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Avantages et inconvénients de la maintenance préventive conditionnelle :
Avantages :
• Réduction de coût d’environ 30% et de la durée de réparation par rapport à l’entretien préventif;
• L’accroissement de la durée de vie des pièces par rapport à une politique de changement systématique. Remplacement des pièces défectueuses uniquement;
• La suppression des défauts de jeunesse lors de remise en route après un entretien systématique. Inconvénient :
• Nécessite une équipe de maintenance formée en analyse vibratoire et en essais non destructifs. Niveau technologique plus élevé.
Outils disponibles pour la maintenance conditionnelle industrielle :
• Mesure de température, thermographie infrarouge (lignage, roulements, paliers);
• Mesures de pression (paliers);
• Analyse d’huile (roulements, paliers, engrenages);
• Ferrographie;
• Mesure de vibration (déséquilibre, lignage, roulements, paliers, engrenages, jeux, etc.)
Un meilleur préventif implique moins d’intervention corrective, donc moins d’arrêt intempestif des lignes de production. Cependant, il suppose une organisation adéquate, une planification précise et la connaissance des défaillances possibles des installations. Chaque intervenant doit avoir comme préoccupation majeure l’amélioration de la fiabilité de l’outil industriel.
Les opérateurs de production sont impliqués dans la maintenance tandis que les agents de maintenances, assurent de plus en plus de tâches de maintenance préventive tout en effectuant des réparations efficaces et fiables. Le travail des techniciens d’intervention et de méthode vise à l’amélioration constante de la maintenance par la mise en place de méthodes élaborées en petit comité. La formation a également un rôle à jouer.
L’outil informatique s’est imposé dans cette démarche d’amélioration. La sous-traitance implique de nombreuses contraintes et son coût économique exacte doit être déterminé.
La maintenance n’est pas un processus mineur de l’entreprise, mais un processus essentiel. De nombreux dysfonctionnements observés dans d’autres fonctions prennent leur origine dans ce processus. Fort de cette certitude, la citation suivante prend alors tout son sens : » quand la maintenance tousse, c’est toute l’entreprise qui s’enrhume ! « .
Les évolutions de la maintenance dans les entreprises :
La maintenance est une résurgence de l’entretien, le service qui vivait à l’ombre de la production traitant les séquelles de l’entreprise, bien isolé, sans grande ingérence dans la stratégie de l’entreprise.
• Il gérait les pannes, chargé très souvent des services de l’énergie des installations, de l’environnement.
• Quoique toujours vigilant et en alerte, très dépendant des autres, il défendait avec difficulté sa réputation de mal nécessaire, de service non productif et coûteux.
Ses hommes polyvalents et débrouillards, étaient peu considérés et des moins bien rémunérés.
Une profonde mutation a fait naître un service nouveau, la maintenance, un partenaire intégré à part entière de l’industriel, de l’économie. En effet, des exigences nouvelles provoquées :
– par les grands progrès technologiques, automatismes, machines à commandes numériques, électronique, informatique,
– et par l’ouverture des marchés nationaux et internationaux, ont bouleversé les règles économiques.
Une compétitivité évolutive et incessante a provoqué une restructuration des stratégies de l’organisation des entreprises :
– un management participatif est apparu intégrant tous les services et les hommes, en les responsabilisant dans des objectifs dynamiques et collectifs.
– la maintenance, mutation du service entretien est venue comme partenaire actif et incontournable en amont dans l’organisation et les actions de l’entreprise, porteur des doctrines de fiabilité, de maintenabilité, de sûreté de fonctionnement, des exigences au niveau de la conception, des méthodes et de la production.
La maintenance s’est alors intégrée à toutes les démarches de l’entreprise pour affirmer son rôle qui est d’assurer une plus grande disponibilité et une plus grande pérennité des moyens de production, et participer à la qualité des produits, à la sécurité du personnel.
La politique de la maintenance est passée de l’ère du curatif, de la gestion de la panne, au stade du préventif conditionnel.
C’est le règne de la surveillance de l’état et des fonctions des équipements pour prévoir en temps utiles les interventions nécessaires sans perturber les programmes de production. Des moyens techniques très évolués : appareils de mesure, capteurs, des systèmes électroniques et informatiques, permettent des diagnostics performants et participent à la mise en place progressive de ces nouvelles méthodes préventives, voire prédictives.
C’est un objectif d’optimisation des coûts d’interventions, de réduction des pannes et des arrêts de production.
Place de la maintenance dans les entreprises.
