Réf. : MT9571 V1
Date de publication :
10 juillet 2019
La maintenance préventive Méthodes et technologies
Cet article est issu de : Génie industriel | Maintenance
par Gilles ZWINGELSTEIN
Mots-clés
prédiction | méthodologies |
Défaillance
Résumé Cet article présente les propriétés de la maintenance préventive dont l'objectif
est d’éviter l’occurrence d’une défaillance. Il donne une typologie des différentes
catégories de maintenance préventive, des tâches et des activités associées. Ensuite, un
inventaire (non exhaustif) des technologies est proposé et expose en détail les essais
non destructifs. Les principes des traitements permettant la détection et le diagnostic
d’une dégradation sont brièvement décrits pour l’aide à la décision. Les critères de choix
des tâches, de leurs intervalles et de leur stratégie d’implantation sont proposés.
Finalement, les principes nouveaux de la maintenance préventive pour l’industrie 4.0 sont
exposés.
Keywords
prediction | methodologies |
Failure
Abstract This article presents the properties of the preventive maintenance whose
objective is to avoid the occurrence of a failure. It gives a typology of the different
categories of preventive maintenance, tasks and associated activities.
Then an inventory (not exhaustive) of the technologies is proposed and exposes in detail
the Non Destructive Testing techniques. Principles of data processing techniques for the
detection and diagnosis of degradation are briefly described for decision-making. The
criteria for choosing the tasks, their intervals and their implementation strategies are then
proposed.Finally the new principles of preventive maintenance for Industry 4.0 are
presented.
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La maintenance préventive
Méthodes et technologies
par
Gilles ZWINGELSTEIN
Parution : juillet 2019 - Ce document a ete delivre pour le compte de 7200031704 - institut algerien du petrole // bourennani SAMIR // 172.86.187.214
Ingénieur de l’École nationale supérieure d’électrotechnique, d’électronique, d’informatique, d’hydraulique et des télécommunications de Toulouse (ENSEEIHT)
Docteur-ingénieur, docteur ès sciences, professeur associé des universités en retraite,
université Paris-Est Créteil, France
tiwekacontentpdf_mt9571 v1
1.
Enjeux de la maintenance préventive................................................
2.
2.1
2.2
Rôle de la maintenance préventive en maintenance ....................
Maintenance programmée.........................................................................
Maintenance non programmée .................................................................
—
—
—
3
3
4
3.
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
—
—
—
—
—
—
4
4
5
6
6
8
3.7
Techniques et technologies de la maintenance préventive ........
Le contexte de la maintenance préventive ...............................................
Évolutions de la maintenance préventive.................................................
Classification des techniques et technologies..........................................
Principe des contrôles non destructifs ......................................................
Principes des contrôles non destructifs pour des défauts surfaciques .......
Principes des contrôles non destructifs pour des défauts
volumétriques .............................................................................................
Méthodes complémentaires de maintenance conditionnelle .................
—
—
9
14
4.
4.1
4.2
4.3
4.4
Traitements des informations en maintenance préventive ........
Caractéristiques des traitements ...............................................................
Signaux monodimensionnels et traitements associés ............................
Signaux bidimensionnels et traitements associés...................................
Détection, diagnostic et décision...............................................................
—
—
—
—
—
16
16
17
17
17
5.
Méthodes de la maintenance préventive prévisionnelle..............
—
17
6.
6.1
6.2
Sélection des méthodes et stratégies de maintenance
préventive..................................................................................................
Critères de choix des méthodes et des intervalles entre tâches .............
Stratégies d’implantation de la maintenance préventive........................
—
—
—
19
19
19
7.
7.1
7.2
Maintenance préventive prévisionnelle de l’industrie 4.0 ..........
Origine de l’industrie 4.0 ............................................................................
Maintenance prévisionnelle (prédictive) de l’industrie 4.0......................
—
—
—
20
20
22
8.
Conclusion.................................................................................................
—
23
9.
Glossaire ....................................................................................................
—
23
Pour en savoir plus ..........................................................................................
MT 9 571 - 2
Doc. MT 9 571
P
our les responsables de l’exploitation d’installations industrielles complexes,
l’apparition non programmée d’une défaillance d’un équipement implique
des conséquences sur la production, la sécurité des biens et des personnes et
sur l’environnement. Pour éviter cette situation, la mise en place d’une politique
de maintenance préventive présente une solution efficace pour surveiller la
dégradation des équipements et prendre les mesures adéquates pour éviter
l’occurrence de la défaillance. Cet article présente les objectifs de la maintenance
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LA MAINTENANCE PRÉVENTIVE _______________________________________________________________________________________________________
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préventive dans le cadre du management de la maintenance, la normalisation en
vigueur, les méthodes et technologies et les modalités de mise en place des programmes de maintenance. La première section décrit les enjeux de la
maintenance préventive conformément aux normes EN NF 13306 et CEI 60050192. Les paramètres caractéristiques de la courbe de dégradation conduisant à la
défaillance font ensuite l’objet de descriptions détaillées car ils sont utilisés pour
établir une politique de surveillance des équipements. Dans ce but, les notions
de défaillance potentielle, d’intervalles P-F et de « Net P-F interval » sont introduites. La seconde section récapitule les principales définitions relatives à la
maintenance et précise le rôle de la maintenance préventive. Conformément aux
normes en vigueur, les classifications arborescentes des types et activités de
maintenance sont également fournies. La troisième section est consacrée aux
techniques et technologies mises en œuvre dans le cadre d’un programme de
maintenance préventive. Une large place est consacrée aux essais non destructifs (END) et à leur mise en œuvre conformément aux recommandations de la
COFREND (Confédération française des essais non destructifs) qui est l’organisme officiel français de certification. Les END sont utilisés pour la détection et
localisation de défauts surfaciques et volumétriques. Elle offre un panorama des
autres méthodes de maintenance conditionnelle telles que l’analyse des lubrifiants, l’analyse vibratoire et celles dédiées aux équipements électriques. La
quatrième section est consacrée aux traitements des informations en maintenance préventive qui sont indispensables pour la détection et le diagnostic de
défaillance et aux prises de décision. Compte tenu de la place grandissante prise
par la maintenance préventive prévisionnelle (appelée maintenance prédictive
par la grande majorité des entreprises spécialisées dans ce domaine), la cinquième section expose les principes de cette méthode qui vise à réaliser le
pronostic de l’instant de la défaillance par une surveillance appropriée des équipements. La mise en place d’un programme de maintenance préventive
nécessite de définir la nature et la fréquence des tâches de maintenance. Pour
préciser ces éléments, la sixième section propose des critères de choix des
méthodes et de sélection des intervalles entre tâches. Elle expose également les
stratégies d’implantation de la maintenance préventive et en particulier celle de
la maintenance basée sur la fiabilité (MBF). La septième section présente les
concepts récents de la maintenance prévisionnelle (prédictive) pour l’industrie
4.0 qui utilise les systèmes cyber-physiques ou CPS (Cyber-Physical System en
anglais) pour la fabrication de biens. Cette maintenance utilise des équipements
de surveillance pour évaluer les performances d’un équipement en temps réel et
utilise l’Internet des objets industriels (IIoT). L’IIoT permet à différents équipements et systèmes de se connecter, de travailler ensemble et de partager,
d’analyser et de traiter des données. Elle bénéficie des derniers développements
de l’intelligence artificielle. La conclusion propose des recommandations pour
l’implantation des techniques classiques de maintenance préventive et ouvre les
perspectives nouvelles offertes par l’industrie 4.0, la PHM (Prognostics and
Health Management) et le RUL (Remaining Useful Life) pour la prédiction du
temps de vie résiduel.
1. Enjeux de la maintenance
préventive
La disponibilité opérationnelle d’un système industriel complexe
repose en grande partie sur la fiabilité des équipements élémentaires qui le constituent. Comme les équipements sont construits à
partir de matériaux de natures très diverses (métaux, composites,
béton, céramiques…), ceux-ci subissent des dégradations de leurs
caractéristiques initiales induites par leurs conditions d’exploitation
ou d’environnement. Il est donc nécessaire de mettre en œuvre des
outils efficaces pour détecter et suivre l’évolution au cours du
temps de leur dégradation avant que la défaillance ne se produise
MT 9 571 – 2
avec ses conséquences sur ses fonctions requises. Pour atteindre
cet objectif, la maintenance préventive a pour but d’apporter des
solutions efficaces et justifiées économiquement pour suivre l’évolution d’une dégradation. La norme NF EN 13306 définit la maintenance préventive comme étant « une maintenance destinée à
évaluer et/ou atténue la dégradation et réduire la probabilité de
défaillance d’un bien ». De nombreuses normes définissent la terminologie utilisée en maintenance dont la norme CEI 60050-192.
Dans cet article, la grande majorité des termes définis dans la
norme NF EN 13306 seront utilisés. La figure 1 représente le
domaine d’action de la maintenance préventive avec les tâches
adaptées à la surveillance de la cinétique de la dégradation. Il est
important de souligner que la maintenance préventive s’applique à
des équipements qui sont en état de disponibilité contrairement à
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_______________________________________________________________________________________________________ LA MAINTENANCE PRÉVENTIVE
pond à une défaillance potentielle définie dans la norme SAE
JA1102 par : une condition identifiable qui indique qu’une
défaillance fonctionnelle est sur le point de se produire ou est
en train de se produire. Ce terme a été introduit dans le cadre
du concept de la MBF (maintenance basée sur la fiabilité)
Condition
Courbe
de dégradation
DOMAINE D’ACTION
DE LA MAINTENANCE
PRÉVENTIVE
Points
de surveillance
Limite de fonctionnement
2. Rôle de la maintenance
préventive en maintenance
Défaillance
Domaine de panne
Temps
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la maintenance corrective qui s’applique lorsque l’équipement
tombe en panne à un instant non prévisible. C’est une maintenance
qui est subie et est non programmable sauf cas particulier. Suivant
la norme NF EN 13306, la maintenance corrective est « exécutée
après détection d’une panne et destinée à rétablir un bien dans un
état dans lequel il peut accomplir une fonction requise ».
Pour clarifier les notions de défaillance et de dégradation, souvent sujettes à de nombreuses interprétations, la norme NF EN
13306 précise que la défaillance est la « perte de l’aptitude d’un
bien à accomplir une fonction requise et que la dégradation correspond à un changement néfaste de l’état physique, avec le temps,
l’utilisation ou en raison d’une cause externe et pouvant conduire
à une défaillance ». Il est important de souligner que dans cette
définition de la défaillance, la notion de fonction lui est associée
étroitement. C’est la raison pour laquelle elle est aussi qualifiée de
défaillance fonctionnelle. La gravité des conséquences de la perte
de la fonction sera prise en considération ultérieurement dans cet
article pour définir les stratégies de sélection des tâches de maintenance préventive. L’évolution récente des stratégies de maintenance telle que la maintenance basée sur la fiabilité (MBF) a
conduit à définir d’autres termes relatifs aux défaillances et qui
sont l’objet des normes JA 1102 et NF EN 60300-3-11.
Sur la figure 2, à titre d’exemple, la condition d’un roulement
est représentée au cours du temps pendant son cycle de vie. On
suppose que la surveillance de la condition du roulement est
réalisée par des inspections tous les mois. Le point P corres-
Intervalle
d’inspection
1 mois
Intervalle P-F
9 mois
2.1 Maintenance programmée
La maintenance programmée est exécutée selon un planning préétabli ou selon un nombre défini d’unités d’usage. Cette maintenance
programmée concerne la maintenance préventive et la maintenance
corrective. Le planning préétabli n’implique pas nécessairement des
intervalles identiques entre les activités de maintenance.
2.1.1 Maintenance systématique
La maintenance systématique est une maintenance préventive
exécutée à intervalles de temps préétablis ou selon un nombre
défini d’unités d’usage mais sans contrôle préalable de l’état du
bien. Les intervalles de temps ou le nombre d’unités d’usage
peuvent être établis d’après la connaissance des mécanismes de
défaillance du bien. Le changement d’un élément du système intervient à intervalles fixés sur le minimum de vie de cet élément donné
par l’expérience ou le constructeur. Un exemple de maintenance
systématique est le changement systématique de roulements, ceuxci sont changés quel que soit leur état. Comme tout type de maintenance préventive, la maintenance préventive systématique n’évite
pas, de façon certaine, les défaillances. Elle peut coûter cher car on
remplace des éléments qui ne sont pas toujours à la fin de leur vie
potentielle. De plus, la fiabilité des systèmes se trouve parfois
réduite après remontage du fait d’erreurs humaines ou de fragilité
de jeunesse des nouveaux éléments. Dans les secteurs industriels
où les niveaux de risques font l’objet de réglementations (nucléaire,
aéronautique, ferroviaire…), la maintenance préventive systématique peut être une obligation pour certains équipements critiques.
