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Phares des temps modernes

Phares : Les structures peuvent sembler posséder une ancienneté honorable mais la technologie qui se trouve à l'intérieur est moderne et robuste. La disponibilité, des frais d'entretien réduits, de loangs intervalles de maintenance : des critères décisifs lors de la sélection des lanternes et de la conception électromécanique. Qui jette un coup d'oeil à l'intérieur d'un phare le long de la côte française a de fortes chances d'y trouver la technologie d'entraînement de FAULHABER.
La France est le pays des géants. Nulle part ailleurs dans le monde se dressent autant de phares le long des côtes, qui peuvent atteindre 80 mètres de hauteur. La présence de ces structures impressionnantes n'est pas nécessairement due au fait que les zones du littoral français sont particulièrement dangereuses. Les grandes et riches décorations de ces ouvrages résultent bien plus d'une fierté nationale sûre d'ellemême – et leur fait de la publicité. Lorsque je pense aux phares, je pense également à Henry Lepaute. Ce nom me vient à l'esprit dès que l'on mentionne la technologie utilisée dans ces repères de navigation maritime. Lepaute a construit l'optique qui garantit que la lumière puisse être vue à des distances allant jusqu'à 40 kilomètres. 23 milles nautiques – le faisceau qui part de la salle de la lanterne doit être visible au moins à cette distance.
Les phares particuliers équipés de balises, d'une navigation satellite et d'un radar font partie d'un ensemble qui offre l'orientation nécessaire aux skippers. Particulièrement dans les zones proches de la côte, les signaux de navigation visuels ne peuvent pas être remplacés par n'importe quoi. En raison des différences énormes du niveau de la mer selon les marées, la densité de phares est particulièrement élevée le long des côtes de la Manche en France. Quelque 120 phares à feu tournant sont exploités, surveillés et entretenus en France par l'agence gouvernementale Cerema. Ces phares utilisent très souvent l'optique fabriquée par Henry Lepaute dont le principe repose sur les recherches fondamentales menées par le Français Jean Augustine Fresnel sur la théorie des ondes de la lumière. Le résultat est une lentille qui comprend jusqu'à 20 sections de forme ronde avec une distance focale allant jusqu'à 700 millimètres. Les lentilles réfractent la lumière émise dans toutes les directions sur un plan horizontal, ce qui la rend visible à grande distance. L'éclair typique des phares peut être obtenu à l'aide de trois méthodes techniques : au moyen d'un éclairage permanent utilisant une lumière clignotante, d'une source de lumière constante avec des lentilles disposées de manière fixe et d'une ouverture circonférentielle, ou encore avec la combinaison d'une lumière continue et d'un système de lentilles circonférentiel – la variante la plus répandue.
Dans le cadre d'un processus continu de modernisation, le Cerema utilise la technologie à LED, profitant ainsi des avantages offerts par un système d'éclairage robuste et durable. Selon les informations fournies par le Cerema, un taux de disponibilité d'environ 99 % est atteint. « Nous voulons également atteindre ce niveau de fiabilité de fonctionnement pour l'entraînement de l'optique tournante, souligne Laurent Bernicot du département des systèmes de positionnement et de navigation au Cerema. La fiabilité était un critère très important pour le choix de l'entraînement – et nous a conduit à FAULHABER. » Le résultat de la conception avec l'évaluation du fabricant : des micromoteurs C.C. des séries FAULHABER 2342 et 3257 de même que des servomoteurs C.C. sans balais de la série 3268 – chacun étant combiné avec des réducteurs planétaires FAULHABER appropriés. Outre le fonctionnement général des entraînements, des séries d'essais intensifs ont servi à déterminer leur comportement à l'air salin. « Nous avons des phares à terre et en mer. Les entraînements doivent fonctionner là aussi en toute fiabilité, et pas seulement en France métropolitaine, mais aussi en Guyane française ou dans les collectivités d'Outremer de Saint Pierre et Miquelon au large des côtes de Terre-Neuve. »