Les contraintes économiques poussent à avoir une meilleure disponibilité des ressources au meilleur coût. Les équipements sont de plus en plus sophistiqués. Les domaines couverts par la maintenance sont de plus en plus étendus : automatismes, électronique, informatique, etc… Les compétences doivent être de plus en plus pointues. On n’en a pas besoin tout le temps, à tous les instants, mais elles doivent être disponibles en cas de panne ou d’incident. C’est ce dilemme que se propose de résoudre le maintenancier: avoir la compétence adéquate au bon moment et au bon endroit sans qu’elle soit sous-utilisée, voire inutilisée le reste du temps, ce qui coûte forcément cher.
Evolution des objectifs assignés au service maintenance :
Une évolution générale s’est dessinée que l’on peut découper en 4 phases. Selon sa taille, son secteur et son organisation propre, chaque entreprise relève de l’une ou l’autre de ces 4 situations :
– Le service de maintenance intervient principalement en cas de problème (dépannage, réparation,..)
– Le service maintenance est là pour éviter les pannes et les ralentissements de production (mise en place de procédures de prévention systématiques des pannes majeures).
– Le service maintenance doit générer des profits (il doit être rentable, donc faire gagner plus d’argent qu’il n’en coûte : développement de méthodes de chiffrage budgétaire, maintenance préventive minimale, création de modèle de prévision de panne,…).
– Le service maintenance est en concurrence avec les sous-traitants mainteniciens (développement de l’externalisation de la maintenance)
Evolution de la maintenance curative vers la maintenance prédictive (préventive conditionnelle)
La maintenance n’est plus seulement curative (réparation). Elle est devenue « préventive » (maintenance effectuée de façon systématique selon un calendrier prédéfini) et même plus récemment prévisionnelle (grâce à l’évolution des technologies de diagnostic et de contrôle, cette nouvelle maintenance basée sur des techniques de prévision des pannes comme l’analyse vibratoire ou l’analyse des huiles se développe et permet de remplacer les pièces juste avant la rupture). Le passage de la maintenance curative à la maintenance prédictive n’est cependant pas systématique. Il vise moins à minimiser les coûts de maintenance qu’à les optimiser en fonction des objectifs de production. La figure ci-dessous montre la décroissance des interventions correctives en développant la maintenance conditionnelle et en particulier prédictive
Externalisation de la maintenance
La part des activités de maintenance confiée à des entreprises extérieures spécialisées augmente pour plusieurs raisons : le travail est confié à des spécialistes, les entreprises peuvent se recentrer sur leur fonction principale et déléguer ce qui ne relève pas de leur métier, l’externalisation minimise les coûts de personnel. En France, 75 % des « hommes de maintenance » travaillent encore dans les services maintenance des entreprises de production et 25 % dans les entreprises de sous-traitance (chiffres du BIPE).
Développement des normes et méthodes
Progressivement, les entreprises s’engagent dans des processus de certification et mettent en place des politiques de qualité totale. Les activités de maintenance se doivent de formaliser leurs procédures et d’appliquer ces politiques.
Recherche des polycompétences
Les outils de productions intègrent toujours plus de technologies différentes qui évoluent continuellement (mécanique, électricité, pneumatique, automatisme,..). De cette situation découle une demande forte de la part des entreprises en termes de polycompétence et de capacité de s’adapter techniquement.
Poids croissant des bureaux
La part croissante accordée à la gestion, aux méthodes, à l’organisation, entraîne une tendance à localiser les futurs emplois de la maintenance plus dans les bureaux (fiabilistes, méthodes, GMAO,…) que dans les ateliers.
Développement de la Gestion de la Maintenance Assistée par Ordinateur (GMAO)
La principale transformation affectant la gestion de la Maintenance est le passage à la Gestion de Maintenance Assistée par Ordinateur (GMAO) : un progiciel organisé autour d’une base de données permettant de programmer et de suivre sous les 3 aspects technique, budgétaire et organisationnel, toutes les activités d’un service maintenance.
Plus récemment encore (1999-2000), on a vu la GMAO « traditionnelle » se muer en EAM (Entreprise Assets Management) ou Gestion Productive des Actifs (GPA). La GPA permet de mieux contrôler les dépenses de maintenance. Elle ne se limite pas à gérer la maintenance mais cherche à utiliser efficacement les procédures de maintenance pour tirer le meilleur parti de l’outil de production et des ressources.
Le e-maintenance
On assiste, depuis 2 ans, au développement du MRO (Maintenance Repair and Operation) qui constitue une véritable opportunité d’automatisation de l’achat des pièces de rechange au travers du Net puisque l’opération se déroule au sein de place de marché électronique sur lesquelles il est possible d’acheter et de vendre tous les articles nécessaires à la maintenance. En liaison avec cette évolution, on voit les prologiciels de GMAO intégrer partiellement ou totalement le Web.
