001-CH1 Orga Maintenance

Méthodes de

Maintenance

1

1. Méthodes de maintenance préventives

2. Niveaux de maintenance

2

3

Conditionnelle Prévisionnelle

Maintenance

Préventive

Maintenance

Selon échéancier

Contrôle Inspection Visite

Systématique

Concept de

maintenance

Événements

Opérations

de

maintenance

Palliative Curative

Réparation Dépannage

Sur défaillance Suivant évolution des

paramètres Suivant seuils

prédéterminés

Maintenance

Corrective

4

Définition (norme NF EN 13306)

Maintenance effectuée avant la détection d'une

défaillance d'un bien, à des intervalles

prédéterminés ou selon des critères prescrits

(suite à l'analyse de l'évolution surveillée de

paramètres significatifs) et destinée à réduire la

probabilité de défaillance d'une entité ou la

dégradation du fonctionnement du bien

Buts de la maintenance préventive

1. Augmenter la fiabilité et donc la durée de

vie efficace des équipements, en profitant

des défaillances pour les expertiser et

donc pour les prévenir

l’historique des défaillances et son analyse

sont donc des piliers incontournables de

la maintenance préventive

5


2. Diminuer les temps

d’arrêt en cas de

révision ou de panne

6

d’une manière plus

générale, améliorer la

disponibilité de l'atelier

de production


3. Permettre de

décider la

maintenance

corrective dans de

bonnes conditions

prévenir les

interventions de

maintenance

corrective coûteuse

7


4. Améliorer l'ordonnancement des travaux

8

régulariser la charge de travail du service


5. Faciliter la gestion

de stock

9

régulariser la

consommation de

rechanges

éviter les consommations

anormales d’énergie, de

lubrifiant


6. Améliorer les conditions de travail

des personnels de maintenance et

de production :

¤ ambiance favorable

¤ suppression des causes

d’accidents, etc..

10

Les interventions fortuites surviennent toujours :

• au mauvais endroit et au mauvais moment

• débouchent sur des improvisations pouvant

être dangereuses


7. Diminuer le budget de

maintenance et le coût

des défaillances

11

Opérations de maintenance préventive

• activité de surveillance s’exerçant

dans le cadre d’une mission définie

(contrat de maintenance,

inspection visuelle, auditive, etc..) ;

• elle permet de relever des

anomalies et d’exécuter des

réglages simples ne nécessitant

pas d’outillage spécifique, ni

d’arrêt de la production ou des

équipements

12

Opération 1 : Inspection


• vérification de la conformité

à des données préétablies,

suivie d’un jugement

• ce contrôle peut déboucher

sur une action de

maintenance corrective, ou

alors inclure une décision

de refus, d’acceptation ou

d’ajournement

13

Opération 2 : Contrôle


• examen détaillé et prédéterminé de :

¤ l’ensemble (visite générale)

¤ une partie des différents éléments du bien (visite limitée)

• pouvant impliquer des opérations de maintenance de premier et deuxième niveau

• la visite peut également déboucher sur de la maintenance corrective

14

Opération 3 : Visite


• comparaison des

réponses d’un

système par rapport à

un système de

référence ou à un

phénomène physique

significatif d’une

marche correcte

15

Opération 4 : Test


Remplacement d’une pièce ou

d’un sous-ensemble

défectueux par une pièce

identique, neuve ou remise en

état préalablement,

conformément aux

prescriptions du constructeur

16

Opération 5 :

Echange standard

Chef ! C’est

celle-là?


• ensemble des actions d’examens, de contrôles et des interventions effectuées en vue d’assurer le bien contre toute défaillance majeure ou critique, pendant un temps donné (ou une unité d’usage donnée)

• une révision peut être partielle ou générale et elle comporte une dépose d’un ou plusieurs sous-ensembles

• une révision est une action de maintenance de niveau 4

17

Opération 6 : Révision


• Les opérations 1, 2 et 3 sont encore appelées « opérations de surveillance »

• Elles caractérisent parfaitement la phase d’apprentissage de l’équipement

• Elles sont absolument nécessaires si l’on veut maîtriser l’évolution de l’état réel d’un bien

On accepte donc de « payer pour savoir »

puis pour prévenir

18

Définition (NF EN 13306)

Maintenance préventive effectuée :

• sans contrôle préalable de l'état du bien

• conformément à un échéancier établi selon

le temps, le nombre de cycles de

fonctionnement, le nombre de pièces

produites ou un nombre prédéterminé

d'usages pour certains équipements

(révisions périodiques) ou organes sensibles

(graissage, étalonnage, etc..).