Entraînement double pour une fiabilité de fonctionnement maximale

En ce qui concerne la conception, la forte demande en matière de fiabilité de fonctionnement est reproduite dans une unité d'entraînement avec deux moteurs – un arrangement également rencontré dans les phares allemands. « Deux moteurs sont reliés à un réducteur et fonctionnent en alternance », explique Dirk Berger, porte-parole du Service des voies navigables et du transport maritime de Stralsund. Le fonctionnement en alternance permet d'optimiser les temps d'exploitation et garantit la disponibilité, des périodes d'arrêt prolongées conduisant souvent à des difficultés de démarrage. En cas de panne d'un moteur, le système dans le phare commute automatiquement vers le second moteur et signale le dysfonctionnement au centre de contrôle. « Nous utilisons la surveillance à distance, notamment pour les grands phares », déclare Berger. Un niveau d'escalade à deux étapes est ici intégré dans le contrôle, avec une pré-alerte en cas de dysfonctionnements imminents et la panne. La fiabilité du fonctionnement fait l'objet d'une surveillance par un capteur qui mesure le temps par tour. « Les phares doivent tourner à la vitesse exacte définie dans leur identifiant », dit Dirk Berger. Derrière l'identifiant se cache un type spécifique de séquence d'éclairs figurant sur les cartes marines et qui permet d'identifier un phare sans équivoque, en particulier pour la navigation nocturne. « Notre objectif est donc d'atteindre une vitesse de rotation constante au niveau optique, explique le collègue français de Berger, Laurent Bernicot de Plouzane, en Bretagne. Les moteurs doivent être précis. »
Les phares français utilisent une commande développée par le département EMF du Cerema. L'abréviation signifie « eau, mer, fleuves ». Le système intelligent dans la salle de la lanterne définit la fréquence et le degré de visibilité de la lumière au sein d'une unité de temps donnée. Comme en Allemagne, un capteur mesure la vitesse de rotation de l'optique et transmet l'information à la commande. Une fois le calcul effectué, le contrôleur adapte directement la vitesse du moteur à sa tension d'alimentation au moyen de la valeur de consigne analogique. La vitesse est surveillée et adaptée en permanence. Si un problème est détecté, la solution d'automatisation fournie par le département EMF enregistre l'erreur et démarre le second moteur. Pendant le processus de conception, les employés du département EMF ont sélectionné trois types de moteurs différents comme solutions d'entraînement standard. Le micromoteur C.C. de la série DC2342 est conçu pour des optiques de petite dimension qui nécessitent uniquement une faible puissance de moteur. Les optiques de taille moyenne sont mises en mouvement par les moteurs à commutation graphite de la série FAULHABER DC3257. Pour les systèmes puissants avec une intensité lumineuse élevée et une structure proportionnellement plus lourde, on utilise les servomoteurs 4 pôles sans balais de la série 3268. Lorsque Laurent Bernicot parle de « systèmes lourds », il fait référence à un système optique à lampe dont le poids peut être compris entre 200 kilogrammes et une tonne. Pendant la phase de conception, il est par conséquent important de garantir que, en dehors du fonctionnement normal, les moteurs fournissent des couples de pointe puissants aptes à gérer en toute sécurité les couples de démarrage élevés compris entre 5 et 8 Nm. « C'était également un facteur important lors de la sélection des moteurs FAULHABER” », explique Laurent Bernicot. Si un arrêt a lieu malgré tout parce que les phares sont uniquement exploités la nuit, les optiques sont découplées du moteur par le biais d'une roue libre intégrée dans la machine tournante lorsque la lampe est arrêtée.
En cas de panne d'un moteur, le système dans le phare commute automatiquement vers le second moteur et signale le dysfonctionnement au centre de contrôle.

Résumé

Eu égard aux exigences élevées en matière de disponibilité avec de longs intervalles d'entretien, les conditions essentielles pour les phares sont complexes. C'est la raison pour laquelle il est si important d'entretenir un partenariat étroit dans le cadre d'un projet. Le Cerema et FAULHABER France collaborent étroitement depuis 2011.

De l'entraînement d'horloge au moteur électrique haute précision

Il y a plus d'un siècle, les optiques de phare étaient encore entraînées par un entraînement d'horloge. Du point de vue de la conception, il s'agissait en fait d'un mouvement mécanique semblable à ceux destinés aux églises qui devait être remonté régulièrement avec des poids par le gardien du phare. « Les premiers entraînements électriques sont apparus dans les années 30 », rapporte Dirk Berger, porte-parole du Service des voies navigables et du transport maritime de Stralsund. Une autre vague de modernisation a eu lieu dans les années 80. La technologie est encore utilisée de nos jours. La longue durée de vie est le résultat d'un entretien régulier au même titre que d'un fonctionnement à des couples nettement inférieurs aux couples maximaux disponibles.