La télémaintenance
Après la télésurveillance (les installations d’une entreprise sont équipées d’alarmes qui transmettent les anomalies à la centrale de télésurveillance 24h sur 24. Un technicien est envoyé sur place, si la nature de la panne le justifie) les grandes entreprises essayent de développer la télémaintenance. Ce système doit permettre de rapatrier et de traiter toutes les informations techniques de la maintenance et d’agir à distance en connaissance de cause. On peut donc à la fois, faire du diagnostic et de transmettre des ordres à distance. Pour des entreprises de taille petite ou moyenne, la télémaintenance permet l’optimalisation et le partage des ressources humaines détentrices de l’expertise. Les grandes entreprises peuvent de cette manière gérer plusieurs sites par la même équipe de spécialistes.
A l’heure actuelle, très peu de sociétés tentent l’expérience de la télémaintenance, mais il est clair que c’est une technique d’avenir vers laquelle de plus en plus d’entreprises vont tendre. L’avancée technologique très rapide des « TIC » est de nature à faciliter l’utilisation de ces nouvelles méthodes.
La maintenance et la sûreté de fonctionnement
Dans sa définition originelle, le terme « sûreté de fonctionnement » représente « l’ensemble des aptitudes d’un produit qui lui permettent de disposer des performances fonctionnelles spécifiées, au moment voulu, pendant la durée prévue, sans dommage pour lui-même et son environnement » [AUG98]. La sûreté de fonctionnement couvre ainsi les quatre notions que sont la fiabilité, la sécurité, la maintenabilité et la disponibilité, auxquelles on peut ajouter, selon les applications, la survivabilité et l’invulnérabilité.
La sûreté dans son ensemble doit être étudiée d’un bout à l’autre de la conception du système.
Elle se fera par:
• le choix des composants de la partie opérative : puissance et distribution d’énergie
• l’implantation des composants
• le choix de la partie commande et de son câblage
• les procédures de fonctionnement
Les politiques de maintenance
Faut-il réparer complètement un système lorsqu’il tombe en panne ? Est-il préférable de le réparer à moindre coût en réparant uniquement les composants nécessaires à son bon fonctionnement ? Comment choisir le degré optimal de maintenance corrective ? Voici autant de problèmes industriels auxquels répond l’analyse des politiques de maintenances [AFN86].
La maintenance est en effet un processus qui se caractérise par des choix d’exécution. La juste répartition entre les différents modes de maintenance envisageable, appelée détermination des politiques de maintenance, a un impact non négligeable sur les coûts de possession d’un système.
Les indicateurs de performance de la maintenance
Il est impossible d’améliorer un système sans en avoir décrit les caractéristiques : dans notre cas, c’est au travers d’indicateurs de performance qu’est analysée la maintenance. Un « indicateur » est une information choisie, associée à un phénomène et destinée à en observer périodiquement les évolutions au regard d’objectifs préalablement définis. [BERR02]
Si le nombre d’indicateurs doit être limité, ils doivent néanmoins permettre d’évaluer l’impact de la maintenance sur le système. Pour cela, la norme française XP X 60-020 [AFN95] présente des indicateurs de coût de maintenance, de disponibilité (et par extension de coût d’indisponibilité), de niveau de sécurité et de coût de la défaillance.
Ces indicateurs sont bien souvent ramenés à des ratios tels que le rapport des coûts de maintenance sur la valeur du bien à maintenir, ou encore le rapport entre les coûts et l’usage :
– coût par heure de production
– coût par km parcouru
– etc.
Par conséquent, il apparaît que tous les indicateurs (à l’exception des indicateurs de niveau de sécurité) se regroupent autour de problèmes de rentabilité. Les facteurs de performance en maintenance sont représentatifs d’une part, de ce que coûte la maintenance et d’autre part, de la disponibilité associée, à savoir ce que rapporte le système.
En nous appuyant sur ces indicateurs, nous analyserons plus en détail les notions de coûts de maintenance.