20

Les opérations planifiées peuvent

être simples ou complexes :

• lubrification

• échange standard d’un sous-ensemble ou d’un

composant sensible (filtre, joint, durite, balais

d’un moteur CC, etc..)

• révision générale d’un équipement

• remise à niveau d’une ligne de production par

arrêt annuel

21

Nécessitent de bien connaître le comportement du

matériel, l’historique des pannes et le MTBF

Maintenance préventive systématique :

avantages

• se pratique quand on souhaite procurer à un

équipement une sécurité de fonctionnement quasi

absolue en remplaçant suffisamment tôt les pièces

ou organes victimes d’usure ou de dégradation

• la période T de remplacement est calculée en

fonction de la loi de fiabilité du matériel

• est facile à gérer et diminue les arrêts fortuits

• régularise les activités de l’entreprise : moins de

fortuit, c’est aussi plus de sécurité

22

Maintenance préventive systématique :

inconvénients

• n’élimine toutefois pas des défaillances catalectiques (entre 5 et 10% de correctif résiduel)

• cette peur de la panne conduit souvent à déterminer T par empirisme, avec des valeurs plus faibles que l’impose le constructeur

• cette recherche de garantie de fonctionnement conduit donc à remplacer des pièces dont l’usure est incomplète

• trop de systématique conduit à des abus, donc des coûts de maintenance excessifs

23

Exemple 1: entretien d’une automobile

Un constructeur d’automobiles fixe la vidange d’un

véhicule à 15000 km, mais on constate que :

• seulement 2,5% en ont réellement besoin à 15000

km,

• la plupart des véhicules auraient pu atteindre

18000 km,

• quelques-uns auraient pu aller jusqu'à 22500 km.

24

Et pourtant, par sécurité, dans ce type de

maintenance, tous les véhicules sont

vidangés à 15000 km !

Définition (NF EN 13306)

Maintenance préventive subordonnée :

• à un type d'événement prédéterminé (auto-diagnostic, information d'un capteur, mesure, etc.)

• ou à l'analyse de l'évolution surveillée de paramètres significatifs de la dégradation et de la baisse de performance d'une entité

26

La surveillance de la dégradation permet de fixer un

seuil d’alarme avant un seuil d’admississibilité

27

Temps

Niveau

initial

Dégradation surveillée

Seuil de

perte de

fonction

Niveau de performance

Défaillance

Seuil d’alarme

Seuil d’admissibilité

Que surveille t-on?

• degré d’usure,

• jeu mécanique,

• température,

• pression,

• débit,

• niveau vibratoire,

• pollution,

• tout autre paramètre qui puisse refléter l’état de l’équipement

28

But de la maintenance conditionnelle

Il s’agit pour un équipement donné :

• d’éliminer ou de limiter le risque de panne, l’intervention ayant lieu avant que la dégradation n’atteigne un caractère critique

• de maintenir la production à un niveau acceptable, tant en quantités fabriquées qu’en qualité du produit

• de diminuer les temps d’arrêt, par limitation du nombre de pannes, par une meilleure préparation des interventions (efficacité) et utilisation des créneaux horaires ne perturbant pas la production (ordonnancement)

29

But de la maintenance conditionnelle

• de réduire les dépenses d’entretien en

intervenant à un stade précoce des

dégradations, évitant ainsi des remises en état

très coûteuses

• d’intervenir dans les meilleures conditions

possibles, sans urgence, au moment choisi,

avec la préparation adéquate

• de ralentir le vieillissement

30

Avantages

• Le personnel de conduite de l’équipement est parfois associé au système de maintenance à travers les tâches de premier niveau (maintenance autonome).

• Amélioration de l’état d’esprit du personnel de conduite: c’est loin d’être négligeable!

31

Que faire pour que ça marche?