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Micromoteurs C.C

DC-Micromotors Series 2342 ... CR

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DC-Micromotors Series 2342 ... CR

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        • 1645 ... BHS 1660 ... BHS 1660 ... BHT
      • FAULHABER BX4
        • 2232 ... BX4 2250 ... BX4 2250 ... BX4S 3242 ... BX4 3268 ... BX4
      • FAULHABER BP4
        • 2264 ... BP4 3274 ... BP4
      • FAULHABER B-Flat
        • 1509 ... B 1515 ... B 2610 ... B 2622 ... B
      • FAULHABER BXT
        • 2214 ... BXT H 2214 ... BXT R 3216 ... BXT H 3216 ... BXT R 4221 ... BXT H 4221 ... BXT R
      • Informations techniques
    • Moteurs avec électronique intégrée
      • FAULHABER BRC
        • 1525 ... BRC 1935 ... BRC 3153 ... BRC
      • FAULHABER BX4 SC
        • 2232 ... BX4 SC 2250 ... BX4 S SC 2250 ... BX4 SC 3242 ... BX4 SC 3242 ... BX4 SCDC 3268 ... BX4 SC 3268 ... BX4 SCDC
      • FAULHABER B-Flat SC
        • 2610 ... B SC 2622 ... B SC
      • FAULHABER B Cx
        • 3564 ... B Cx
      • FAULHABER BX4 CxD/Cx
        • 2232 ... BX4 CxD 2250 ... BX4 CxD 3242 ... BX4 Cx 3268 ... BX4 Cx
      • FAULHABER MCS
        • MCS 3242 ... BX4 ET MCS 3242 ... BX4 RS/CO MCS 3268 ... BX4 ET MCS 3268 ... BX4 RS/CO MCS 3274 ... BP4 ET MCS 3274 ... BP4 RS/CO
    • Servomoteurs C.C. linéaires
      • LM 0830 ... 01 LM 1247 ... 11 LM 1247 ... 12 LM 1483 ... 11 LM 1483 ... 12 LM 2070 ... 11 LM 2070 ... 12
    • Moteurs pas à pas
      • AM0820 AM1020 AM1524 AM2224 AM2224R3 DM0620 DM1220 DM40100R DM52100N DM52100R DM52100S
    • Piezo motors
      • LL06... LR17... LT20... LTC300... LTC40 LTC450...
    • Réducteurs de précision
      • Réducteurs planétaires
        • 03A 06/1 06A 08/1 10/1 12/4 13A 14/1 15/10 15A 16/7 17/1
        • 20/1R 22/7 22E 22EKV 22F 22GPT 23/1 26/1 26/1R 26A 30/1 30/1 S
        • 32/3 32/3R 32A 32ALN 32GPT 38/1 38/1 S 38/2 38/2 S 38A 42GPT 44/1
      • Réducteurs à étages et Réducteurs à étages, sans jeu angulair
        • 08/2 08/3 12/3 12/5 15/5 15/5 S 15/8 16/5 16/5 S 16/8 16A 22/2
        • 22/5
    • Composants linéaires
      • Vis à billes
        • BS22-1.5 BS32-2.0
      • Vis filetées et Options
        • M1,2 x 0,25 x L1 M1,6 x 0,35 x L1 M2 x 0,2 x L1 M3 x 0,5 x L1
    • Codeurs
      • Codeurs incrémentaux
        • HEDL 5540 HEDS 5500 HEM3-256 W HXM3-64 IE2-1024 IE2-16 IE2-400 IE3-1024 IE3-1024 L IEF3-4096 IEF3-4096 L IEH2-4096
        • IEH3-4096 IEH3-4096L IEM3-1024 IER3-10000 IER3-10000 L IERS3-500 IERS3-500 L PA2-100 PA2-50 PE22-120
      • Codeurs absolus
        • AES-4096 AES-4096 L AESM-4096
    • Electroniques de cde.
      • Contrôleur de vitesse
        • SC 1801 F SC 1801 P SC 1801 S SC 2402 P SC 2804 S SC 5004 P SC 5008 S
      • Contrôleurs de mouvement
        • MC 5004 P MC 5004 P STO MC 5005 S MC 5010 S MCBL 3002 F MCBL 3002 F AES MCBL 3002 P MCBL 3002 P AES MCBL 3002 S MCBL 3002 S AES MCBL 3003 P MCBL 3003 P AES
        • MCBL 3006 S MCBL 3006 S AES MCDC 3002 P MCDC 3002 S MCDC 3003 P MCDC 3006 S MCLM 3002 F MCLM 3002 P MCLM 3002 S MCLM 3003 P MCLM 3006 S MCST 3601
    • Accessoires
      • 6501.00065 6501.00088 6501.00096 6501.00097 6501.00113 6501.00121 6501.00135 6501.00136 6501.00159 6501.00283 6501.00284 BC 5004
      • Cables and Accessories MBZ
  • Marchés
    • Équipement médical et de laboratoire
      • Cyclotron
      • Cathéter Rotarex®S
      • Climatisation dans les couveuses
      • Pompe à insuline
      • Dispositif d’analyse Gyrolab xPlore TM
      • L’automatisation des laboratoires
      • Systèmes d'anesthésie et de ventilation
      • Prothèse myoélectrique
      • L’endodontie
      • Les techniques prothétiques LifeHand
      • Dermographe
      • Système de distribution automatique
      • Assistant robotisé la TMS
      • Système VIKY (Vision Control for endoscopY)
      • Tensiomètre mobile destiné
      • Automatique des médicaments passe
      • Capsule de diagnostic
      • Manipulateur XYZ
