Dans les pages suivantes de la présente édition d’Ultimate Rail, découvrez ce que fait Frauscher pour y parvenir.

Vous y explorerez les possibilités et avantages jusqu’ici impensables offerts à l’industrie ferroviaire et, qui plus est, sans installation d’équipement de voie supplémentaire. La DAS annonce, à coup sûr, une révolution de l’exploitation ferroviaire.

Sur la base de la DAS, il est
possible de surveiller, en temps
réel, jusqu’à 40 kilomètres de
voie à l’aide d’un câble à fibre
optique.Sur la base de la DAS, il est possible de surveiller, en temps réel, jusqu’à 40 kilomètres de voie à l’aide d’un câble à fibre optique.

Comment fonctionne la détection acoustique distribuée Distributed Acoustic Sensing (DAS)?

Le principe de la détection acoustique distribuée est basé sur le comportement des câbles à fibre optique : lorsque des ondes sonores atteignent le câble, la réflexion des impulsions lasers internes change. Cette modification peut être détectée. Des algorithmes spécialement développés peuvent convertir les signatures mesurables en informations précieuses – sur les véhicules ou personnes en mouvement ou sur d’autres activités telles que des travaux d’excavation sur les voies. Sur la base de ces capacités techniques, l’utilisation de systèmes basés sur la DAS s’est déjà largement répandue dans l’industrie du pétrole et du gaz, ainsi que de la protection des frontières. La DAS permet de convertir, simplement et rapidement, les fibres monomodes en microphones virtuels. Pour cela, des interventions minimes aux extrémités des fibres concernées suffisent. Dans la mesure où les installations de voie sont déjà très fréquemment équipées de systèmes à fibre optique, les applications indiquées peuvent toujours être utilisées au sein de l’infrastructure ferroviaire, avec les ressources disponibles.

Microphone virtuel : les fibres optiques enregistrent le bruit ambiant lors de
la transmission d’impulsions lasers Microphone virtuel : les fibres optiques enregistrent le bruit ambiant lors de la transmission d’impulsions lasers

Martin Rosenberger

Martin Rosenberger

01.09.2016

Technologies

1116 mots

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