• Elle nécessite de connaître les points

faibles des machines afin de les surveiller

à bon savoir

• Elle doit aboutir à du « concret » si

nécessaire : arrêt de la machine, échange

d’une pièce parfois importante

• Elle doit être prévue dés la conception de

la machine, afin d’intégrer les capteurs

nécessaires à la surveillance (témoin de

température sur une voiture)

32

Tous les matériels sont concernés, encore faut-il qu’ils

s’y prêtent (dégradation détectable et mesurable) et qu’ils

le méritent (notion de criticité)

Formes de maintenance conditionnelle

1. surveillance

périodique ou forme

large (off-line)

2. surveillance

continue ou forme

stricte (on-line)

33

Surveillance périodique

• l’intervalle de temps t entre 2 mesures est fixé en fonction de la vitesse estimée de dégradation

• elle permet de détecter l’apparition de défauts à évolution lente

• la période peut aller de 2 semaines à six mois selon l’importance et le coût des équipements en cause

34

Surveillance continue

• les capteurs délivrent de manière continue une information, donc dans ce cas t 0

• à la limite, on est capable de suivre sur écran ou sur traceur la loi de dégradation du matériel

• elle permet donc de suivre des défauts à évolution rapide

• l’intervention préventive est alors signalée par une alarme

• cette alarme peut interrompre l’équipement si nécessaire (pour cause de sécurité par exemple)

35

Maintenance conditionnelle continue

36

Ligne de production (capteur et actionneur)

Interfaces

Bus de terrain

Calculateur

ou API Dialogue

Aide au

diagnostic

Système

expert

Maintenance conditionnelle continue

L’éloignement du système de pilotage des

mesures débouche vers :

• la télésurveillance

• la télémaintenance (logiciels d’aide au

diagnostic, systèmes experts)

37

La maintenance conditionnelle continue

est la forme la plus moderne de maintenance :

il devient nécessaire d’y penser dès que l’on

conçoit un nouvel équipement

38

MAINTENANCE PREVISIONNELLE

Définition (NF EN 13306) :

Maintenance conditionnelle exécutée en

suivant les prévisions extrapolées de

l'analyse et de l'évaluation de paramètres

significatifs de la dégradation du bien

Maintenance prévisionnelle

39

Temps

Niveau

initial

Seuil de

perte de

fonction

Niveau de performance

Défaillance

Seuil d’alarme

Créneau

d’intervention

Panne

Surveillance


• on reprend les idées de la maintenance conditionnelle,

et on attend les signes de vieillissement ou d’usures

pouvant mettre en danger les performances du

matériel

• s’appuie sur la connaissance exacte et rigoureuse des

processus de dégradation

• exemple : témoin de jauge du réservoir d’essence

d’une voiture, témoin qu’on intègre dés la conception

• en suivant son évolution, on se situe en permanence

par rapport à l’échéance fatale

40


• La maintenance prévisionnelle permet de prévoir, avec certitude et confiance, le moment ou la date exacte de la défaillance

• La fabrication en étant avertie assez tôt, et la maintenance ayant le recul suffisant pour préparer son intervention, l’urgence disparaît

• Chacune des parties, en accord avec l’autre, peut donc réaliser son programme sans perturbation

41

Maintenance prédictive ou conditionnelle ?

• le mot « prédictif » est très mal

choisi, d’ailleurs il n’est pas

reconnu par l’AFNOR

• le maintenancier ne « prédit

pas l’avenir » de la machine

• il prévoit simplement un

problème à terme sur celle-ci

si on ne prend pas les

décisions nécessaires

42

La prévision n’est qu’une règle de bon sens,

par contre la prédiction !…

Les outils des maintenances

conditionnelle et prévisionnelle

• Contrôles non

destructifs

• Thermographie

• Analyse des lubrifiants

• Endoscopie

• Analyse vibratoire

43

Contrôles non destructifs

Mesure des défauts surfaciques ou internes :

• Examen visuel

• ultrasons pour la détection et le suivi des fissures internes

• ressuage pour la mise en évidence des fissures débouchantes

• magnétoscopie et courant de Foucault pour la recherche de défauts externes sur les matériaux ferromagnétiques

44

Coût : quelques dizaines de dinars

(ressuage) à 15 kDT

45

Examen visuel Fissure longitudinal dans un cordon de soudure

Piqûres dans un cordon de soudure

Détection par ultrasons

46

Détection par Ressuage

47

Détection par Magnétoscopie

48

Détection par courant de Foucault

49

50

Procédés optiques

C’est la méthode la plus simple et la plus commune, basée sur l’examen visuel de la surface de la pièce à contrôler.

