Si le Toyota bZ4X avait eu les boulons intelligents, il n’y aurait pas eu de nouveau rappel. Les chercheurs du Fraunhofer Cluster of Excellence Cognitive Internet Technologies CCIT ont développé une technologie pour sécuriser les connexions sur les infrastructures critiques. Les vis intelligentes avertissent même lorsqu’elles risquent de se desserrer.
Vis intelligentes avec transmission de données par radio
Les vis sont généralement considérées comme une option de connexion sécurisée. Après tout, nous les trouvons presque partout : des grues et éoliennes aux moniteurs et périphériques PC. Cependant, l’usure et d’autres influences telles que les fluctuations de température ou les vibrations peuvent à un moment donné provoquer le desserrage ou le détachement complet des vis. Cela peut parfois avoir des conséquences fatales (*toux* Toyota *toux*).
Une équipe de chercheurs du Fraunhofer Cluster of Excellence Cognitive Internet Technologies (CCIT) pourrait désormais avoir la solution. En effet, ils ont développé ensemble un raccord à vis intelligent qui permet non seulement de surveiller le raccordement à distance, mais qui fonctionne également de manière autonome en termes d’énergie.
La vis intelligente est équipée d’une rondelle dotée d’un film mince DiaForce piézorésistif. Celui-ci, à son tour, dispose d’un système de capteurs qui réagit à la pression et enregistre la force de précharge générée lorsque la vis est serrée en trois points.
« Lorsqu’une vis se desserre, le changement de résistance qui en résulte est signalé à un module radio situé sur la tête de vis. Le module radio envoie à son tour les données à une station de base, qui collecte les informations de toutes les vis pertinentes sur l’objet en question, explique le Dr Peter Spies, chef de projet et chef de groupe des alimentations intégrées à l’Institut Fraunhofer pour les circuits intégrés IIS.
Transmission de données via le protocole radio mioty
Alors que la couche DiaForce a été développée par l’Institut Fraunhofer pour l’ingénierie des surfaces et les couches minces IST, Fraunhofer IIS a contribué au protocole radio mioty (Low Power Wide Area Network – LPWAN).
Grâce à cette technologie, il est possible de transmettre de petites quantités de données sur de longues distances avec la consommation d’énergie la plus faible possible. Plusieurs centaines de milliers de capteurs transmettent leurs données à une seule station de base, qui peut même être située à plusieurs centaines de mètres, voire plusieurs kilomètres.
Le logiciel fournit ensuite un aperçu graphique de toutes les vis intelligentes et de leur état. La surveillance peut être configurée relativement librement et transmet l’état des assemblages boulonnés soit en permanence, en fonction d’événements ou à intervalles définis.
Les raccords à vis intelligents développés peuvent être utilisés dans différents domaines d’application. « Qu’il s’agisse des assemblages à brides dans l’industrie, des boulons dans les poutres en acier des immeubles de grande hauteur, des parties porteuses des ponts ou de la fixation des rotors sur les éoliennes – pour chaque scénario, le système peut être configuré individuellement et adapté à le profil de charge respectif », écrit dans le communiqué de presse.
L’ensemble du système utilise également le principe de récupération d’énergie. L’énergie thermique et lumineuse est utilisée pour produire de l’électricité. Même les différences minimes de température entre la tête de vis et l’environnement sont suffisantes, a-t-il déclaré. De même, il est possible de produire de l’électricité grâce à des cellules solaires, ce qui rend le système autosuffisant en énergie, a-t-il expliqué.
Cryptage et protection
Les chercheurs ont également réfléchi à la sécurité des vis intelligentes. Pendant le processus d’installation, toutes les vis individuelles, y compris l’unité de capteur et le module radio, sont placées dans un coffret d’équilibrage étanche et cryptées via RFID.
La liaison radio entre la vis et la station de base est également cryptée. « Cela empêche les criminels ou les pirates informatiques de saboter le système. Le personnel technique qui surveille une éolienne, par exemple, peut réellement s’appuyer sur les données. » explique Spies.
La technologie de vis intelligente a été conçue pour toutes les vis DIN disponibles dans le commerce. Initialement en vis de taille M18, mais bientôt il y aura également des variantes pour M20 et M36.