2.1.2 Maintenance conditionnelle
« Net P-F interval »
8 mois
Condition
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Figure 1 – Domaine d’action de la maintenance préventive
La maintenance préventive représente une composante importante
de la maintenance définie dans la norme NF EN 13306 par
l’« ensemble de toutes les actions techniques, administratives et de
management durant le cycle de vie d’un bien, destinées à le maintenir ou à le rétablir dans un état dans lequel il peut accomplir la fonction requise ». Compte tenu de la grande diversité des termes utilisés
dans les actions de maintenance, la figure 3 présente une arborescence qui fournit une typologie des différents termes utilisés en maintenance. Des compléments d’informations sont fournis en [1] et [2].
P
Défaillance
potentielle
Défaillance
F
Temps
Figure 2 – Défaillance potentielle et intervalles P-F et « Net P-F »
La maintenance préventive conditionnelle inclut l’évaluation des
conditions physiques, l’analyse et les éventuelles actions de maintenance qui en découlent L’évaluation des conditions peut être effectuée par observation réalisée par l’opérateur et/ou inspection et/ou
essais et/ou surveillance de l’état des paramètres système, etc. et
menée selon un programme, sur demande ou en continu. La maintenance conditionnelle implique l’observation et la détection de la
dégradation. Elle implique la mise en œuvre de nombreuses technologies et de capteurs spécialisés. En général, la maintenance conditionnelle est réservée aux matériels dont l’évolution d’éventuelles
dégradations est facilement détectable et mesurable avec des capteurs fiables. Le choix de ce type de maintenance résulte d’un compromis financier et technique et est souvent réservé au cas où les
conséquences des défaillances sont considérées comme critiques.
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LA MAINTENANCE PRÉVENTIVE _______________________________________________________________________________________________________
Maintenance
Programmée
Non programmée
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Maintenance
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Maintenance
Avant défaillance
ou non immédiatement
après détection de la panne
Maintenance
préventive
sans
observation
Maintenance
préventive
avec
observation
Maintenance
corrective
Maintenance
systématique
Maintenance
conditionnelle
Maintenance
corrective différée
Préventive
ou corrective
Maintenance
opportuniste
Immédiatement
après détection
de la panne
Maintenance
corrective
d’urgence
Figure 3 – Maintenance programmée par rapport à la maintenance non programmée [NF EN 13306]
Les résultats de ces choix peuvent être évalués par le diagnostic de la
maintenance à l’aide d’indicateurs de performances [MT9130v1].
Dans le monde anglo-saxon, elle possède plusieurs appellations :
Condition-Based-Maintenance (CBM), On Condition (OC). Actuellement, avec les progrès réalisés en intelligence artificielle, couplée à
des bases de données (Cloud) et le « Data Mining », une nouvelle discipline appelée CBM-PHM-RUL (Condition Based Maintenance, Prognostics Health Management, Remaining Useful Life) est apparue
pour la maintenance préventive [MT9570v1]. Elle est un des piliers de
la maintenance de l’industrie 4.0. Cette génération 4.0 est fondée sur
l’usine intelligente, qui se caractérise par une interconnexion des
machines et des systèmes au sein des sites de production industrielle.
2.1.3 Maintenance prévisionnelle
La maintenance prévisionnelle est une maintenance conditionnelle exécutée suite à une prévision obtenue grâce à une analyse
répétée ou à des caractéristiques connues et à une évaluation des
paramètres significatifs de la dégradation du bien.
Dans la majorité des publications internationales et dans les
offres commerciales des sociétés spécialisées, le terme maintenance prévisionnelle est substitué par celui de maintenance prédictive
2.2.2 Maintenance opportuniste
La maintenance opportuniste est une maintenance préventive
ou maintenance corrective différée entreprise sans programmation au même moment que d’autres actions de maintenance ou
d’événements particuliers pour réduire les coûts, l’indisponibilité,
etc. Elle fait partie de la maintenance non programmée.
La maintenance préventive active est la partie de la maintenance préventive pendant laquelle des actions sont entreprises
pour restaurer directement un bien suite aux dégradations observées par surveillance en fonctionnement, inspection ou essai
2.2.3 Maintenance préventive exceptionnelle
La maintenance préventive exceptionnelle est peu fréquente car
elle a un impact significatif en matière de coûts totaux du cycle de
vie. Elle est mise en œuvre si les métriques de performances ne
sont pas conformes aux spécifications. La maintenance exceptionnelle inclut les grandes actions de maintenance pouvant être inévitables et programmées, conduisant ainsi au développement de
stratégies alternatives (par exemple, allongement de la durée de
vie) ou inattendues, à la suite d’erreurs de conception, de fabrication, d’installation, de fonctionnement ou de maintenance ou de
situations accidentelles (incendie, inondation, etc.).
2.1.4 Maintenance corrective différée
La maintenance corrective différée n’est pas exécutée immédiatement après la détection d’une panne, mais est retardée en
accord avec des règles de maintenance données. Elle concerne
des matériels dont la réparation n’est pas vitale pour le fonctionnement du système.
2.2 Maintenance non programmée
La maintenance non programmée suivant la norme CEI est une
maintenance corrective qui ne peut pas être différée.
2.2.1 Maintenance corrective d’urgence
La maintenance corrective d’urgence est exécutée sans délai
après détection d’une panne afin d’éviter des conséquences inacceptables.
MT 9 571 – 4
3. Techniques
et technologies
de la maintenance
préventive
3.1 Contexte de la maintenance
préventive
Les techniques et traitements des informations associées pour
détecter ou éviter une défaillance dans le cadre de la maintenance
préventive dépendent très étroitement des trois catégories de maintenance représentées sur la figure 4 : l’amélioration, la maintenance
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_______________________________________________________________________________________________________ LA MAINTENANCE PRÉVENTIVE
Maintenance
Pas de changement
des caractéristiques de sûreté
de fonctionnement intrinsèques
Changement des caractéristiques de
sûreté de fonctionnement intrinsèques
Avant défaillance
Après une panne
Maintenance
préventive
Amélioration
Pas d’observation
de la dégradation
Maintenance
corrective
Observation
Immédiate
de la dégradation
Maintenance
systématique
Maintenance
conditionnelle
Maintenance
corrective d’urgence
Pronostic de l’évolution
de la défaillance
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Maintenance
prévisionnelle
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Non dégradé
Pas d’action
de maintenance
Différée
Maintenance
corrective différée
Pas de pronostic
de l’évolution de la défaillance
Maintenance
conditionnelle
non prévisionnelle
Dégradé
Non dégradé
Maintenance
préventive active
Pas d’action
de maintenance
Figure 4 – Types de maintenance [NF EN 13306]
préventive et la maintenance corrective. Cet article ne concernera
que les deux premières catégories : l’amélioration et la maintenance
préventive. La maintenance améliorative est l’ensemble de toutes
les actions techniques, administratives et de management, destinées à améliorer la fiabilité et/ou la maintenabilité et/ou la sécurité
intrinsèques d’un bien, sans changer la fonction d’origine. Elle sera
décrite ultérieurement dans le cadre de la stratégie de maintenance
basée sur la fiabilité. Elle implique souvent des modifications de
conception et/ou des procédures d’exploitation. Cette section sera
consacrée aux différents types de maintenance préventive avec
leurs activités spécifiques associées.
La figure 5 présente l’arborescence des différentes activités de
maintenance qui mettent en œuvre des techniques et technologies
spécifiques à la maintenance préventive (en vert dans le
diagramme). Dans la terminologie définie par la norme NF EN 13306,
les activités les plus courantes font l’objet des définitions suivantes :
• inspection : examen de conformité réalisé en mesurant, en
observant ou en testant les caractéristiques significatives
d’un bien ;
• essai de conformité : essai destiné à montrer si une caractéristique ou une propriété d’un bien est conforme ou non aux
exigences stipulées ;
• essai de fonctionnement : actions menées après une action
de maintenance pour vérifier que le bien est en mesure
d’accomplir la fonction requise ;
• surveillance en fonctionnement : activité, exécutée soit
manuellement, soit automatiquement, destinée à mesurer à
intervalles prédéterminés les caractéristiques et les paramètres de l’état physique réel d’un bien.
D’autres activités non définies par les normes sont également
utilisées :
• échange standard : il désigne le remplacement à l’identique
d’un bien déjà monté sur l’équipement industriel ;
• « On-Condition Task » : tâche de maintenance programmée
destinée à détecter une défaillance potentielle ; utilisée dans
le monde anglo-saxon elle correspond à une tache de maintenance conditionnelle applicable dans le cas où les intervalles
P-F et « Net P-F interval », présentés sur la figure 2, peuvent
être clairement identifiés ;
• fonctionnement jusqu’à la défaillance : stratégie de maintenance consistant à faire fonctionner sans maintenance
jusqu’à la défaillance.
Les activités relatives à la maintenance corrective ne font pas
l’objet de cet article.
3.2 Évolutions de la maintenance
préventive
Depuis plusieurs décennies, de nombreuses techniques utilisées pour la maintenance conditionnelle se sont développées et
utilisent les résultats de nouvelles découvertes scientifiques. Cette
section présente les techniques les plus employées s’appliquant à
la majorité des équipements industriels qui conduisent à des
résultats fiables et à un bon compromis économique. Les techniques incluent trois éléments essentiels : les capteurs, la chaîne
d’acquisition et le système de traitement des informations indispensables pour établir la condition de l’équipement. Parmi tout
cet éventail de technologies, il est impératif de sélectionner celle
qui sera la plus utile et économiquement rentable. Dans la suite
de cet article, une section y sera consacrée plus en détail en se
basant sur la méthode de maintenance basée sur la fiabilité (MBF)
qui ne considère que les tâches efficaces, applicables et économiques. Chaque technique est spécifique à un type d’équipement
donné afin de détecter et surveiller des conditions relatives à son
état de santé. Certaines techniques sont applicables pendant le
fonctionnement de l’équipement tandis que d’autres requièrent
son arrêt. Elles procurent également des bénéfices économiques à
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MT 9 571 – 5
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LA MAINTENANCE PRÉVENTIVE _______________________________________________________________________________________________________
Activités
de maintenance
Avant détection de défaillance
Après détection de la défaillance
Activité
préventive
Activité
corrective
Éviter les effets
d’une dégradation
ou d’une panne
Détecter une panne
Détecter
potentielle
une dégradation
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Détection
de pannes
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Avant
une réparation
éventuelle
Essai
de conformité
Après
réparation
Diagnostic
de la dégradation
Pendant
le temps
de fonctionnement
Essai
de fonctionnement
Surveillance
inspection
non intrusive
Remise en état
préventive
Localisation
de la panne
Pendant
le temps
Conditionnelle
de non
fonctionnement
Examen
Inspection
interne
Diagnostiquer
Action
conditionnelle
active
Réparer
Diagnostic
de pannes
Réparation
dépannage
Systématique
Remplacement
programmé
ajustement..
Essai
de fonctionnement
Figure 5 – Les activités en maintenance [NF EN 13306]
la matière. Ces signatures utilisent comme informations les rayonnements émis naturellement ou provoqués par des excitations
externes. Les fréquences de ces rayonnements couvrent un spectre
extrêmement large (de quelques fractions d’hertz (infrasons) à 1025
hertz (radiographie). Ces techniques rentrent dans la catégorie
d’essais non destructifs END ou contrôles non destructifs (CND). En
général, un contrôle par END implique l’utilisation d’une source
d’excitation qui atteint le défaut potentiel et qui est suivie d’une
étape de révélation pour le diagnostic du défaut. La seconde
famille regroupe toutes les autres technologies telles que les analyses vibratoire, chimiques de fluides, huile et gaz, d’analyse
visuelle telle que l’endoscopie, utilisation d’images et d’information
sensorielles. On notera cependant que certaines de ces technologies sont considérées par certains utilisateurs comme appartenant
à la première famille. Compte tenu du très grand nombre de technologies disponibles actuellement, cet article ne décrira que succinctement les principes et les domaines d’applications des
méthodes les plus répandues dans le monde industriel [BM6450v1]
[R1400v1].
court et moyen terme. Les bénéfices à court terme concernent
l’identification et les actions immédiates pour corriger de façon
réactive les dégradations. La réduction des coûts d’exploitation
s’avère substantielle si l’équipement est considéré comme critique
et justifie ainsi les coûts des investissements dans les achats de
matériels de surveillance. Cependant, le bénéfice le plus important
concerne le long terme. En effet, le retour d’expérience peut
conduire à des changements d’équipements ou à de nouvelles
procédures d’exploitation pour éliminer des erreurs de conception
et/ou des procédures inadaptées. Il est aussi important de souligner que chaque technique de maintenance conditionnelle possède des limites en termes de capacité de détection en dépit de
l’utilisation des avancées technologiques de pointe. Pour renforcer la fiabilité dans le diagnostic de la condition de l’équipement
et pallier les limites de certaines techniques, il est quelquefois
nécessaire d’utiliser simultanément des techniques différentes et
d’entreprendre des corrélations entre les résultats obtenus. Néanmoins, dans des situations complexes à interpréter, l’appel à
l’expertise humaine est souvent indispensable pour la prise de
décision.