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Table des matières
Problématique
Chapitre 1 Concepts de la maintenance
1.1 Introduction
1.2 Evolutions de la fonction maintenance
1.3 Définitions générales
1.4 Historique et terminologie
1.5 Les objectifs de la maintenance
1.5.1 Le premier objectif se décline en
1.5.2 Le second objectif de la maintenance vise à
1.6 Maintenance corrective
1.7 Avantages et inconvénients de la maintenance corrective
1.8 Maintenance préventive
1.8.1 Opportunités de la maintenance préventive
1.8.2 Maintenance préventive systématique
1.8.3 Avantages et inconvénients de la maintenance préventive systématique
1.9 Maintenance préventive conditionnelle
1.9.1 Avantages et inconvénients de la maintenance préventive conditionnelle
1.9.2 Outils disponibles pour la maintenance conditionnelle industrielle
1.10 Les évolutions de la maintenance dans les entreprises
1.10.1 Place de la maintenance dans les entreprises
1.10.2 Evolution des objectifs assignés au service maintenance
1.10.3 Evolution de la maintenance curative vers la maintenance prédictive
1.11 Evolution technique
1.11.1 Les niveaux de maintenance
1.11.2 Maintenance de base confiée aux opérateurs de production
1.11.3 Externalisation de la maintenance
1.12 Développement des normes et méthodes
1.12.1 Recherche des polycompétences
1.12.2 Poids croissant des bureaux
1.13 Développement de la Gestion de la Maintenance Assistée par Ordinateur
1.14 Le e-maintenance
1.15 La télémaintenance
1.16 La maintenance et la sûreté de fonctionnement
1.17 Le processus de maintenance
1.18 Politiques de maintenance
1.18.1 Les politiques de maintenance
1.18.2 Les indicateurs de performance de la maintenance
Conclusion
1.19 Une priorité à la disponibilité des équipements
1.20.1 Evaluation des conséquences économiques
1.20.1.1 Définition et concepts
1.20.1.2 Coût de la politique de maintenance : Cp.m
1.20.2 Les coûts de maintenance directs
1.20.2.1 Analyse des coûts de maintenance
1.20.2.2 Le coût direct de maintenance ( DMC)
1.20.2.3 Les coûts de maintenance indirects ( IMC)
1.20.3 coûts de remise en marche : Cr.m
1.20.4 Estimation des coûts de maintenance
1.20.4.1 Description
1.20.4.2 Coût de maintenance d’une usine
1.21 Conclusion
Chapitre 2 Analyse de la disponibilité des installations de production
2.1 Introduction
2.2 Fiabilité principes et définitions
2.2.1 Avant propos
2.2.2 Définition et notations
2.2.3 Fiabilité
2.3 Défaillance et taux de défaillance
2.4 Temps de fonctionnement
2.4.1 Le MTBF
2.5 Fiabilité et maintenance préventive.
2.5.1 Temps avant maintenance préventive
2.5.2 Le MTBUR
2.5.3 Le MTBR
2.6 Analyse de fiabilité en exploitation
2.7 La disponibilité
2.7.1 Disponibilité instantanée
2.7.2 Amélioration de la disponibilité des installations
2.7.3 Evaluation de la disponibilité
2.8 Analyse de la disponibilité des installations de production électrique
2.8.1 Présentation de la centrale thermique d’Annaba
2.8.2 Schéma d’un cycle thermique vapeur
2.9 Enjeux de la maintenance efficace
2.10 Conclusion
Chapitre 3 Maintenance prédictive
3 Introduction
3.1 Historique
3.2 Evolution de la maintenance
3.2.1 de la maintenance réactive à la maintenance proactive
3.2.2 Maintenance prédictive
3.2.2.1 Définition
3.2.2.2 Avantages par rapport à la maintenance corrective
3.2.2.3 Avantages par rapport à la maintenance préventive systématique
3.2.2.4 Limites de la maintenance prédictive
3.3.1 Introduction
3.3.2 la thermographie infrarouge
3.3.2.1 Définitions
3.3.2.2 Principe de base
3.3.2.3 Généralités sur l’infrarouge
3.3.2.4 Différents instruments de mesure
3.3.2.5 exemples de défauts détectés par caméra infrarouge
3.3.3 Surveillance et analyse des huiles industrielles
3.3.3.1 Généralité
3.3.3.2 Les différentes méthodes d’analyse des huiles
3.3.4 Contextes économiques
3.3.5 Conclusion
3.3.6 L’analyse acoustique
3.3.7 L’analyse vibratoire
3.4 Choix des méthodes de surveillance
3.4.1 Choix selon le type de défaut
3.4.2 Choix selon le type d’installation
3.5 Exploitation de la complémentarité des méthodes