      • Prothèse pour la jambe
      • Scanner du flux sanguin
      • Systèmes d’analyse laboratoire
      • Microkératome
      • Lecteur de glycémie
      • Hexapodes miniatures
    • Automation industrielle & Robotique
      • Machine d'enroulement de fil
      • Robot de préhension TORU
      • Les robots on océan profond
      • Pour les robots d‘inspection
      • Zippermast
      • Préhenseur de petites pièces
      • Les robots industriels
      • Robot CHIMP
      • Drone terrestre
      • MROV (Miniature Remotely Operated Vehicles)
      • Robot de service humanoïde
      • Robot par
      • Main robotisée
      • Véhicules robotisés
      • Automates de montage
      • Automate de fabrication
      • Robots pour canalisations
      • Intelligence mobile "tout-terrain" - Ce qui a manqué jusqu’à maintenant, c’est un concept de véhicule universel pouvant porter les instruments de mesure, afin de faciliter l’exploration de territoires inconnus.
      • Convoyeur à courroies
      • Unités de rotation
    • Surveillance & Mesure de précision
      • Pompe de dosage
      • Installations de test pour des portes de voiture
      • Sismographe large bande
      • L'appareil d’essai Condor Sigma
      • Mesure de champ électrique
      • Machines à décaper l’isolant
      • Nanométrique
      • Machines À Équilibrer Horizontales
      • Appareils d’essais
      • Appareil d'essai de comparateurs
      • Appareil de cisaillement annulaire
      • Géo-scanner
    • Outils & Équipements industriels
      • Lasers à diodes
      • Tournevis á capteur
      • Système d'étiquetage à jet d'encre
      • Sécateurs électriques
      • Un module CNC 5 axes compact
      • Distribution de fil adaptive
      • Production de panneaux solaires
      • Essuie-glace
      • Systèmes de pesée
      • Tables Linéaires
      • Pulsations de pression
      • Robot de soudage
      • Hexapode (Systèmes de micropositionnement)
      • Systèmes à sondes mobiles
      • Machines d'impression
      • Traceur de coupe
    • Aéronautique & Aérospatiale
      • SEIS – Seismic Experiment for Interior Structure
      • Cimon assistant de vol
      • Avion amphibie
      • Mars rover
      • Équipements de cabine
      • La sonde spatiale Rosetta
      • Hexapode
      • Commande des vannes de carburant de fusées
      • Véhicule aérien non piloté
      • Sonde de mesure
    • Optique & Photonique
      • Spectrographe
      • Optiques de phare
      • L'optique à rayons X
      • Faisceaux laser à impulsions
      • Systèmes de visualisation chirurgicale
      • Table de balayage pour microscopes
      • Microscope d'opération
      • Télescope géant
      • LBT (Large Binocular Telescope)
    • Caméras, Systèmes Audio & Données
      • Caméra panoramique
      • Technique de prise
      • Drones de Reconnaissance
      • Moniteurs LCD
      • Caméra de l’appareil d’inspection
      • Grue pour caméra
      • Systèmes de caméras en direct
    • Contrôle de l‘environnement & Sécurité
      • Partenaire d’assurage électronique (EPIC)
      • Entraînement de pompe ATEX
      • Éoliennes cerfs-volants
      • Sismomètres
      • Micro pompe gérotor
      • Sondes de mesure des grands fonds
    • Modélisme & Prototypage
      • Voitures de course sans pilote
      • Miniatur Wunderland
      • Modèles de véhicules utilitaires
      • Spherical Vehicle
      • Locomotive à vapeur miniature
      • Football robotisé
    • Consommateur
      • Bicyclette
      • Mécanique de piano
      • Sculptures cinétiques dans une maison active
      • Sculpture cinétique dans la salle d'exposition
      • Sculpture cinétique « Projet Anthozoa »
      • Chariot de golf
      • Chaise pour les personnes
      • Tourne-Montres
      • Des robinetteries
      • Automate pour babyfoot
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        • Questions fréquentes sur le codeur
        • Documentation pour les codeurs
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