Innover avec la vision par ordinateur et l'IA dans le secteur de l'énergie.

Le secteur de l'énergie alimente la vie telle que nous la connaissons, en fournissant de l'électricité pour nos maisons, de l'énergie pour les industries et la base de la connectivité numérique. C'est le fil invisible qui permet aux rouages de la société de tourner chaque jour. 

Alors que le monde est aux prises avec les préoccupations environnementales liées à la consommation de combustibles fossiles et qu'il cherche à réduire à zéro ses émissions de carbone, l'attention s'est portée sur les solutions énergétiques durables. Cependant, si le développement de nouvelles sources d'énergie est important, un travail considérable est également réalisé pour améliorer les systèmes énergétiques actuels et les rendre plus efficaces, plus fiables et plus respectueux de l'environnement.

Les méthodes traditionnelles de production d'électricité et d'exploitation de l'énergie sont lentement intégrées à des technologies de pointe comme l'intelligence artificielle (IA). Plus précisément, la vision par ordinateur - l'utilisation de l'IA pour interpréter et analyser les données visuelles - joue un rôle central pour relever les défis du secteur électrique.

La vision par ordinateur change la façon dont les systèmes d'énergie électrique sont surveillés, entretenus et optimisés. Voyons de plus près comment cette technologie est appliquée dans le secteur de l'énergie.

Comprendre le secteur électrique

Avant de nous plonger dans les applications de la vision par ordinateur dans le secteur électrique, il est important de comprendre pourquoi ces applications sont importantes et sur qui elles ont un impact.

La production d'électricité est un élément clé du secteur de l'énergie et comporte quatre étapes principales : la production, le transport, la distribution et la consommation. Elle commence par la production d'électricité dans les centrales électriques, qui peuvent utiliser des ressources telles que les combustibles fossiles, l'énergie nucléaire ou des sources renouvelables telles que l'énergie éolienne, solaire et hydraulique. L'électricité produite est ensuite transportée sur de longues distances par des lignes à haute tension. Une fois qu'elle a atteint les stations à haute tension, elle est distribuée dans des sous-stations, puis acheminée vers les foyers, les entreprises et les industries par des lignes à plus basse tension.

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Voici les principaux acteurs du système de production d'électricité :

• Sociétés de services publics: Ce sont les entreprises qui produisent l'électricité dans les centrales électriques et la transmettent aux consommateurs. Elles sont chargées d'entretenir les infrastructures et d'assurer un approvisionnement régulier.
• Opérateurs de réseau: Ils gèrent le réseau électrique et surveillent l'équilibre entre l'offre et la demande d'électricité. Ces entités veillent également à la stabilité du réseau, préviennent les pannes et intègrent les sources d'énergie renouvelables.

• Régulateurs: Les organismes de réglementation, le plus souvent le gouvernement, appliquent les politiques et les règles pour les opérateurs de réseaux. Ils veillent au respect des normes de sécurité, environnementales et économiques et protègent les intérêts des consommateurs.
• Utilisateurs finaux: Ce sont les consommateurs, tels que les ménages, les industries et les entreprises, qui utilisent l'électricité. 

Principaux défis dans le secteur de l'électricité

Le secteur de l'électricité est confronté quotidiennement à plusieurs préoccupations majeures. De nombreux systèmes électriques reposent sur des infrastructures vieillissantes qui n'ont pas été conçues pour répondre aux demandes énergétiques actuelles, ce qui entraîne des inefficacités et un risque plus élevé de défaillances telles que des ruptures de lignes électriques. La maintenance est souvent réactive plutôt que proactive, ce qui peut entraîner des temps d'arrêt coûteux et des problèmes inattendus. En outre, les systèmes de réseau obsolètes ont du mal à s'adapter efficacement à l'évolution des besoins en énergie. Il est essentiel de s'attaquer à ces problèmes pour créer un système énergétique stable et fiable pour l'avenir.

Le rôle de la vision par ordinateur dans le secteur électrique

La vision par ordinateur est un sous-domaine de l'IA qui aide les machines à voir et à comprendre les informations visuelles du monde qui les entoure, comme le font les humains. Un modèle de vision par ordinateur peut être entraîné à identifier des objets et des modèles dans des images et des vidéos afin de prendre des décisions éclairées. 