Les imperfections, si elles existent, peuvent être caractérisées (position, forme, dimensions) en utilisant des caméras contrôlée par ordinateur.

On peut même utiliser des robots pour inspecter des endroits dangereux ou difficiles d’accès tels les réseaux de canalisation et les réacteurs nucléaires

L’appareillage comprend:

• des loupes

• des miroirs

• des endoscopes

• des caméras vidéo…

Radiographie X et γ

• La pièce est placée entre la source de radiation et le film

• Plus le matériau traversé est dense, plus il absorbe le rayonnement

• L’intensité de gris du film est proportionnel à l’intensité du rayonnement

51

Thermographie infrarouge

• Mesure de la température de certains organes d’un équipement

• On établit une cartographie (zones isothermes) et on suit son évolution dans le temps

• On identifie alors les zones thermiques anormales

• On quantifie alors l’urgence d’intervention

52

Apports de la thermographie IR

• Mesure sans contact (à distance)

• Température très élevée.

• Surface très petites.

• Interprétation rapide et facile.

53

• Conséquences:

– Pas d ’arrêt du processus.

– Sécurité.

Application par thermographie IR

Domaine électrique

• Applications:

– connecteur.

– équilibrage des phases

– courants de fuite

– défaut d ’éléments

capacité, fusible, circuit électroniques

– dérive d ’un système

• batteries

• transformateur

54

Domaine mécanique

• Applications:

– défauts de mésalignement.

– Défauts de soupapes, clapets

– dispositifs soumis à vibrations

(frictions)

– ensemble des systèmes soumis à

des efforts

55

Exemple de défaut sur un

ensemble poulie-courroie

• Effets de désalignement

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Surchauffe d’un moteur Température anormale d’un réducteur

Thermographie IR pour l ’isolation

thermique

• Outil de détection:

– matériau réfractaire.

– pertes d ’énergie.

– étude comparative

(gain )

– infiltrations d ’eau sur

un bâtiment

57

Surveillance d ’installations

• Recherche de fuite:

– canalisation.

– systèmes hydrauliques.

– Réservoir.

58

• Surveillance de niveau.

Mécanique des fluides

• Surveillance:

– chimie et pétrochimie.

– Élaboration du papier

– flux au travers d ’un moteur.

– Flux de vapeur.

– Systèmes hydrauliques

59

• Mécanique des fluides

60

Coût : A partir de 5 kDT environ pour l’ensemble

caméra + traitement d’images associé

Radiateur bouché Chauffage au sol

Autres applications

61

Analyse des lubrifiants

• La quantité de particules est un indicateur précieux de l’état de dégradation d’une machine

• Le type de particules indique en effet la provenance de l’usure, donc la pièce défaillante

• Techniques : centrifugation, gravimétrie, filtration, viscosité

• Parfaitement adaptées au contrôle des circuits hydrauliques (presses, robots, etc..) et toutes les machines utilisant l’huile comme lubrifiant (groupe électrogène, compresseur d’air, etc..).

62

Coût : de l’ordre de 10 kDT pour un kit

d’analyse d’huiles

Endoscopie • permet de visualiser à distance

toute zone d’un équipement, a priori non accessible sans démontage, à l’aide d’un appareillage de vision (caméra mobile)

• technique très utilisée en médecine (visualisation des points critiques dans les artères, l’appareil digestif, etc..) mais aussi en chirurgie

• en maintenance, permet la surveillance des cavités (ballons de pression, échangeurs thermiques, etc..), des machines tournantes (moteurs, turbines, etc..).

63

Coût : lié à son diamètre et à sa longueur

Entre 10 et 100 kDT

Endoscopie

64

Analyse vibratoire

• Mesure du niveau et de la fréquence des bruits et jeux mécaniques des machines (tournantes en particulier)

• Toutes les machines vibrent et le spectre des fréquences de leurs vibrations a un profil très particulier lorsqu’elles sont en état de bon fonctionnement

• Dés que des phénomènes d’usure, de fatigue ou de vieillissement apparaissent, l’allure de ce spectre change, ce qui permet là encore, de quantifier l’intervention

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Coût : de 2 kDT (off-line) à 115 kDT (on-line)

Inconvénients des techniques de

mesures conditionnelles

• investissement important en matériel

• techniciens bien formés à ces techniques

• connaissance des pathologies à prévenir :

il faut d’abord savoir ce que l’on cherche !