3.4 Principe des contrôles
non destructifs
3.3 Classification des techniques
et technologies
La très grande diversité des matériaux constitutifs des équipements industriels a conduit les organismes de recherche et les
sociétés spécialisées en maintenance conditionnelle à exploiter
toutes les connaissances des mécanismes physiques de dégradation pour développer des techniques de plus en plus performantes.
Actuellement, on recense plusieurs dizaines de technologies souvent spécifiques à la détection d’un phénomène particulier. On distingue actuellement deux catégories de techniques : la première
famille utilise les signatures dues aux changements physiques de
MT 9 571 – 6
Les contrôles non destructifs (CND) appelés également essais non
destructifs (END) ou examens non destructifs sont un ensemble de
méthodes permettant de caractériser l’état d’intégrité de structures
ou de matériaux, sans les dégrader et à différents stades de leur
cycle de vie (de leur fabrication, leur exploitation et leur maintenance). Le CND a pour objectif de détecter des défauts mais aussi
d’en définir la nature et les dimensions. Cet article ne traitant que de
la maintenance préventive ne concernera que les méthodes utilisables pendant l’exploitation et la maintenance). Il ne concernera pas
les essais non destructifs réalisés après défaillance des équipements.
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_______________________________________________________________________________________________________ LA MAINTENANCE PRÉVENTIVE
EXCITATION
Émetteur
récepteur à ultrasons
Ondes électromagnétiques, laser,
chocs, rayons X, ultrasons, …
Défaut
PERTURBATION
Signal
réfléchi
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Réactions du défaut à l’excitation
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Signal
réfracté
et
réfléchi
RÉVÉLATION
Œil, capteurs, images,
traitements signal, …
Impulsion
initiale
Signal réfracté
sur paroi
Réflexion
directe
sur le défaut
Figure 6 – Les trois phases du contrôle non destructif
Compte tenu de l’importance des conséquences dues à une nondétection d’un défaut grave, il est indispensable que les contrôles
soient d’une très grande fiabilité. Afin de pouvoir estimer le mieux
possible la nature et les dimensions des défauts pour pouvoir en
apprécier la nocivité. De plus, la reproductibilité de l’examen non
destructif est une propriété essentielle pour suivre l’évolution du
dommage au cours du temps. C’est la raison pour laquelle, dans les
industries présentant des risques en cas de défaillance, des normes
européennes ont été édictées et en France la Confédération française
des essais non destructifs (COFREND, http://www.cofrend.com) est
l’organisme national qui délivre des certifications des opérateurs
dans chaque domaine spécifique. Le but de cette section est de présenter, les principes physiques mis en jeu dans les principales
méthodes en faisant ressortir leurs spécificités et les domaines
d’application concernés. Chaque année, on constate l’apparition sur
le marché d’appareillages plus performants, plus fiables et surtout
plus faciles à utiliser dans le cadre du respect de procédures de
contrôles très strictes, bien que tous ces objectifs soient souvent difficiles à atteindre pour des raisons physiques ou économiques. Le
lecteur soucieux de suivre les dernières évolutions technologiques
en matière de CND pourra consulter les documents et formations
réalisées par le Centre technique des industries mécaniques CETIM,
et le Centre international de maintenance industrielle (CIMI). Les
méthodes de contrôle non destructif les plus couramment
employées peuvent être classées en deux familles principales en
fonction du type d’anomalie recherchée dans la pièce. Les méthodes
surfaciques et les méthodes volumétriques :
• les méthodes surfaciques : ces méthodes ont pour objectifs la
détection d’anomalies à la surface extérieure et utilisent des
inspections passives qui seront décrites succinctement dans
cet article ;
• les méthodes volumétriques sont dédiées à la détection de
défaut au sein d’une pièce et nécessitent des techniques utilisant des sources d’excitations extérieures.
D’autres méthodes existent et ont l’avantage d’être globales et
peuvent être appliquées en temps réel sans arrêter le fonctionnement des équipements. La figure 6 représente le principe général
d’une procédure de contrôle non destructif (surfacique ou volumétrique) avec ses trois grandes étapes. En préalable à l’application
de cette procédure, il est indispensable d’identifier la nature du
défaut recherché et les propriétés du matériau à contrôler. Cette
étape étant soigneusement validée, la première étape consiste en
général à faire pénétrer dans le matériau un moyen qui permettra
la détection d’un défaut potentiel.
Comme cela sera détaillé ultérieurement, des ondes électromagnétiques, des sources diverses de radiation, des produits
chimiques spécialisés, etc. peuvent être mis en œuvre si les
défauts ne sont pas détectables uniquement par des observations
visuelles ou à l’aide de l’interprétation des signaux provenant de
capteurs passifs. La figure 6 illustre la procédure d’un contrôle
d’un défaut dans l’intérieur d’une pièce. Un capteur émetteurrécepteur émet des ondes ultrasonores qui se propagent à l’intérieur de la pièce. Les ondes ultrasonores qui atteignent le défaut
sont alors perturbées par le défaut et sont ainsi réfléchies et réfractées. Ceci constitue la phase de perturbation qui permet la détection d’une anomalie. Grâce au signal reçu par le capteur qui a
aussi une fonction de récepteur, la perturbation de la transmission
des ultrasons est révélée par le système de traitement du signal.
Celui-ci permet de localiser et de quantifier la taille du défaut par le
capteur qui est aussi un récepteur dans la troisième étape de révélation. Dans cet exemple, où le défaut est volumétrique, il est indispensable d’utiliser une méthode active qui utilise un faisceau
d’ondes ultrasonores. Excepté quelques méthodes, le recours aux
essais non destructifs requiert des investissements coûteux, mis
en œuvre par des techniciens ayant reçu des formations ou des
certifications par les organismes compétents tels que la COFREND.
Très souvent, les industriels font appel à des prestataires spécialisés pour minimiser les coûts élevés d’investissement.
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LA MAINTENANCE PRÉVENTIVE _______________________________________________________________________________________________________
3.5 Principes des contrôles non
destructifs pour des défauts
surfaciques
les discontinuités débouchant à la surface de la pièce contrôlée
sous forme d’indications colorées ou fluorescentes, observées
respectivement sur un fond blanc ou sur un fond noir. Cette
méthode permet de mettre en évidence des discontinuités débouchantes (fissure, crique, etc.) sur tout matériau essentiellement
non absorbants (métal, céramiques et pièces composites, etc.). La
figure 7 représente les quatre étapes d’un contrôle par ressuage.
Les méthodes décrites dans cette section sont dédiées à la
détection de défauts surfaciques caractérisés par le fait qu’elles
débouchent sur la surface extérieure du matériau.
Dans le contrôle par ressuage la pièce est préalablement nettoyée avec un solvant approprié avant de mettre en œuvre les
quatre étapes du ressuage :
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3.5.1 Contrôle visuel
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• dans l’étape 1, un liquide colorant et/ou fluorescent (le dye
pénétrant) est appliqué sur la pièce ; on laisse pendant plusieurs dizaines de minutes le liquide pénétrer par capillarité
dans la discontinuité ;
Le contrôle visuel est la méthode la plus élémentaire en CND et
regroupe l’ensemble des techniques d’examens qui utilisent la
lumière visible, La détection des défauts surfaciques repose sur
les variations de réflectivité relative d’une pièce soumise à un
éclairage dont l’intensité est au minimum comprise entre 160 de
350 lux. La géométrie et la puissance de la source d’éclairage
doivent être sélectionnées pour permettre de mettre en évidence
les défauts recherchés. L’utilisation d’instruments optiques tels
que des loupes, miroirs, endoscopes ou systèmes télévisuels permet, lorsque cela est nécessaire, d’obtenir une plus grande sensibilité que celle de l’œil humain nu ou d’accéder à des zones
difficilement accessibles. Pour certains défauts surfaciques, il est
possible d’utiliser également une lumière colorée. Le contrôle
visuel requiert un investissement minimal et il permet la détection
de défauts surfaciques tels que fissures, rayures, porosités, retassures, criques, dépôts, traces de corrosion, dépôts, arrachement,
etc.). Le contrôle visuel à l’œil nu détecte des défauts surfaciques
d’une largeur supérieure à quelques dizaines de microns. Avec
d’autres moyens optiques, on peut visualiser des défauts ayant
une largeur de l’ordre du micromètre. Ce type de contrôle visuel
est utilisé dans de très nombreux secteurs et selon le cas peut se
faire en fonctionnement ou lors des inspections programmées
pour visite. Une liste de normes pour les méthodes d’inspection
visuelles a été élaborée et référencée dans la partie « en savoir
plus » de cet article : NF EN 1330-10, NF EN 13018, NF EN 13018/
A1, NF EN 13927, NF EN ISO 18490.
• dans l’étape 2, le liquide colorant est éliminé sur la surface de
la pièce ;
• dans l’étape 3, on applique un liquide révélateur qui absorbe
le pénétrant contenu dans les discontinuités ;
• dans l’étape 4, le révélateur fait ressuer le liquide pénétrant
ce qui permet de visualiser les discontinuités.
L’observation des discontinuités s’effectue, selon le type de
liquide pénétrant utilisé, soit sous lumière blanche artificielle (ou à
la lumière du jour) soit sous rayonnement ultraviolet (UV-A). Le
rayonnement ultraviolet UV-A, centré à peu près sur la longueur
d’onde de 365 nm, est utilisé pour exciter les colorants des pénétrants fluorescents. Différentes certifications sont délivrées par la
COFREND. Elles se basent sur la bonne mise en application des
normes européennes qui sont détaillées dans cet article dans la
rubrique « en savoir plus ». Parmi les normes les plus générales
figurent les normes NF EN ISO 3059 NF EN ISO 12706, NF EN ISO
3452-1NF EN ISO 3452-2, NF EN ISO 3452-3, NF EN ISO 3452-4.
3.5.3 Contrôle par magnétoscopie
La méthode de magnétoscopie est une méthode active de CND
pour détecter des défauts surfaciques et volumétriques proches
de la surface (quelques millimètres). Elle ne concerne que les
métaux magnétiques. La magnétoscopie consiste à aimanter la
pièce à contrôler à l’aide d’un champ magnétique suffisamment
élevé créé par des bobines magnétiques ou des pistolets magnétiseurs. En présence d’une discontinuité, des aimants ponctuels se
forment et les lignes du champ magnétique subissent une distorsion qui génère un « champ de fuite magnétique », appelé également « fuite de flux magnétique ». Comme indiqué sur la figure 8,
un produit indicateur (limaille de fer ou liqueur magnétique) est
appliqué sur la surface à examiner pendant l’aimantation ou après
aimantation.
3.5.2 Contrôle par ressuage
Le contrôle par ressuage est une technique très ancienne et
réside dans la simplicité de sa mise en œuvre. La technique a été
découverte dans les années 1880-1920 dans le domaine ferroviaire
où un mécanicien a eu l’idée de recouvrir de poudre de craie les
traces d’huile sur les arbres et les essieux de matériel ferroviaire.
Après nettoyage de la pièce, la fissure était matérialisée par une
ligne blanche de craie. Aujourd’hui, le contrôle par ressuage
(Penetrant Testing – PT en anglais) est une méthode active de
contrôle non destructif très utilisée dans l’aéronautique, l’industrie
de production d’énergie et les transports. La notion de ressuage a
été définie précisément comme « la résurgence d’un liquide d’une
discontinuité dans laquelle il s’était préalablement introduit au
cours d’une opération de pénétration ». Elle permet de détecter
Application
du liquide pénétrant
Le produit indicateur (limaille de fer, liqueur magnétique noire,
colorée et/ou fluorescente) est attiré au droit du défaut par les
forces magnétiques pour former des indications. Ces indications
sont observées, dans des conditions appropriées, soit en lumière
Nettoyage
avec solvant
Application
du révélateur
Révélation
du défautavec lumière
spécifique
Figure 7 – Les quatre étapes d’un contrôle par ressuage
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_______________________________________________________________________________________________________ LA MAINTENANCE PRÉVENTIVE
3.6.1 Contrôle par courants de Foucault
Cette méthode de CND consiste à créer, dans des matériaux
conducteurs électriques, des courants induits par un champ
magnétique variable, au moyen d’une bobine magnétique parcourue par un courant alternatif. Ce champ émetteur génère des courants induits qui créent eux-mêmes un flux magnétique. Ces
courants induits, appelés courants de Foucault, circulent localement dans le matériau et ont une distribution et une répartition
qui dépendent du champ magnétique d’excitation, de la géométrie et des caractéristiques de conductivité électrique et de perméabilité magnétique de la pièce examinée. Le flux magnétique
créé en s’opposant aux flux générateur modifie l’impédance de la
bobine. En présence d’une anomalie dans la pièce contrôlée, leurs
déplacements sont perturbés, entraînant ainsi une variation de
l’impédance apparente de la bobine émettrice qui dépend de la
nature de l’anomalie et de sa dimension en volume. La figure 9
montre l’allure des lignes de champ en absence et en présence de
défaut lors du déplacement de la sonde émettrice su la surface à
inspecter.
