Optimisation du développement structurel et des systèmes autonomes pour pelles sur chenilles

Les machines industrielles destinées aux applications de terrassement sont confrontées à de sévères contraintes structurelles, notamment des vibrations multiaxiales, des forces de torsion, des impacts dynamiques et des moments de flexion. L'évaluation de l'impact à long terme de ces forces dans des conditions réelles d'exploitation nécessite généralement des milliers d'heures de suivi sur le terrain, ce qui retarde les cycles de développement des produits. Pour optimiser la fiabilité structurelle, une infrastructure d'essai localisée est requise afin de simuler le vieillissement mécanique accéléré selon des paramètres contrôlés.

Le banc d'essai nouvellement déployé offre un coefficient d'accélération opérationnel de 17, condensant 17 heures de contraintes réelles sur site en une seule heure de tests automatisés. L'infrastructure physique comprend une piste d'essai intégrée et une fosse spécialisée situées dans un hall fermé. La conformité environnementale en matière de bruit est assurée par un mur de soutènement en béton équipé de barrières acoustiques de six mètres de haut, isolant les vibrations à fort impact de la zone industrielle environnante.

Exploitation autonome et infrastructure de sécurité numérique
Afin d'exécuter les cycles de travail répétitifs requis pour une analyse structurelle complète, les équipes d'ingénierie d'essai ont intégré des systèmes de conduite autonome dans la flotte d'essai. Cette configuration permet d'éloigner les opérateurs humains des environnements dangereux à fortes contraintes et permet une collecte continue de données sans intervention physique. Le contrôle du système et la télémétrie technique sont gérés à distance depuis une salle de contrôle externe centralisée à l'aide d'une matrice de caméras optiques intégrée.

Le profil architectural de sécurité du système repose sur une infrastructure numérique et physique intégrée et multicouche. Des verrous physiques sur les portes et des contacts électroniques d'ouverture de porte empêchent tout accès non autorisé à la zone d'essai. De manière dynamique, des capteurs laser balayent le périmètre pour détecter d'éventuels obstacles, tandis que des modules de suivi GPS de haute précision appliquent un géofencing numérique. Si une machine dévie de sa matrice de coordonnées spatiales pré-cartographiée, la boucle de régulation déclenche automatiquement un arrêt de sécurité du système.

Interopérabilité des données et intégration locale
Les profils d'essai sont synthétisés à partir de données de charge empiriques acquises lors d'opérations réelles sur divers sites de déploiement de clients. Ces données de terrain sont converties en scripts d'exécution automatisés pour garantir une reproductibilité élevée des facteurs de contrainte mécanique. L'équipe d'ingénierie utilise ces ensembles de données reproductibles pour identifier les faiblesses structurelles dès la phase de prototypage, raccourcissant ainsi considérablement le délai entre l'identification d'un défaut et la modification d'un composant.

La construction physique de l'installation s'est étalée sur seize mois, comprenant neuf mois de conception technique et sept mois de travaux de génie civil. Pour garantir une tolérance géométrique élevée et la compatibilité des matériaux, Liebherr a fabriqué les sous-ensembles mécaniques en acier en interne en s'appuyant sur l'infrastructure de production existante du site de Colmar. L'alignement localisé de l'ingénierie de conception, de la fabrication de structures en acier et de la validation autonome accélère le développement de la prochaine génération de machines lourdes.

Édité par Sucithra Mani, éditrice d'Induportals – adapté par IA.

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