• peu utilisées directement par le

maintenancier généraliste, mais peuvent

être externalisées

66

La maintenance de surveillance

concerne :

• tous les problèmes de lubrification, de contrôles de pression, température

• les examens sensoriels (détection de fuites, d’odeurs, de bruits anormaux)

• les réglages de certains organes (courroies, calages, etc..)

• les contrôles des équipements annexes (distribution d’énergie, épuration des eaux, évacuation des résidus, ...).

67

La télésurveillance gérée par informatique

a permis à cette forme de maintenance de

se développer ces dernières années

Niveaux d’intervention

• La variété des travaux de maintenance s’ouvre sur un large éventail de complexité allant de l’action élémentaire simple jusqu’aux moyens lourds

• Classification en 5 niveaux d’intervention

• Chaque niveau prend en compte :

la compétence requise

le lieu où l’intervention doit se dérouler

les moyens matériels à mettre en œuvre

la complexité des instructions nécessaires à l’exécution

l’impact de l’intervention sur le stock de rechange

l’importance des contrôles et des essais à faire, en cours ou en soin d’intervention

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NIVEAU 1

• Ce sont des actions simples nécessaires à l’exploitation et réalisées sur des éléments facilement accessibles en toute sécurité à l’aide d’équipements de soutien intégrés au bien

• A titre d’exemple et pour fixer les grandeurs : nettoyage d’un filtre, compléments de carburant ou de fluides, graissage, remplacement de consommables ou accessoires (lampe, pile, etc..)

• C’est le plus souvent l’opérateur ou l’exploitant du bien qui effectue la maintenance de niveau 1

• Il est en effet inutile d’appeler un technicien de maintenance pour effectuer ce travail

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NIVEAU 2 • Ce sont des actions qui nécessitent des procédures

simples et des équipements de soutien (intégrés ou non au bien) d’utilisation et de mise en œuvre simple

• Exemples : contrôles de performance, réglages, dépannages simples, réparations par échange standard (à condition qu’il soit facile à réaliser)

• Ce type d’intervention doit être réalisé par du personnel habilité (personnel de niveau V) selon des procédures détaillées et des équipements de soutien définis dans les instructions de maintenance

• Une personne est habilitée lorsqu’elle a reçu une formation lui permettant de travailler en sécurité sur un bien présentant des risques potentiels et lorsqu’elle est désignée pour l’exécution des travaux qui lui sont confiés, compte tenu de ses connaissances et de ses aptitudes

70

NIVEAU 3

• Ce sont des actions qui nécessitent des procédures

complexes et des équipements de soutien d’utilisation

ou de mise en œuvre complexes

• Exemples : opérations de réglages généraux,

réalignements d’arbres, opérations délicates de

maintenance systématique, réparations par échanges

de sous-ensembles ou de composants (électronique,

mécanique, thermique, etc..)

• Ces opérations délicates doivent être réalisées par des

techniciens qualifiés, à l’aide de procédures détaillées

et des équipements de soutien définis dans les

instructions de maintenance

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NIVEAU 4

• Ce sont des opérations dont les procédures impliquent la maîtrise d’une technique ou d’une technologie particulière et la mise en œuvre d’équipements de soutien spécialisés

• Exemples : réparations par échanges de sous-ensembles ou de composants, réparations spécialisées, vérification des appareils de mesure, contrôle de la transmission de données, etc..

• Ces interventions doivent être réalisées par un technicien ou une équipe spécialisée à l’aide de toutes les instructions de maintenance générales ou particulières

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NIVEAU 5

• Ce sont des opérations dont les procédures impliquent

un savoir-faire faisant appel à des techniques ou

technologies particulières, des processus et des

équipements de soutien industriels

• Ce niveau recouvre donc toutes les opérations de

réfection, rénovation ou reconstruction

• Elles sont en règle générale réalisées par le

constructeur ou par une société spécialisée avec des

équipements de soutien définis par le constructeur

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Pour fixer les idées...

• niveau 1 :Complément de lubrifiant

• niveau 2 : remplacement d’un filtre à air

• niveau 3 : interventions sur circuit électronique

• Niveau 4 : maintenance d’un compresseur d’air

• niveau 5 : réparation complète d’une machine-

outil

74

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