Bobine émettrice
Noyau ferromagnétique
Lignes de champs
Pièce magnétique
Tache laissée par limaille de fer
ou liqueur magnétique
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Figure 8 – Principe du contrôle par magnétoscopie
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Au niveau du défaut dans la pièce contrôlée, les lignes de
champs sont déformées entraînant ainsi une variation de l’impédance apparente de la bobine qui dépend de la nature de l’anomalie et de sa dimension en volume. La variation de l’impédance
décelable au niveau de la bobine d’excitation est utilisée pour
détecter des défauts superficiels. En général, on utilise une
méthode comparative qui consiste à mesurer la différence entre
l’impédance Z de la bobine sur la pièce à étudier et l’impédance
Z0 d’une pièce de référence ne comportant pas de défaut. Cette
procédure a donc recours à un étalonnage préalable. C’est ainsi
que les courants de Foucault sont couramment utilisés pour la
recherche de fissures de fatigue au cours de la maintenance. C’est
l’analyse de cette variation d’impédance qui fournit les indications
exploitables pour effectuer le contrôle. L’interprétation des
signaux recueillis s’effectue par comparaison de ceux relevés
dans le matériau contrôlé avec ceux d’une pièce de référence,
comportant des anomalies représentatives des phénomènes
recherchés. Cette variation est traduite en amplitude et phases sur
un écran sous forme de courbes dites de « Lissajous » comme le
montre la figure 10. À partir du nombre de lobes et de leurs
amplitudes, il est possible de localiser et de quantifier la taille
l’anomalie dans le matériau. Parmi les normes applicables aux
contrôles par courant de Foucault figurent : NF EN ISO 15548-1,
NF EN ISO 15548-2, NF EN ISO 15548-3 et NF EN ISO 20339.
blanche artificielle ou lumière du jour, soit sous rayonnement
ultraviolet (UV-A) ou lumière bleue actinique, selon le type de produit indicateur utilisé. Si la magnétoscopie est plus « restrictive »
que le ressuage, elle lui est préférée quand elle est applicable car
elle est beaucoup plus rapide. L’utilisation croissante de la
magnétoscopie peut s’expliquer par sa fiabilité mais aussi grâce à
de récentes et nombreuses évolutions techniques majeures. Les
principales normes ont été édictées pour cette méthode et sont
référencées dans « en savoir plus » : NF EN ISO 12707, EN ISO
3059, NF EN ISO 9934-1, NF EN ISO 9934-2, ISO 9934-3.
3.6 Principes des contrôles non
destructifs pour des défauts
volumétriques
Les méthodes décrites dans cette section sont dédiées à la
détection de défauts volumétriques qui se situent à l’intérieur de
la pièce à inspecter. Elles peuvent utiliser des méthodes actives,
passives ou mixtes.
Flux
magnétique
normal
Coefficient
d’induction
mutuel
M1
Lignes de champ
sans défaut
Lignes de champ
sous défaut
Flux
magnétique
déformé
Flux
magnétique
anormal
Coefficient
d’induction
mutuel
M2≠M1
Déplacement
Bobine
Bobine
Pièce métallique
contrôler
Défaut
Figure 9 – Principe du contrôle par courants de Foucault
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LA MAINTENANCE PRÉVENTIVE _______________________________________________________________________________________________________
Z
IM
CE
PÉ
PÉ
DA
N
DA
ANGLE
ANGLE
N
IM
CE
Z
MESURE
DE LA TENSION
DE DÉSÉQUILIBRE
DU PONT
GÉNÉRATEUR
DE SIGNAL HAUTES
FRÉQUENCES
E
ÊT
PÉ
DA
N
CE
Z
TE
CE
IM
TRAITEMENT
D
À
CR
Ê
CR
N
TA
IS
COURBE DE LISSAJOUS
Déplacement du capteur
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Capteur
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Pièce à contrôler
Défaut
Figure 10 – Exemple de chaîne de contrôle par courants de Foucault
3.6.2 Contrôle par ultrasons
section. Le principe d’un contrôle par ultrasons est représenté sur
la figure 11. Il consiste à émettre et faire se propager une onde
ultrasonore dans la pièce à inspecter puis à recueillir et analyser
l’onde réfléchie à l’issue de son interaction avec le matériau. La
modalité de contrôle la plus répandue est appelé en réflexion,
(« pulse echo » en anglais). La sonde joue souvent le rôle d’émetteur et de récepteur. Le récepteur recueille les échos engendrés
par réflexion ou diffraction sur les obstacles rencontrés par l’onde,
tels que les défauts, les interfaces entre matériaux ou encore la
Les méthodes de contrôles non destructifs par ultrasons appartiennent à la famille des méthodes actives car elles nécessitent
l’utilisation d’ondes ultrasonores qui pénètrent dans la pièce à inspecter. Cette discipline fait l’objet chaque année de nouvelles
innovations pour couvrir de nouveaux champs d’application telles
que la méthode des ondes guidées pour l’inspection des tuyauteries ou de grandes structures présentée succinctement dans cette
Impulsion
initiale
Signal réfracté
sur paroi
Réflexion
directe
sur le défaut
Émetteur
récepteur à ultrasons
Défaut
Signal
réfléchi
Signal
réfracté
et
réfléchi
Impulsion
initiale
Signal réfracté
sur paroi
Réflexion
directe
sur le défaut
Temps
Figure 11 – Principe d’un contrôle par ultrasons avec la technique du temps de vol
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Ondes guidées
émises
Bride
Soudure
Émetteurs
récepteurs
à ultrasons
Ondes réfléchies par défaut
Ondes guidées
émises
Soudure
Défaut
d’épaisseur
Échos temporels reçus
par les capteurs
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Figure 12 – Principe d’un contrôle de tuyauterie par ondes guidées ultrasonores
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surface de la pièce. À partir du traitement temporel, il est possible
de localiser les défauts connaissant la fréquence des ondes ultrasonores et la vitesse de propagation des ondes dans le matériau
en utilisant la technique du « temps de vol ».
La fréquence des ondes ultrasonores utilisées varie en fonction
des matériaux et des applications sur une gamme qui s’étend
environ de 100 kHz à 20 MHz. Le choix de la fréquence résulte
d’un compromis, entre résolution et pouvoir de pénétration qui
décroît avec la fréquence en raison du phénomène d’atténuation.
On distingue trois types de visualisation :
• visualisation de type A (A-SCAN) : c’est la représentation par
échos amplitude/temps ; l’amplitude du signal représente
l’énergie reçue par le traducteur, le temps correspond à la
distance parcourue par l’onde ;
• visualisation de type B (B-SCAN) ; elle donne une image en
coupe de la pièce examinée ;
• visualisation de type C (C-SCAN) ; elle donne une image en
plan et de dessus de la pièce.
Un contrôle par ultrasons nécessite l’utilisation d’éprouvettes
ayant des défauts bien connus pour étalonner les chaînes de traitement. Les méthodes de contrôle par ultrasons font l’objet de
projets de R&D très actifs et d’innovations technologiques permanentes. À titre d’illustration, le Centre technique des industries
mécaniques (Cetim) a construit récemment un nouveau banc
d’essais pour le contrôle ultrasonore par ondes guidées. Utilisant
le principe de la propagation des ondes ultrasonores guidées, il
permet notamment le contrôle de la qualité de tuyauteries de
grandes longueurs, recouvertes d’un revêtement ou enterrés. La
figure 12 représente le principe de cette innovation qui permet de
détecter des manques de matière sur une tuyauterie en traitant les
ondes réfléchies par les défauts. De très nombreuses normes ont
été rédigées pour les contrôles par ultrasons et sont recensées sur
le site web de la COFREND. Parmi les normes générales figurent
NF EN 1330-4, NF EN 16018, NF EN ISO 16810, NF EN 12668-1, NF
EN 12668-2 et NF EN 12668-3.
pièce à contrôler pour détecter des points chauds anormaux. Les
technologies actuelles en constante évolution permettent d’obtenir une image appelée le thermogramme. Actuellement, on distingue deux types de thermographie infrarouge : la thermographie
passive ou l’on observe la scène et la thermographie active qui
consiste à envoyer un flux thermique qui réchauffe l’objet à inspecter.
3.6.3.2 Contrôle par thermographie infrarouge passive
La figure 13 représente un contrôle d’un équipement mécanique
à l’aide du camera infrarouge. Le thermogramme en couleurs permet par inspection de l’image de dresser une cartographie des
points chauds à surveiller.
3.6.3.3 Contrôle par thermographie infrarouge active
Avec cette technique, on soumet l’élément à contrôler par une
excitation extérieure maîtrisée et on analyse ensuite la propagation de la chaleur dans la zone examinée conformément à la
Flux
thermique
infrarouge
Image normale
3.6.3 Contrôle par thermographie infrarouge
Image Infrarouge
Figure 13 – Principe d’un contrôle par thermographie infrarouge
passive
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Acquisition
des signaux
Acquisition
et traitement
images
3.6.3.1 Principe du contrôle par thermographie infrarouge
Le principe de base de la thermographie infrarouge repose sur
le fait que tout corps placé à une température supérieure au 0 Kelvin (– 273 °C) émet de l’énergie sous la forme de rayonnements
électromagnétiques dont les longueurs d’ondes sont dans la
majorité en dehors du spectre visible [R2741v2]. La plus grande
partie de la puissance rayonnée se situe dans une gamme de longueur d’ondes comprise entre 0.1 μm et 500 μm. En utilisant une
caméra thermique, on obtient donc une image thermique de la
Caméra infrarouge
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Émetteur de chaleur
(lampes, induction…)
Flux
thermique
infrarouge
et sa localisation. L’émission acoustique peut être continue ou discrète. Le signal d’émission acoustique discrète appelé salve, qui a
l’allure générale d’une sinusoïde amortie, est traité pour localiser les
sources d’émission acoustique. La figure 15 montre le principe d’un
contrôle d’une pièce soumise à des contraintes. Cette méthode est
très utilisée notamment pour le contrôle des grandes structures, des
enceintes et canalisations sous pression. Elle est d’un usage obligatoire dans le cadre de la législation sur le contrôle des enceintes sous
pression. Les principales normes relatives aux contrôles par émission
acoustique sont : NF EN ISO 9712, NF EN 1330-9, NF EN 13477-1, NF
EN 13554.
Caméra infrarouge
Acquisition
des signaux
3.6.5 Contrôle d’étanchéité et de fuites
Le contrôle d’étanchéité a pour objectif la détection d’un
manque de matière entre les deux faces d’une paroi ou la perte de
l’intégrité mécanique de dispositifs de confinement véhiculant des
fluides (robinets, brides, etc.) [R 2 055]. Cette perte d’étanchéité
induit une fuite qui est le passage d’un fluide d’un côté et d’autre
du dispositif destiné à assurer un confinement en présence d’une
différence de pression (tuyauterie, vannes, brides, enceintes…).
L’étanchéité d’un équipement est déterminée par le mesurage de
son débit de fuite caractérisée par la quantité de fluide qui
s’échappe. Plusieurs méthodes de contrôles sont disponibles et
les plus utilisées sont :
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Acquisition
et traitement
images
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Figure 14 – Principe d’un contrôle par thermographie infrarouge
active
figure 14. Il est possible de mettre en évidence des défauts surfaciques ou subsurfaciques tels que des fissures, des délaminages
ou de la corrosion. On parle alors de thermographie infrarouge
active.
• le contrôle à la bulle (on immerge l’objet dans un liquide et
on visualise les bulles au niveau de la fuite) ;
• le contrôle par variation de pression (on met l’objet sous
pression et on observe la perte de pression au cours du
temps) ;
La thermographie active met en œuvre une source extérieure
qui envoie un flux de chaleur sur la pièce à inspecter si l’émissivité liée au défaut est trop faible. Le flux externe peut être créé en
utilisant des lampes flashs, des lampes halogènes, des ondes
ultrasonores ou des courants induits. Le suivi de l’échauffement et
du refroidissement du matériau permet de mettre en évidence des
défauts surfaciques ou subsurfaciques telles que des fissures, des
délaminages ou de la corrosion. Cette méthode qualitative présente l’avantage d’être non destructive, sans contact, rapide. Les
normes NF A09-420, NF A09-421, NF A09-400 régissent l’utilisation
de cette méthode.