Dans le secteur électrique, les modèles Vision AI comme Ultralytics YOLO11 peuvent être utilisés pour vérifier les dommages dans les lignes de tension, inspecter les pièces délicates dans les transformateurs, surveiller les circuits en temps réel et travailler dans des endroits dangereux comme les zones à haute tension et les zones éloignées.

Applications de la vision par ordinateur dans le secteur électrique

Les innovations en matière de vision par ordinateur peuvent s'avérer utiles à diverses fins dans le secteur électrique, notamment pour l'inspection, la surveillance et la gestion. Examinons de plus près certains des cas d'utilisation en temps réel des modèles de vision par ordinateur dans le secteur de l'énergie.

Inspections par drone

Les drones aériens dotés de vision par ordinateur et équipés de caméras haute résolution peuvent inspecter les lignes électriques, les tours de transmission, les fermes solaires et d'autres infrastructures électriques. Le processus consiste généralement à ce que des drones contrôlés par l'homme ou autonomes capturent des images et des vidéos des lignes électriques dans une zone donnée, qui sont ensuite analysées par des modèles de vision par ordinateur. 

Les modèles, tels que YOLO11, qui prennent en charge des techniques telles que la détection d'objets et la segmentation d'instances peuvent être utilisés pour identifier divers problèmes. Il s'agit notamment des fissures, de la corrosion, de l'empiètement de la végétation, de l'interférence humaine à proximité des lignes électriques et des dommages causés à l'équipement. Cette approche basée sur l'IA permet d'accélérer le processus d'inspection. Elle améliore également la sécurité en réduisant la nécessité pour les travailleurs humains d'effectuer des tâches dangereuses, comme grimper aux tours ou travailler dans des zones à haute tension.

Jiaozuo, une ville de Chine, en est un excellent exemple : les drones y sont utilisés pour améliorer la sécurité des lignes de transmission du réseau d'État. Des drones contrôlés par des humains patrouillent les lignes de transmission pour identifier les dommages potentiels. Grâce aux drones, ils ont inspecté 114 lignes électriques et ont identifié et résolu efficacement deux dommages cachés.

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Surveillance des sous-stations

Les systèmes de surveillance intégrés à la vision par ordinateur peuvent surveiller les centrales électriques pour détecter les anomalies telles que la surchauffe des transformateurs, les disjoncteurs, les fuites d'huile et les pannes d'équipement. Si tu regardes sous le capot de ces systèmes, tu trouveras généralement un modèle de vision par ordinateur formé sur mesure. 

Par exemple, en entraînant un modèle personnalisé YOLO11 sur un ensemble de données diverses d'images capturant diverses anomalies d'équipement, comme celles énumérées ci-dessus, nous pouvons créer un système robuste pour la détection automatisée d'anomalies. Le modèle YOLO11 formé peut être utilisé pour reconnaître des modèles spécifiques et des écarts par rapport aux conditions de travail normales. En utilisant des innovations telles que YOLO11En utilisant des innovations telles que le système de détection des anomalies, nous pouvons améliorer l'efficacité opérationnelle des centrales électriques, éliminer les accidents du travail et rendre le lieu de travail plus sûr.

De nos jours, nous constatons une augmentation de ce type d'innovations de pointe. Par exemple, un chien robotique doté d'IA nommé Sparky a été utilisé pour explorer l'inspection des sous-stations pilotée par l'IA dans le Connecticut. Sparky est intégré à la vision par ordinateur et à l'IA pour pouvoir lire et surveiller les jauges de tension, enregistrer des images thermiques et détecter les dommages causés à l'équipement. Il est équipé d'une caméra haute résolution avec un zoom 30x, d'une caméra infrarouge et d'un capteur acoustique pour lire les signatures sonores.