3.6 Perspectives de la maintenance prédictive au sein d’une centrale électrique.
3.6.1 Problématique de la maintenance
3.6.2 Application de la maintenance prédictive à la SONELGAZ .
3.6.3 Rénovation des systèmes de surveillance existants
3.6.4 Mise à jour des programmes de maintenance
3.6.5 L’organisation de l’expertise
3.7 Questions liées au choix de la maintenance prédictive
3.7.1 Apports fonctionnels de la surveillance
3.7.2 Prévention des risques majeurs
3.7.3 Optimisation de la maintenance
3.7.4 Aide à l’exploitation des matériels
3.8 Apports organisationnels de la surveillance
3.9 Impacts de la maintenance prédictive sur les métiers
3.10 Conclusion et perspectives
Chapitre 4 Analyse vibratoire
4.1 Introduction
4.2 Définition d’une vibration
4.3 Objectifs de l’analyse vibratoire
4.4 Principe de l’analyse
4.5 Théorie de vibration
4.5.1 Vibration harmonique
4.5.2 Vibration périodique non harmonique
4.5.3 Notion de phase
4.5.4 Fréquence
4.5.4.1 Définition
4.5.4.2 Relation entre fréquence et période
4.5.5 Amplitudes
4.5.5.1 Définition
4.5.5.2 Grandeurs associées à l’amplitude d’une vibration
4.5.5.3 Niveau global de vibration
4.5.6 Indicateurs de vibration de type impulsionnel
4.5.6.1 Facteur de crête
4.5.6.2 Distribution de l’amplitude : kurtosis
4.5.6.3 Mesure dans la plage de résonance du capteur
4.5.7 Modulation et battement
4.5.7.1 Modulation de fréquence
4.5.7.2 Modulation d’amplitude
4.5.8 Configuration des mesures
4.5.8.1 Plage de fréquence et résolution d’un spectre
4.5.9 Durée de mesure pour un spectre
4.5.10 Les seuils d’alarme
4.5.11 Instrumentation
4.5.11.1 Les capteurs de vibration
4.5.11.2 Réponse en fréquence
4.5.11.3 Position de montage
4.5.11.4 Montage de l’accéléromètre
4.6 Les outils de l’analyse vibratoire
4.6.1 La chaîne d’acquisition
4.6.2 Le matériel d’analyse
4.6.2.1 Analyseur numérique
4.6.2.2 Collecteur de données
4.6.3 Capteur : accéléromètre Piézo-électrique
4.6.4 Choix des points de mesures
4.6.5 Mode de fixation des capteurs
4.7 Mise en oeuvre de la surveillance
4.7.1 Introduction
4.7.2 Stratégie de surveillance permanente (sécurité)
4.7.3 Emplacement des capteurs
4.7.4 Configuration de la surveillance
4.8 Stratégie de surveillance périodique (détection précoce)
4.8.1 Introduction
4.8.2 Paramétrage de l’indicateur scalaire : « kurtosis
4.8.3 Paramétrage d’un indicateur spectral (spectre PBC)
4.9 Diagnostic
4.10 Mise en œuvre
4.10.1 Itinéraire appliqué
4.11 Application de surveillance par analyse fréquentiel dans le cas des turbo pompes
4.11.1 Interprétation des courbes d’évolutions
4.11.2 Conclusion
4.11.3 Le systèmed’acquisition
4.11.4 Signatures initiales
4.11.5 Constitution du dossier «Surveillance»
4.11.6 Définition de la surveillance
4.11.7 Rapport technique d’analyse
4.11.8 Interventions réalisées suite aux diagnostics
4.12 Conclusion
Chapitre 5 Diagnostic des systèmes
5.1 Généralités
5.2 Définitions et concepts généraux
5.3 Objectifs du diagnostic
5.4 Méthodes de diagnostic
5.4.1 Méthodes à base de modèles
5.4.1.1 Modèles causaux qualitatifs
5.4.1.2 Les méthodes quantitatives
5.4.2 Méthodes à partir de données historiques
5.4.2.1 Méthodes qualitatives
5.4.2.2 Méthodes quantitatives
5.5 Réduction des données
5.6 Extraction des caractéristiques
5.7 Détermination des variations
5.8 Détermination de la présence d’un défaut
5.9 Classification du défaut
5.10 Mise en place du système d’aide au diagnostic
5.10.1 Introduction
5.10.2 La surveillance des turboalternateurs à la centrale
5.10.3 Caractéristiques principales de PSAD
5.10.4 Architecture matérielle
5.10.5 Les systèmes de surveillance
5.10.6 Architecture logicielle
5.10.6.1 Traitements temps réel:
5.10.6.2 Traitements temps différé
5.11 Les jonctions de diagnostic dans PSAD
5.12 Retour d’expérience
5.12.1 Documents
5.12.2 Mise en place d’indicateurs
5.12.3 Objectifs du retour d’expérience dans le PSAD
5.13 Aide au diagnostic en ligne
5.14 Bilan de comportement des machines
5.15 Suivi des performances thermohydrauliques
5.16 Suivi des températures palier
5.17 Conclusion
Conclusion générale
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