• le contrôle par traceur halogéné (on met l’objet sous pression
avec un gaz halogéné et on renifle l’atmosphère extérieure
avec un détecteur spécialisé) ;
• le contrôle par réaction chimique du gaz ammoniac (la pièce
est mise sous pression avec du gaz ammoniac et en présence
de fuite un révélateur chimique change de couleur près de la
fuite) ;
3.6.4 Contrôle par émission acoustique
Lorsqu’une structure métallique est soumise à une contrainte
mécanique, toute anomalie susceptible de suivre un processus d’évolution peut libérer de l’énergie sous forme d’ondes élastiques transitoires résultant des microdéplacements locaux internes à un matériau
(fissures, inclusions, corrosion, délaminage, etc.). Cette émission est
perçue par différents capteurs principalement piézoélectriques, pour
être analysée avant de caractériser le type de source, son importance
• le contrôle à l’hélium par spectrométrie de masse. (l’objet est
mis sous pression avec de l’hélium, un spectromètre de
masse est utilisé pour détecter la présence d’hélium au droit
de la fuite) ;
• l’écoute acoustique du bruit aérien (on place des capteurs qui
analysent le bruit émis par la fuite par analyse spectrale du
bruit comme le montre la figure 16.
Les normes NF EN 1779, NF EN 13184, NF EN 1593, NF EN 1518,
NF EN 13625 servent de référence à ces contrôles.
Ondes d’émission
acoustique
Amplificateur
Capteur
Ondes
acoustiques
F
Contraintes
Défauts
F
Contraintes
Figure 15 – Principe d’un contrôle par émission acoustique
MT 9 571 – 12
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Spectre bruit
de fond sans fuite
Spectre signal
avec fuite
0
100 KHz
0
100 KHz
Capteur n°2
Capteur n°1
Robinet
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Figure 16 – Principe d’un contrôle par émission acoustique
tiwekacontentpdf_mt9571 v1
3.6.6 Contrôle par radiographie
Les contrôles radiographiques, gammagraphiques et neutrographiques sont largement utilisés pour la détection de défauts volumiques ou de manque de matière dans des grosses pièces
métalliques, dans des soudures et pour le contrôle de l’épaisseur
d’une plaque. À partir de sources appropriées (X, gamma, neutrons), on envoie dans un angle solide donné un flux de radiations
qui traverse le matériau à contrôler. En présence de défaut volumique ou de manque de matière, la transmission du flux est
modifiée, et un détecteur approprié (film radiographique ou dispositif électronique), fournit un cliché bidimensionnel contenant
l’information utile. En général, pour des cas simples,
humaine est suffisante. Le recours aux techniques de
d’image se justifie principalement pour des clichés à
contraste ou en présence de grains importants dans
photographique. De nombreuses normes régissent ces
NF EN ISO 5579, NF EN ISO 17636-1 et NF EN 14784-1.
l’expertise
traitement
très faible
l’émulsion
contrôles :
3.6.7 Contrôle par shearographie
Le contrôle par shearographie est une méthode d’interférométrie holographique. Elle est parfois qualifiée « d’interférométrie
différentielle ». Alors que l’interférométrie classique mesure la
déformation d’une pièce soumise à une contrainte, la shéarographie mesure la dérivée de cette déformation. Elle permet ainsi
d’éliminer les déplacements d’ensemble de la pièce examinée. La
shearographie est une technique optique de mesure d’un champ
de déformation et est encore appelée « interférométrie différentielle de speckle » ou cisaillographie. Le terme de « Speckle » (ou
« grain de lumière ») correspond à l’aspect granulaire pris par la
surface optiquement rugueuse éclairée par une lumière [R6331v1].
L’examen consiste à mesurer deux images dépendant de la forme
de la surface visée avant et après sollicitation (thermique, mécanique, etc.). La soustraction de ces deux informations révèle la
déformation subie par la structure entre ces deux états. Une
déformation anormale révèle la présence d’un endommagement :
délaminage, décollement, fissure, variation de rigidité, etc. La
visualisation est obtenue par un montage optique de type interférométrique comme décrit à titre d’exemple sur la figure 17.
Le lecteur trouvera en [3] les différents principes pour réaliser la
shearographie. Le niveau de sensibilité de la shearographie est
directement lié au type et niveau de contraintes qui sera mis en
œuvre, soit naturellement en cours d’utilisation, soit simulé. La
norme ASTM E2581 fournit les détails de la mise en œuvre de la
shearographie.
Exemple de défaut
sur matériau composite
Ordinateur
traitement
d’images
Caméra
CCD
Lentille
convergente
Miroir
de référence
Source
laser
Lentille
divergente
Séparteur
de faisceau
Surface
à contrôler
Miroir
de cisaillement
(shearing)
Figure 17 – Exemple de mise en œuvre de la shearographie
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3.7 Méthodes complémentaires
de maintenance conditionnelle
3.7.1 Analyse des lubrifiants
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L’analyse des lubrifiants, également appelée analyse des huiles,
est une méthode de maintenance préventive conditionnelle qui
concerne d’une manière générale, tous les mécanismes lubrifiés
Deux paramètres importants conditionnent la lubrification correcte des machines tournantes lubrifiées : l’état du lubrifiant et
l’état des surfaces lubrifiées. Les analyses d’échantillons du fluide
permettent de déterminer d’une part les caractéristiques physicochimiques du lubrifiant et d’identifier une usure des éléments
mécaniques. Deux facteurs prépondérants interviennent pour
modifier les caractéristiques d’un lubrifiant [4] : la dégradation et
la contamination.
tiwekacontentpdf_mt9571 v1
La dégradation d’un lubrifiant se produit en général sous les
actions combinées de l’oxygène de l’air et des températures élevées. Cette oxydation entraîne une dégradation des qualités du
lubrifiant et parfois un dépôt capable de gêner le fonctionnement
normal des machines. Le suivi des propriétés du lubrifiant est
utile, principalement pour ajuster les périodes de changement ou
d’appoint, sans permettre la prédiction d’usure des pièces mécaniques. La contamination du lubrifiant provient de particules
d’usure des pièces internes, mais aussi de l’eau et des particules
solides en provenance de l’extérieur du système lubrifié. Ces particules solides ou ces fluides étrangers sont souvent à l’origine
d’usures anormales. Les symptômes associés à la dégradation et
à la contamination des lubrifiants font appel à des techniques
diversifiées dont les principales sont résumées succinctement
dans cette section.
3.7.1.1 Dégradation des lubrifiants
L’analyse de la dégradation s’intéresse aux propriétés des
caractéristiques physico-chimiques et moléculaires du lubrifiant.
Elles concernent :
– la mesure de viscosité à 40 °C ;
– la mesure de viscosité à 100 °C ;
– l’indice de viscosité ;
– le point d’éclair ;
– l’indice d’Acide Total (TAN) ;
– l’indice de Base Total (TBN) ;
– l’aspect…
Les normes ASTM D664 et ASTMD 2896 caractérisent les
indices TAN et TBN. Les évolutions des propriétés moléculaires de
l’huile et de ses additifs sont généralement suivies par des analyses spectrographiques à absorption notamment dans le
domaine infrarouge.
3.7.1.2 Contamination des lubrifiants
Plusieurs méthodes, faisant appel à des équipements de complexité très variables peuvent être utilisées pour étudier, de
manière qualitative ou quantitative l’importance et la nature de la
contamination. Parmi les principales méthodes de caractérisation
de la contamination figurent :
Cette technique surveille les dimensions et des quantités de
particules contaminantes solides dans les huiles hydrauliques. Le
niveau de propreté ou de contamination est établi selon la norme
ISO 4406. Les méthodes employées sont des comptages au
microscope et automatique.
■ Analyse ferrographique quantitative (ou à lecture directe)
Elle permet de déterminer des quantités relatives de petites et
grosses particules ferreuses pour indiquer tout changement dans
le taux et la sévérité de l’usure des pièces mécaniques lubrifiées.
■ Analyse ferrographique analytique
Elle utilise une analyse microscopique des particules d’usure
jusqu’à une taille de 100 microns, des contaminants et des produits de dégradation par oxydation en suspension dans un échantillon d’huile usée, informe sur l’évolution du mode d’usure.
■ Analyse spectrométrique à émission optique
Elle est utilisée pour déterminer les concentrations, exprimées
en ppm (particules par million) en masse, des différents éléments
présents dans les huiles sous forme d’additifs (calcium, magnésium…), de particules d’usure métalliques (fer, nickel, chrome,
étain, cuivre, aluminium…), ou de contaminants solides divers
(poussières atmosphériques, silicone…).
La figure 18 reproduit un compte-rendu d’une analyse ferrographique réalisée par une société spécialisée et propose un diagnostic sur l’état du lubrifiant analysé.
RÉSULTAT DE FERROGRAPHIE
Photo (×500)
Type de particules
Néant
Usure normale de frottement
Faible
Modéré
Important
X
Usure sévère
Usure abrasive
X
Usure corrosive
Fragments
X
X
Particulaires laminaires
Sphères
X
X
Oxydes métalliques noirs
Oxydes rouges
Métaux non ferreux
X
Non métallique cristallin
Non métallique amorphe
■ Pollution gravimétrique
Cette méthode est principalement utilisée pour le contrôle des
fluides dont la contamination particulaire est élevée. Elle renseigne sur le niveau de contamination globale d’un fluide, et fournit par conséquent des informations sur la propreté du circuit.
■ Contamination globale
La contamination globale est réalisée par ultracentrifugation
fournit la masse d’eau et de sédiments. La masse de cette contamination définit un taux de contamination exprimé en % par unité
de volume. Cette méthode facile à mettre en œuvre ne permet
cependant pas de surveiller l’état d’une machine.
MT 9 571 – 14
■ Comptage de particules
Polymère de friction
X
Fibres
X
Autres
X
Commentaires : dépôt de densité très faible constitué de particules d’usure
normale et de quelques particules de fatigue, peu d’oxydes métalliques
(noirs ou rouges) décelés. On note la présence de quelques particules
non métalliques à structure soit cristalline soit amorphe.
Figure 18 – Exemple de résultat d’une analyse ferrographique
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3.7.2 Analyse vibratoire
L’analyse vibratoire est une méthode de maintenance conditionnelle adaptée à la détection d’anomalies affectant des ensembles
mécaniques dont les éléments structuraux sont soumis à des
efforts mécaniques dynamiques se traduisant par des vibrations
mécaniques. L’analyse vibratoire détecte les mouvements répétitifs d’une surface appartenant à un matériel mécanique dynamique (machines tournantes, machines alternatives, etc.) ou à un
matériel statique (structure, tuyauteries, etc.) [R6100v1] [MT9285].
Le mouvement vibratoire lié à une anomalie mécanique peut se
classer en trois catégories :
• pour la majorité des défauts mécaniques rencontrés sur les
machines tournantes, les vibrations sont de nature périodique et se répètent de façon identique au cours du temps ;
• pour des défauts qui se traduisent par des chocs sur des
structures, les vibrations seront caractérisées par des signaux
transitoires de faible durée qui sont de nature répétitive ou
aléatoire ;
tiwekacontentpdf_mt9571 v1
L’interprétation des signaux vibratoires fait appel le plus souvent à l’analyse fréquentielle utilisant la transformée de Fourier.
Le principe de l’analyse fréquentielle des vibrations revient à
considérer le signal vibratoire comme une somme de fonctions
sinusoïdales dont les valeurs des fréquences sont des multiples
entiers d’une fréquence appelée la fréquence fondamentale. En
l’absence de défauts, les différentes fréquences contenues dans le
signal sont directement liées à la géométrie et à la vitesse de rotation de l’élément mécanique. La présence d’un ou plusieurs
défauts se traduit par l’apparition de nouvelles fréquences que les
experts sont souvent capables d’interpréter si la mesure de vibration est faite au voisinage direct du défaut. En revanche, si le
point de mesure est éloigné de la source initiale, la contribution
Capteurs
vibrations
C1V
La grande variété des problèmes vibratoires rencontrés sur les
matériels mécaniques a conduit à développer des signatures spécifiques, à l’aide de techniques très variées du traitement du
signal. La compréhension des phénomènes vibratoires rend
indispensable l’acquisition de la connaissance et de la manipulation des signaux de base tels que les fonctions sinusoïdales
pures, le résultat de leurs combinaisons et la notion de transformée de Fourier. Ces notions sont utilisées de façon omniprésente
dans tous les matériels de surveillance vibratoire disponibles sur
le marché. En supposant que le calcul des spectres est correctement effectué, l’interprétation des pics sur ces signatures spectrales conduit les spécialistes à diagnostiquer les défauts
suivants :
– détérioration de palier ;
– détérioration d’engrenages ;
– défaut d’alignement ;
– balourd ;
– fissuration d’arbres ;
– frottement de pièces ;
– fissuration d’aubes de turbines et de compresseurs ;
– rupture de film d’huile ;
– défaut d’accouplement ;
Coupleur
hydraulique
C2V
C1H
Pompe
C1A
C1V
Moteur
Données
capteurs
vibrations
Frottement ou tourbillon d’huile
Spectre
vibratoire
Analyseur
spectral
Déséquilibrage
Amplitude du spectre
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• enfin, il est possible de rencontrer des vibrations ayant un
caractère aléatoire au cours du temps (exemple de la cavitation de pompes).
parasite de nombreuses sources de vibrations qui se propagent
dans les structures mécaniques et qui viennent masquer le signal
utile, rend extrêmement complexe l’interprétation des signaux
vibratoires. Suivant la nature des problèmes recherchés, des
points de mesures accessibles et des technologies utilisées, la
mesure de la vibration peut s’exprimer par une mesure de déplacement, une mesure de vitesse ou une mesure d’accélération. La
figure 19 représente un exemple d’une installation de surveillance
vibratoire. Différents capteurs de vibrations sont placés sur les
équipements et les signaux recueillis sont traités par analyse
spectrale. Le résultat de cette analyse vibratoire se traduit par un
spectre vibratoire composé de pics dont les fréquences correspondent à des défauts mécaniques bien définis.
