Modèles de maintenance des systèmes à détériorations multiples en environnement dynamique : application aux éoliennes

Maintenance of monitored systems with multiple deterioration mechanisms in dynamic environments : application to wind turbines

• Auteur / Autrice : Wenjin Zhu
• Direction : Mitra Fouladirad, Christophe Bérenguer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Optimisation et Sûreté des Systèmes
• Date : Soutenance le 17/02/2014
• Etablissement(s) : Troyes
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Troyes, Aube)
• Partenaire(s) de recherche : Organisme gouvernemental étranger : China Scholarship Council
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Charles Delaunay / ICD
• Jury : Président / Présidente : Olivier Gaudoin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mitra Fouladirad, Christophe Bérenguer, Olivier Gaudoin, Min Xie, Bruno Castanier, Carlos Guedes Soares, Antoine Grall
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Min Xie, Bruno Castanier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Éoliennes

Statistique mathématique

Dépendance (statistique)

Processus stochastiques

Simulation, Méthodes de

Contrôle technique

Fiabilité

Entretien

Mots clés libres

Entretien -- Modèles mathématiques

Fiabilité

Contrôle technique

Simulation, Méthodes de

Processus stochastiques

Dépendance (statistique)

Statistique mathématique

Eoliennes

Maintenance -- Mathematical models

Reliability

Engineering inspection

Simulation methods

Stochastic processes

Dependance (statistics)

Mathematical statistics

Wind turbines

Résumé

Les travaux présentés contribuent à la modélisation stochastique de la maintenance de systèmes mono- ou multi-composants à détériorations et à modes de défaillances multiples en environnement dynamique. Dans ce cadre, les contributions portent d'une part sur la modélisation des processus de défaillance, et d'autre part sur la proposition de structures de décision de maintenance intégrant les différents types d'information de surveillance en ligne disponible sur le système (état de détérioration mesuré ou reconstruit, état de l'environnement, ...) et le développement des modèles mathématiques d'évaluation associés. Les modèles de détérioration et de défaillances proposés pour les systèmes mono-composants permettent de rendre compte de sources de détérioration multiples (chocs et détérioration graduelle) et d'intégrer les effets de l'environnement sur la dégradation. Pour les systèmes multi-composants, on insiste sur les risques concurrents, indépendants ou dépendants et sur l'intégration de l'environnement. Les modèles de maintenance développés sont adaptés aux modèles de détérioration proposés et permettent de prendre en compte la contribution de chaque source de détérioration dans la décision de maintenance, ou d'intégrer de l'information de surveillance indirecte dans la décision, ou encore de combiner plusieurs types d'actions de maintenance. Dans chaque cas, on montre comment les modèles développés répondent aux problématiques de la maintenance de turbines et de parcs éoliens

The thesis contributes to stochastic maintenance modeling of single or multi-components deteriorating systems with several failure modes evolving in a dynamic environment. In one hand, the failure process modeling is addressed and in the other hand, the thesis proposes maintenance decision rules taking into account available on-line monitoring information (system state, deterioration level, environmental conditions …) and develops mathematical models to measure the performances of the latter decision rules.In the framework of single component systems, the proposed deterioration and failure models take into account several deterioration causes (chocks and wear) and also the impact of environmental conditions on the deterioration. For multi-components systems, the competing risk models are considered and the dependencies and the impact of the environmental conditions are also studied. The proposed maintenance models are suitable for deterioration models and permit to consider different deterioration causes and to analyze the impact of the monitoring on the performances of the maintenance policies. For each case, the interest and applicability of models are analyzed through the example of wind turbine and wind turbine farm maintenance