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Surveillance du réseau intelligent

Les modèles de vision par ordinateur peuvent également être exploités en ce qui concerne les systèmes de réseaux intelligents pour surveiller le flux d'énergie, identifier les goulets d'étranglement et détecter les vulnérabilités potentielles. Associés à d'autres technologies d'IA, telles que les capteurs de l'Internet des objets (IoT) et l'analyse des données, les systèmes de vision par ordinateur peuvent améliorer la surveillance du réseau. 

En particulier, lorsqu'ils sont associés à la technologie de l'imagerie infrarouge, les modèles de vision par ordinateur peuvent capturer les signatures thermiques. L'imagerie infrarouge est une technique qui permet de capturer des images d'objets en fonction de leur émission de chaleur. Elle utilise des caméras thermiques fonctionnant dans le spectre infrarouge pour détecter les variations de température invisibles à l'œil nu. Cette technologie est utile lorsqu'il s'agit d'identifier les points chauds, qui peuvent indiquer une surchauffe, des frottements ou des défauts électriques dans un équipement.

Dans le secteur électrique, l'imagerie infrarouge est particulièrement précieuse pour détecter des problèmes tels que la surchauffe des transformateurs, des disjoncteurs et des lignes électriques. Une caméra infrarouge dotée de capacités de vision par ordinateur peut surveiller les poteaux électriques en temps réel et rechercher les pics de température soudains. Si une caméra détecte des changements de température inhabituels, elle peut alerter une équipe de maintenance. L'équipe de maintenance peut alors enquêter sur le problème et prendre les mesures nécessaires, afin d'éviter les pannes potentielles et les risques pour la sécurité.

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Avantages et inconvénients de la vision par ordinateur dans le secteur de l'énergie

Le secteur électrique peut tirer de nombreux avantages de l'utilisation d'applications de vision par ordinateur. Voici quelques exemples : 

• Économies: La mise en œuvre de solutions basées sur la vision permet de réduire les coûts de main-d'œuvre, en particulier les coûts de main-d'œuvre associés à des tâches telles que les inspections en ligne, qui prennent beaucoup de temps et sont dangereuses. 
• Prise de décision basée sur les données: Les idées recueillies à partir des modèles de vision peuvent être combinées avec des données historiques pour prendre des décisions éclairées.
• Évolutivité: Les modèles de vision par ordinateur sont flexibles et peuvent être mis en œuvre à n'importe quelle échelle. Ils peuvent facilement passer d'une petite zone à une plus grande, ou d'une grande zone à une plus petite, sans nécessiter de changements majeurs.

D'un autre côté, la mise en œuvre de systèmes de vision par ordinateur s'accompagne de certaines limites. Certaines d'entre elles sont mentionnées ci-dessous :

• Coût initial élevé: Le déploiement de systèmes de vision par ordinateur, y compris les drones, les caméras et l'infrastructure d'IA, peut être coûteux. Pour les industries à petite échelle, investir une énorme somme d'argent dans une nouvelle technologie peut représenter un défi important.
• Confidentialité et sécurité des données: Les systèmes d'IA visionnaire impliquent souvent la collecte et le traitement de données sensibles, ce qui soulève des préoccupations en matière de confidentialité et de sécurité.
• Limites environnementales: La qualité des données visuelles lors des inspections par vision par ordinateur peut être affectée par des facteurs tels que l'éclairage, les conditions météorologiques et l'étalonnage de la caméra. Des conditions météorologiques défavorables, comme le brouillard, la pluie ou la neige, peuvent rendre ces inspections moins efficaces, en particulier à l'extérieur.

L'avenir de l'électricité

La vision par ordinateur est un outil fiable pour relever les défis complexes du secteur électrique. En automatisant les inspections visuelles, en analysant de grandes quantités de données et en permettant une surveillance en temps réel, les solutions alimentées par l'IA peuvent jouer un rôle essentiel pour répondre aux exigences énergétiques actuelles. 

Par exemple, la vision par ordinateur peut aider à réduire le risque d'erreur humaine dans tous les domaines, de l'identification des problèmes dans les lignes électriques à la prédiction des pannes d'équipement. À mesure que l'adoption de l'IA se développe et que le secteur de l'énergie évolue, ces technologies joueront un rôle clé dans l'avancement de l'énergie verte et la création de réseaux électriques plus respectueux de l'environnement.

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