Désalignement
Harmoniques dus
aux jeux mécaniques
Fréquence
Figure 19 – Exemple de système de surveillance vibratoire
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– excitation hydrodynamique ;
– érosion et corrosion d’aubes de pompes,
– détérioration des supportages des machines (massifs, tables
de supportage) ;
– détection de chocs liés à la perte de l’intégrité mécanique des
composants.
La mise en œuvre de l’analyse vibratoire concerne principalement des machines considérées comme critiques et des normes
internationales ont été établies pour évaluer la sévérité de la
condition vibratoire en fonction de leur puissance mécanique
dont les normes DIN ISO 20816-1, NF ISO 10816-3/A1 et ISO
10816-6.
tiwekacontentpdf_mt9571 v1
Tous les matériels électriques sont sujets à dégradation. Les
dégradations peuvent être détectées par des méthodes appropriées telles que les mesures électriques de résistance, d’inductance et de capacité. Pour les moteurs électriques bobinés, les
alternateurs, les transformateurs électriques, les activités de maintenance conditionnelle se basent sur des mesures de résistance
ou d’isolement :
– test de résistance d’isolement ;
– test de l’indice de polarisation ;
– test à un échelon de tension continue ;
– mesure de capacité et du facteur de dissipation ;
– mesure du glissement et analyse du courant.
Pour d’autres matériels électriques tels que les câbles, les isolants, les bobinages, sujets à échauffement, on peut appliquer
La figure 20 donne un exemple de grille permettant de sélectionner les technologies pour les équipements mécaniques et
électriques.
4. Traitements
des informations
en maintenance préventive
4.1 Caractéristiques des traitements
Comme indiqué dans la norme NF EN 13306, la maintenance
préventive conditionnelle inclut « l’évaluation des conditions physiques, l’analyse et les éventuelles actions de maintenance qui en
découlent. L’évaluation des conditions physiques d’un équipement repose sur la collecte et le traitement des informations sur
les équipements ». Ces traitements ont pour objectifs principaux
de détecter le plus tôt possible une défaillance potentielle et de
réaliser un diagnostic pour prendre la décision de mettre en
œuvre éventuellement une ou plusieurs méthodes de surveillance de la dégradation. Ces traitements utilisent les informa-
Matériels mécaniques
Matériels électriques
Co
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de
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Fou
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3.7.3 Analyses pour équipements électriques
l’imagerie infrarouge ou l’analyse des huiles et des gaz dissous
(transformateurs à huile). En présence d’arcage (balais usés,
contacts dessoudés, transformateurs), les techniques radioélectriques sont performantes car elles permettent de localiser rapidement la source d’émissions de parasites radioélectriques.
Générateurs
Turbines
Pompes
Moteurs électriques
Groupes Diesel
Condenseurs
Convoyeurs
Grues
Disjoncteurs
Vannes
Échangeurs
Systèmes élctriques
Source PDMA
Figure 20 – Grille d’application des techniques de maintenance conditionnelle
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tions, signaux ou images obtenues par les systèmes de
surveillance de maintenance conditionnelle. Cette section fournit
un inventaire (non exhaustif) des caractéristiques des signaux
mono et bidimensionnels et les techniques de détection et de diagnostic des défauts. Les détails de ces traitements sont fournis en
[5][6].
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4.2 Signaux monodimensionnels
et traitements associés
tiwekacontentpdf_mt9571 v1
Les signaux monodimensionnels sont caractérisés par le fait qu’ils
ne dépendent que d’un seul paramètre qui n’est pas toujours nécessairement un temps (fréquence, concentration, etc.) [7][6]. Cependant la majorité des méthodes de CND et d’analyse vibratoire
utilisent principalement des signaux temporels. La liste des traitements les plus couramment appliqués pour obtenir une signature
caractéristique d’une dégradation est donnée pour information :
– analyse temporelle (RMS, valeur crête à crête, Kurtosis) ;
– analyse spectrale par transformée rapide de Fourier (FFT) ;
– analyse cepstrale ;
– analyse par ondelettes ;
– analyse Waterfall (chutes du Niagara) pour les signaux de
ralentissement ;
– analyse d’enveloppe ;
– analyse synchrone ;
– analyse temps-fréquence (Wigner Ville) ;
– cyclostationnarité ;
– déconvolution.
Dans le cas des analyses physico-chimiques, les signatures des
défauts sont en général sous forme de spectres.
4.3 Signaux bidimensionnels
et traitements associés
Les signaux bidimensionnels correspondent principalement à
des images en noir et blanc ou en couleur obtenues principalement pendant les essais non destructifs. De nombreuses
méthodes de traitement d’images ont été développées pour améliorer la qualité des images à des fins d’interprétation pour le diagnostic [8].
Parmi les algorithmes les plus classiques figurent :
– l’amélioration du rapport signal sur bruit ;
– la détection de contours ;
– le filtrage passe haut ;
– le filtrage passe bas ;
– la transformation des histogrammes des niveaux de gris ;
– les transformées 2D de Fourier, d’Hadamard, de Haar, etc.
4.4 Détection, diagnostic et décision
Lorsque la phase de caractérisation des signatures des défaillances potentielles est terminée, trois étapes sont à réaliser pour
prendre des décisions pour planifier ou non des interventions de
maintenance préventive : la détection d’une situation anormale, le
diagnostic de la cause et la prise de décision.
4.4.1 Détection d’une dégradation potentielle
Les paramètres des signatures obtenues par les méthodes précédemment décrites sont en général comparées à des valeurs
seuils qui traduiraient une défaillance potentielle de l’équipement
Ces seuils sont définis soit par des normes, par l’expérience ou
des méthodes plus élaborées de traitement statistique du signal
[9]. Pour conforter la fiabilité de la détection, il est utile de corréler
les signatures de nature différentes (par exemple température et
vibrations sur un roulement).
4.4.2 Diagnostic de la dégradation potentielle
Le terme diagnostic provient de la même racine étymologique
grecque : Dia : (par, à travers) et Gnôsè : (connaissance). Dans le
domaine de la maintenance il s’agit de déterminer l’élément
défaillant dans le système complexe qui fera l’objet de la maintenance conditionnelle, Il s’agit d’extraire du signal, avec la connaissance du système et des symptômes des dégradations, le
(les)paramètre(s) relatif(s) à ces symptômes. Depuis plusieurs
décennies, de nombreux outils d’aide au diagnostic ont été développés avec des méthodes statistiques classiques ou les techniques d’intelligence artificielle intégrant le savoir des experts. De
nombreux ouvrages et publications y sont consacrés : [10]
[R1403v1] [S7217v1] [6]. Parmi les outils classiques les plus utilisés figurent :
– l’analyse en composantes principales ;
– les techniques de reconnaissance des formes ;
– les techniques basées sur les ensembles flous ;
– les réseaux de neurones artificiels ;
– les systèmes experts…
Les avancées récentes dans le domaine de l’intelligence artificielle ont conduit aux développements de deux catégories de
méthode de diagnostic : l’apprentissage automatique (Machine
learning) et l’apprentissage profond (Deep learning machine) [11]
comme représentés sur la figure 21. Dans le cas de l’apprentissage automatique, un prétraitement est nécessaire pour la classification par un réseau de neurones. Dans l’apprentissage profond,
un réseau de neurones assure l’extraction des caractéristiques et
la classification. Dans les deux cas, pour apprendre et se développer, les algorithmes ont besoin de données à analyser, sur lesquelles ils s’entraînent. Ces méthodes sont particulièrement
adaptées aux traitements des images (imagerie X, thermographie
infrarouge, ultrasons...).
4.4.3 Décision
Cette étape est fondamentale car elle conditionne la prise de
décision concernant les actions à entreprendre éventuellement.
Comme, en général, les résultats sont toujours entachés d’incertitudes dues aux bruits sur les mesures ou sur les incertitudes sur
les caractéristiques, le problème de la décision revient à choisir
entre deux hypothèses. L’hypothèse H0 correspondant à un fonctionnement normal et à l’hypothèse H1 correspond à une réelle
défaillance potentielle. Pour faciliter le choix entre ces hypothèses, des tests binaires d’hypothèses peuvent être utilisé en
fixant un risque α de commettre une erreur avec tous les coûts
associés [R250v1].
5. Méthodes
de la maintenance
préventive prévisionnelle
La maintenance préventive prévisionnelle est réalisée suite à
une prévision obtenue grâce à une analyse répétée ou à des
caractéristiques connues et à une évaluation des paramètres
significatifs de la dégradation du bien. L’objectif principal de la
maintenance prévisionnelle est d’abord de prédire quand la
défaillance de l’équipement pourrait se produire et ensuite
d’éviter l’occurrence de la défaillance en appliquant la maintenance. Il s’agit de réaliser le pronostic défini dans la norme
ISO 13381 comme « l’estimation de la durée de fonctionnement
avant défaillance et du risque d’existence ou d’apparition ulté-
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Apprentissage automatique (Machine learning)
Extraction
de caractéristiques
Entrées
Caractéristiques
Sorties
Classification
Apprentissage profond (Deep machine learning)
Entrées
Sorties
tiwekacontentpdf_mt9571 v1
Figure 21 – Classification des défauts avec apprentissage automatique et profond
rieure d’un ou de plusieurs modes de défaillance ». La figure 22
représente le principe de la méthode de maintenance préventive
prévisionnelle. La dégradation commence à partir du point de
défaillance potentielle P à un instant Tp et c’est à partir de cet
instant qu’elle serait détectable. L’intervalle de temps pour
attendre la défaillance à l’instant Pd est l’intervalle P-F. En fonction de la sensibilité et de la fréquence des moyens de surveillance, ce n’est qu’à partir du temps T1 que la dégradation est
réellement détectée. Il reste alors un intervalle de temps appelé
« Net P-F interval » pour réagir mais qui n’est pas connu car
l’instant Td d’occurrence de la défaillance est par nature non
connue. À partir de cet instant, on met en place des techniques
de maintenance prévisionnelle pour prédire l’instant d’occurrence de la défaillance. Suivant l’efficacité des méthodes utilisées, les prédictions du comportement de la dégradation
pourront correspondre aux courbes A et B. Les techniques
mises en œuvre pour la prédiction A permettent d’éviter la
défaillance réelle tandis que la courbe B conduit à une défaillance prédite trop tardivement. En théorie, la maintenance prévisionnelle permet d’utiliser une fréquence de maintenance
aussi basse que possible pour éviter une maintenance corrective non planifiée, sans entraîner de coûts associés à une maintenance préventive excessive. La maintenance prévisionnelle
utilise les techniques et technologies de maintenance conditionnelle pour évaluer les performances d’un équipement en temps
réel. La maintenance prévisionnelle est réservée aux équipements critiques compte tenu des coûts associés et quand on
connaît les modes de défaillance prévisibles à moindre coût
avec une surveillance régulière. Avant de décider si la maintenance prévisionnelle convient le mieux à des équipements particuliers, il est souhaitable d’obtenir les avis des constructeurs et
des experts.
Intervalle P-F
Instant où la dégradation
deviendrait détectable
« Net P-F interval »
Intervalle de mise en œuvre
de la maintenance prévisionnelle
Condition
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Extraction de caractéristiques et classification
Défaillance
potentielle
P
B
Prédictions
de la dégradation
A
F
Défaillance réelle
Tp T1
Figure 22 – Principe de la méthode de maintenance préventive prévisionnelle
MT 9 571 – 18
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Ta
Td
Temps
Tb
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_______________________________________________________________________________________________________ LA MAINTENANCE PRÉVENTIVE
6. Sélection des méthodes
et stratégies
de maintenance préventive
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Les sections précédentes ont fourni les principes et les différentes technologies susceptibles d’être utilisées dans le cadre de
la maintenance sans préciser les critères de choix et la fréquence
des tâches associées. Cette section a pour objectif de fournir des
éléments pour établir le contenu d’un programme de maintenance
préventive pour un équipement industriel complexe. L’exploitation du retour d’expérience est particulièrement utile pour être en
mesure de connaître les lois de probabilités des taux de défaillance des équipements. La figure 23 représente les comportements les plus courants des taux de défaillance des équipements.
Pour démontrer cette utilité, la courbe E correspond aux cas des
matériels électroniques avec un taux de défaillance constant. La
défaillance pouvant survenir à tout instant pendant la durée de vie
avec la même probabilité, il est inutile de mettre en place une
politique de maintenance préventive pour des raisons économiques. Il serait inefficace par exemple de définir un programme
de maintenance pour un thyristor de puissance et la maintenance
corrective est la seule alternative viable. L’utilisation de ces
courbes couplées à une connaissance de la cinétique de la dégradation représente des éléments très utiles pour définir en les
intervalles entre les tâches de maintenance préventive. Hormis le
cas de la maintenance préventive systématique où les intervalles
sont définis par le constructeur ou la réglementation, les autres
types de maintenance préventive doivent faire l’objet d’analyses
technico-économiques approfondies.
Pour illustrer la difficulté de la sélection des tâches de maintenance conditionnelle, la figure 24 représente la problématique
6.2 Stratégies d’implantation
de la maintenance préventive
Les responsables de la maintenance d’une installation complexe industrielle comportant de nombreux équipements doivent
sélectionner une stratégie de maintenance définie selon la norme
EN NF 13306 comme « étant une méthode de management utilisée en vue d’atteindre les objectifs de maintenance ». Ces objectifs peuvent concerner la sécurité des biens et des personnes, le
Modèle A
Mortalité infantile, puis taux de défaillance constant
ou faiblement croissant suivi d’unr zone d’usure distincte
Modèle B
Taux de défaillance constant ou faiblement
croissant, zone d’usure distincte
Probabilité conditionnelle de défaillance
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6.1 Critères de choix des méthodes
et des intervalles entre tâches
pour un roulement. Comme cela a été décrit dans les sections précédentes, de nombreuses technologies sont candidates pour assurer la surveillance d’un roulement. L’objectif de la maintenance
conditionnelle efficace est de sélectionner la tâche qui permet de
détecter le plus tôt possible la défaillance potentielle afin d’obtenir
le « Net-PF interval » le plus grand possible. Dans cet exemple, la
première méthode qui permet de découvrir la défaillance est l’analyse des huiles plusieurs mois avant la défaillance. Ensuite l’analyse vibratoire est capable de détecter la défaillance dans un délai
d’un mois ou de quelques semaines. Elle est suivie par la thermographie infrarouge qui détecte le défaut dans délais de quelques
semaines. Puis l’analyse du bruit aérien émis par le roulement
assure la détection quelques semaines avant la défaillance. Le roulement se détériorant mécaniquement et s’échauffant, une mesure
directe de sa température conduit au diagnostic d’une défaillance
imminente quelques jours avant la défaillance. Finalement, lorsque
le roulement est hors d’usage, la défaillance conduit à un dégagement de fumée observable par un contrôle visuel. Cet exemple
démontre que pour détecter de façon la plus précoce possible
l’instant de la défaillance potentielle comme indiqué sur la
figure 24, il faut choisir la méthode la plus sensible pour minimiser la répétition de tâches de maintenance inefficaces et coûteuses
sur le « Net – PF interval ». Le choix de la ou des technologie(s)
retenues requiert de la part des équipes de maintenance un
excellent niveau de connaissance. Des analyses technico-économiques sont nécessaires pour définir la panoplie des contrôles et
de leur fréquence.
Modèle C
Probabilité de défaillance graduellement croissante,
mais pas de zone d’usure distincte
Modèle D
Probabilité de défaillance faible au début, puis augmentation
rapide vers une probabilité de défaillance constante
Modèle E
Probabilité de défaillance constante
dans toutes les périodes de fonctionnement
Modèle F
Mortalité infantile élevée suivie d’une probabilité
de défaillance constante ou faiblement croissante
Figure 23 – Allures des principales lois de défaillance
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LA MAINTENANCE PRÉVENTIVE _______________________________________________________________________________________________________
Instant
où le début
de la dégradation
commence
à apparaitre
(non détectée)
Instant P
où le début
de la dégradation
pourrait être
détectable
mais non détectée
Détection
par la seconde
méthode
de maintenance
conditionnelle
(analyse vibrations :
délais : mois
ou semaines)
Détection
par la quatrième
méthode
de maintenance
conditionnelle
(analyse bruit émis
délais : semaines)
Détection
par la cinquième
méthode
de maintenance
conditionnelle
(détection chaleur
délais : jours)
P
Détection
par la sixième
méthode
de maintenance
conditionnelle
(inspection
visuelle
Fumée
délais : jours
ou heures)
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Condition
Net P-F interval
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Détection
par la première
méthode
de maintenance
conditionnelle
(Analyse
des huiles :
délais : mois)
Détection
par la troisième
méthode
de maintenance
(Thermograhie :
Infrarouge
délais : semaines)
Instant
de la défaillance
Intervalle P-F
Temps
L’OBJECTIF DE LA MAINTENANCE CONDITIONNELLE EFFICACE EST DE SELECTIONNER LA TÂCHE
QUI PERMET DE DÉTECTER LE PLUS TÔT POSSIBLE LA DÉFAILLANCE POTENTIELLE
AFIN D’OBTENIR LE « NET P-F INTERVAL » LE PLUS GRAND POSSIBLE
Figure 24 – Application de la maintenance conditionnelle à un roulement
respect des différentes réglementations et les aspects de rentabilité économique. Hormis certains secteurs où la sécurité fait
l’objet de réglementations particulières, le contenu de la stratégie
de maintenance est défini par les responsables des installations
en fonction de leurs objectifs spécifiques. Lorsque les objectifs
sont de garantir les niveaux de fiabilité et de sécurité intrinsèques
(définis à la conception), la maintenance basée sur la fiabilité est
la stratégie la plus couramment utilisée. Cette stratégie a été mise
au point dans le domaine aéronautique par Nowlan et Heap [12]
sous le nom de RCM (Reliability centered Maintenance) en 1978 et
sert aujourd’hui de stratégie de maintenance des aéronefs
modernes d’Airbus et de Boeing (MSG3). Elle fait actuellement
l’objet de plusieurs normes pour des applications dans tous les
secteurs industriels dont notamment les normes SAE JA1012 et
IEC 60300-3-11 et de plusieurs ouvrages et spécialisés [SE1649v1]
[13] et [14]. La stratégie de la MBF repose sur une démarche
rationnelle et structurée et conduit à la maîtrise de la fiabilité des
composants et à la minimisation des coûts de maintenance. La
figure 25 représente un exemple d’organigramme de sélection
des tâches avec la MBF. La particularité de cet organigramme est
de s’interroger sur la conséquence de la défaillance et ses conditions de découverte (évidente ou cachée). Pour éviter la réapparition de la défaillance, l’organigramme propose un ensemble de
tâches de maintenance préventive. Cette stratégie de maintenance
a prouvé son efficacité dans de très nombreux secteurs industriels. Cependant, les nouveaux développements liés aux concepts
de « l’Internet des objets », ou IoT (Internet of Things), de l’intelligence artificielle et du partage des données dans le « Cloud » sont
en train de lui faire perdre progressivement de son intérêt au pro-
MT 9 571 – 20
fit de la maintenance prévisionnelle de l’industrie 4.0 connue sous
le vocable anglo-saxon de maintenance « prédictive pour l’industrie 4.0 ». Cette nouvelle forme de maintenance prévisionnelle fera
l’objet du point 7 de cet article.
7. Maintenance préventive
prévisionnelle
de l’industrie 4.0
7.1 Origine de l’industrie 4.0
Ce nom provient de l’initiative allemande Industrie 4.0, lancée
par le gouvernement pour promouvoir la fabrication connectée et
une convergence numérique entre l’industrie, les entreprises et
les autres processus [15]. L’Industrie 4.0 correspond à la notion de
transformation cyberphysique de la fabrication de biens dont la
première définition a été établie en 2006 par la National Science
Foundation (NSF) américaine. Suite notamment aux avancées
technologiques dans le domaine des réseaux de communication,
des objets connectés, des bases de données et de l’intelligence
artificielle, un consensus s’est dégagé pour définir les systèmes
cyber-physiques ou CPS (Cyber-Physical System). Les CPS sont
des systèmes formés d’entités collaboratives, dotées de capacité
de calcul, qui sont en connexion intensive avec le monde phy-
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_______________________________________________________________________________________________________ LA MAINTENANCE PRÉVENTIVE
1 L’apparition d’une défaillance est-elle évidente à l’équipage
dans le cadre de ses activités normales ?
Fonction évidente
Fonction cachée
oui
2 La défaillance entraîne-t-elle une perte de la fonction
ou un dommage secondaire qui a des répercussions
directes négaticves sur la sécurité opérationnelle ?
oui
non
LÉGENDE
OC : tâche d’inspection programmée
RW : tâche de remise en état programmée
LL : tâche de remise au rebut
COMB : combinaison de tâches
de maintenance
non
3 La défaillance a-t-elle des effets directs
indésirables sur la capacité opérationnelle ?
CONSÉQUENCES SUR LA SÉCURITÉ
La maintenance programmée est exigée pour réduire
le risque de déffaillance au niveau acceptable
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4 Existe-t-il une tâche d’inspection
programmée (OC) pour détecter
une défaillance potentielle qui soit
applicable et efficace ?
tiwekacontentpdf_mt9571 v1
oui
OC
non
5 Existe-t-il une tâche de remise
en état programmée (RW) réduisant
le taux de défaillance qui soit
applicable et efficace ?
oui
RW
8 Existe-t-il une tâche d’inspection
programmée (OC) pour détecter
une défaillance potentielle
qui soit applicable et efficace ?
oui
non
non
6 Existe-t-il une tâche de remise au rebut
(LL) capable d’éviter la défaillance
ou de réduire le taux de défaillance
qui soit applicable et efficace ?
oui
LL
OC
oui
COMB
9 Existe-t-il une tâche de remise
en état programmée (RW) réduisant
le taux de défaillance
qui soit applicable et efficace ?
non
oui
7 Existe-t-il une combinaison
de tâches de maintenance (COMB)
préventive à la fois applicable
et efficace ?
CONSÉQUENCES
NON OPÉRATIONNELLES
La maintenance programmée
est souhaitable si les coûts
sont inférieurs aux coûts
des réparations prévenant
ces défaillances
CONSÉQUENCES OPÉRATIONNELLES
(ÉCONOMIQUES)
La maintenance programmée
est souhaitable si les coûts sont inférieurs
aux coûts combinés des conséquences
opérationnelles et les coûts des réparations
prévenant ces défaillances
11 Existe-t-il une tâche d’inspection
programmée (OC) pour détecter
une défaillance potentielle
qui soit applicable et efficace ?
oui
non
OC
12 Existe-t-il une tâche de remise
en état programmée (RW) réduisant
le taux de défaillance
qui soit applicable et efficace ?
non
oui
non
RW 10 Existe-t-il une tâche de remise au rebut RW 13 Existe-t-il une tâche de remise au rebut
(LL) capable d’éviter la défaillance
(LL) capable d’éviter la défaillance
ou de réduire le taux de défaillance qui
ou de réduire le taux de défaillance qui
soit applicable et efficace ?
soit applicable et efficace ?
oui
non
La reconception
est obligatoire
non
Pas de maintenance programmée
LL
oui
Pas de maintenance programmée
LL
La reconception est peut être souhaitable
non
La reconception est peut être souhaitable
Figure 25 – Exemple d’organisation des tâches en MBF
sique environnant et les phénomènes s’y déroulant, fournissant et
utilisant à la fois les services de mise à disposition et de traitement de données disponibles sur le réseau. L’industrie 4.0 fait
appel à des technologies très diverses. Voici les plus importantes.
■ L’Internet industriel des objets (IIoT, pour Industrial Internet of
Things)
L’Internet des objets industriels est une sous-catégorie de
l’Internet des objets défini par l’Union international des télécommunications). Selon UIT, l'Internet des objets (IdO) est une
« infrastructure mondiale pour la société de l’information, qui permet de disposer de services évolués en interconnectant des objets
(physiques ou virtuels) grâce aux technologies de l’information et
de la communication interopérables existantes ou en évolution ».
IIoT se compose de dispositifs et d’infrastructures qui communiquent avec Internet. Le terme IIoT fait toutefois spécifiquement
référence à la technologie des capteurs intelligents communicants
dans les processus automatisés de production, de logistique et de
maintenance.
■ Le Big Data
Les big data ou mégadonnées désignent l’ensemble des données numériques produites par l’utilisation des nouvelles technologies. Cela recoupe aussi bien des données issues de capteurs,
des contenus publiés sur le web des données transmises par les
objets connectés (étiquettes électroniques, compteurs intelligents,
smartphones…) que des données géolocalisées, etc.
■ L’intelligence artificielle
L’intelligence artificielle est une discipline qui consiste à reproduire le comportement cognitif d’un être humain à l’aide de programmes informatiques spécifiques.
■ Les réseaux de communication
– les réseaux LAN (Local area network) ;
– les réseaux LPWAN (low power LAN) ;
– les réseaux personnels (Personal Area Network, PAN).
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LA MAINTENANCE PRÉVENTIVE _______________________________________________________________________________________________________
■ Les interfaces tactiles et vocales et les systèmes de réalité aug-
sation des données n’est pas limitée au poste de contrôle. La
même solution peut être disponible partout – des écrans géants
aux tablettes et aux smartphones, sur site et dans le cloud. Et tout
le monde peut y accéder, des responsables de la surveillance des
équipements aux experts les plus divers.
mentée
À titre anecdotique, le système ACARS (Aircraft Communication
Addressing and Reporting System) utilisé pour les avions commerciaux depuis les années 1980 peut être considéré comme le
précurseur de la maintenance de l’industrie 4.0. C’est un système
qui permet l’échange en temps réel d’informations (messages)
entre l’avion et le sol sous forme numérique codée par liaison
radio ou satellite. Pour la maintenance, le traitement et l’analyse
de données émises par le système permettent de préparer et
d’anticiper les vérifications et travaux de maintenance à effectuer
sur l’avion dès son atterrissage.
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7.2 Maintenance prévisionnelle
(prédictive) de l’industrie 4.0
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La maintenance prévisionnelle de l’industrie 4.0 utilise des équipements de surveillance des conditions pour évaluer les performances d’un équipement en temps réel. L’Internet des objets
industriels (IIoT) est un élément clé de ce processus. L’IIoT permet
à différents équipements et systèmes de se connecter, de travailler ensemble et de partager, d’analyser et de traiter des données.
La figure 26 donne un exemple de configuration d’une structure
correspondant à la maintenance préventive pour l’industrie 4.0.
Cette structure est fondée sur quatre éléments :
– les capteurs IIoT ;
– les systèmes de communication de données ;
– les systèmes de stockage des données ;
– les systèmes de traitement des algorithmes appliqués aux données génèrent des informations sous la forme de tableaux de bord
et d’alertes.
L’IIoT s’appuie sur des capteurs autonomes ou connectés pour
acquérir des informations, les comprendre et identifier les zones
qui nécessitent une attention particulière. Parmi les exemples
d’utilisation de capteurs de maintenance figurent l’analyse des
vibrations, l’analyse de l’huile, l’imagerie thermique et l’observation des équipements. Les données de l’équipement et des capteurs sont enregistrées et affichées en temps réel, fournissant la
base pour la surveillance des conditions en temps réel. La visuali-
Objets industriels
(IIOT Things)
Réseau local
Disposer des informations au bon moment et au bon endroit est
la clé du succès de la maintenance prévisionnelle de l’industrie 4.0
pour fournir aux techniciens de maintenance un support optimal.
Le technicien de maintenance peut créer des règles telles que des
paramètres de l’équipement définis au préalable déclenchent un
avis de maintenance à venir et uniquement lorsque cela est réellement nécessaire. Inversement, bien entendu, des valeurs limites
et des règles peuvent également être définies de manière à ce que
les arrêts non planifiés de la machine soient immédiatement affichés et que des notifications soient envoyées aux personnes
concernées. La majorité des algorithmes s’appuient sur les techniques de l’intelligence artificielle pour prévoir des défaillances
(réseaux de neurones, apprentissages automatique et profond,
etc.). En particulier les techniques du « data mining » pour exploiter les données contenues dans le « big data » et les différents
« clouds » sont particulièrement efficaces.
Il est important de préciser que si la multiplication des capteurs
et des capacités de traitement des données permet une meilleure
définition et un meilleur suivi des descripteurs, la décision de réalisation de tâches de maintenance active nécessite toujours de se
fixer des seuils. Les techniques d’IA peuvent contribuer à les
déterminer mais elles ne le pourront que si un nombre suffisant
de comportements dégradés et de défaillances ont été observés et
enregistrés pour qu’un apprentissage soit possible.
Par rapport à la maintenance préventive classique, le coût des
équipements de surveillance nécessaires à la maintenance prévisionnelle (prédictive) de l’industrie 4 .0 est souvent élevé. Le
niveau de compétence et l’expérience nécessaires pour interpréter
avec précision les données de surveillance des conditions sont
également élevés. Combinés, cela peut signifier que le recours à
la maintenance « prédictive » de l’industrie 4.0 a un coût initial
élevé. De plus, elle est très vulnérable aux intrusions malveillantes
dues à la cybercriminalité informatique et nécessite par conséquent la mise en place de procédures sécuritaires informatiques
coûteuses.
L’Internet
Serveur à distance
Passerelle
Accès utilisateur
et contrôle
Liaison filaire/sans fil
LPW AN (réseaux à basse
consommation) :
PAN (réseau local personnel) :
LAN (réseau local)
Capteurs et
Actionneurs
Analyse des données
Traitement
Communication
Figure 26 – Exemple de structure pour la maintenance prévisionnelle pour l’industrie 4.0
MT 9 571 – 22
Services & Back End
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8. Conclusion
9. Glossaire
Pour les secteurs industriels où l’occurrence d’une défaillance
conduit à des conséquences inacceptables pour les responsables
des installations industrielles, la maintenance préventive représente une stratégie de maintenance qui permettra de minimiser la
probabilité d’un arrêt fortuit. De nombreuses techniques et technologies ont été développées pour assurer la détection et la surveillance d’une défaillance potentielle. Cependant, la maintenance
préventive doit être réservée aux équipements critiques compte
tenu des coûts associés et du haut niveau de qualification des personnels. Pour sélectionner les tâches techniques, leur fréquence et
leur stratégie d’implantation, il est souhaitable d’obtenir les avis
des constructeurs et des experts. Actuellement, le développement
du concept de l’industrie 4.0 et les méthodes de pronostic et
d’estimation de la durée de fonctionnement avant défaillance résiduelle dans le cadre de la PHM (Prognostics and Health Management) et du RUL (Remaining Useful Life) vont conduire à de
nouvelles méthodes de maintenance prévisionnelle (prédictive)
très élaborées. Il est par conséquent recommandé à un utilisateur
potentiel de réaliser une veille technologique pour bénéficier de
ces outils innovants et très performants.
Maintenance ; maintenance
Ensemble de toutes les actions techniques, administratives et de
management durant le cycle de vie d’un bien, destinées à le maintenir ou à le rétablir dans un état dans lequel il peut accomplir la
fonction requise.
Maintenance préventive conditionnelle ; condition-based maintenance
Maintenance préventive qui inclut l’évaluation des conditions physiques, l’analyse et les éventuelles actions de maintenance qui en
découlent.
Maintenance préventive prévisionnelle ; predictive maintenance
Maintenance conditionnelle exécutée suite à une prévision obtenue grâce à une analyse répétée ou à des caractéristiques
connues et à une évaluation des paramètres significatifs de la
dégradation du bien.
Dégradation ; degradation
Changement néfaste de l’état physique, avec le temps, l’utilisation
ou en raison d’une cause externe.
Défaillance ; failure
Perte de l’aptitude d’un bien à accomplir une fonction requise.
Essais non destructifs ; non destructive testing
Ensemble de méthodes permettant de caractériser l’état d’intégrité de structures ou de matériaux, sans les dégrader et à différents stades de leur cycle de vie.
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P
O
U
R
La maintenance préventive
Méthodes et technologies
par
E
N
Gilles ZWINGELSTEIN
Ingénieur de l’École nationale supérieure d’électrotechnique, d’électronique, d’informatique, d’hydraulique et des télécommunications de Toulouse (ENSEEIHT)
Docteur-ingénieur, docteur ès sciences, professeur associé des universités en retraite, université Paris-Est Créteil, France
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v1] (2007).
MOREL (J.). – Surveillance vibratoire et maintenance prédictive [R6100 v1] (2002).
SEEMANN (B.). – détection de fuite [R2055 v2] (2005).
PAJANI (D.) et AUDAIRE (L.). – Thermographie –
Technologies et applications [R2741 v2] (2013).
BOULENGER (A.). – Maintenance conditionnelle
par analyse des vibrations [MT9285 v1] (2006).
Outils logiciels
BK CONNECT, plateforme de traitement de signaux vibratoires, [Logiciel],
BRÜEL & KJAER France, 46, rue du Champoreux, F-91540 MENNECY, France
Fluke thermal imaging software [Logiciel], FLUKE 383, rue de la Belle
Étoile, 95700 Roissy-en-France
Eddynet PC et RevospECT Pro logiciels, traitement courants de Foucault,
[Logiciel], ZETEC, ZAC des hauts de WISSOUS, 91320 WISSOUS, France
UltraVision 3, traitement ultrasons, [Logiciel], ZETEC, ZAC des hauts de
WISSOUS, 91320 WISSOUS, France
Normes et standards
NF EN 13306
2018
Maintenance – Terminologie de la
maintenance
IEC 60050-192
2015
Copyright © – Techniques de l’Ingénieur – Tous droits réservés
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Vocabulaire électrotechnique international – Partie 192 : sûreté de fonctionnement
Doc. MT 9 571 – 1
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LA MAINTENANCE PRÉVENTIVE _______________________________________________________________________________________________________
NF EN 1330-1
2015
Essais non destructifs – Terminologie – Partie 1 : liste des termes généraux
NF A09-400
1991
Essais non destructifs – Thermographie infrarouge – Vocabulaire relatif
à la caractérisation de l’appareillage
NF EN 1330-2
Août 1999
Essais non destructifs – Terminologie – Partie 2 : termes communs aux
méthodes d’essais non destructifs
NF A09-420
1993
Essais non destructifs – Thermographie infrarouge – Caractérisation de
l’appareillage
NF EN 1330-10
2003
Essais non destructifs – Terminologie – Partie 10 : termes utilisés en
contrôle visuel
NF A09-421
1993
Essais non destructifs – Thermographie infrarouge – Méthodes de
caractérisation de l’appareillage
NF EN 13018
2016
Essais non destructifs – Examen
visuel – Principes généraux
NF EN 13554
2011
Essais non destructifs – Émission
acoustique – Principes généraux
NF EN 13927
2003
Essais non destructifs – Contrôle
visuel – Équipement
NF EN 1330-9
2017
ISO 18490
2015
Essais non destructifs – Évaluation
de l’acuité visuelle du personnel
END
Essais non destructifs – Terminologie – Partie 9 : termes utilisés en
contrôle par émission acoustique –
Essais non-destructifs – Terminologie – Partie 9 : Termes utilisés en
contrôle par émission acoustique
NF EN ISO 3059
2013
Essais non destructifs – Contrôle par
ressuage et contrôle par magnétoscopie – Conditions d’observation
NF EN 13477-1
2001
NF EN ISO 12706
2010
Essais non destructifs – Contrôle par
ressuage – Vocabulaire
Essais non destructifs – Émission
acoustique – Caractérisation de
l’équipement – Partie 1 : description
de l’équipement
NF EN 13477-2
2011
NF EN ISO 3452-1
2013
Essais non destructifs – Examen par
ressuage – Partie 1 : principes généraux
Essais non destructifs – Émission
acoustique – Caractérisation de
l’équipement – Partie 2 : vérifications
des caractéristiques de fonctionnement
NF EN ISO 3452-2
2014
Essais non destructifs – Examen par
ressuage – Partie 2 : essais des produits de ressuage
NF EN 14584
2013
NF EN ISO 3452-3
2014
Essais non destructifs – Examen par
ressuage – Partie 3 : pièces de référence
Essais non destructifs – Essais
d’émission acoustique – Contrôle
des équipements métalliques sous
pression pendant l’épreuve – Localisation planaire des sources d’EA
NF EN 15495
2008
Essais non destructifs – Émission
acoustique – Vérification des équipements métalliques sous pression
pendant l’épreuve – Localisation par
zone des sources d’EA
NF EN 1779
1999
Essais non destructifs – Contrôle
d’étanchéité – Critères de choix de la
méthode et de la technique
NF EN 13184
2001
Essais non destructifs – Contrôle
d’étanchéité – Méthode par variation
de pression
NF EN ISO 3452-4
1999
Essais non destructifs – Examen par
ressuage – Partie 4 : équipement
NF EN ISO 3452-5
2009
Examen par ressuage – Partie 5: Examen par ressuage à des températures supérieures à 50 degrés C
NF EN ISO 3452-6
2009
Essais non destructifs – Examen par
ressuage – Partie 6 : examen par ressuage à des températures inférieures à 10 °C
NF EN ISO 12707
2016
Essais non destructifs – Magnétoscopie – Vocabulaire
NF EN 1593/A1
2004
Essais non destructifs – Contrôle
d’étanchéité – Contrôle à la bulle
NF EN ISO 3059
2013
Essais non destructifs – Contrôle par
ressuage et contrôle par magnétoscopie – Conditions d’observation
NF EN 1518
1998
Essais non destructifs – Contrôle
d’étanchéité – Caractérisation des
détecteurs de fuite à spectrométrie
de masse,
NF EN ISO 9934-1
2017
Essais non destructifs – Magnétoscopie – Partie 1 : principes généraux
du contrôle
NF EN 13625
2002
NF EN ISO 9934-2
2015
Essais non destructifs – Magnétoscopie – Partie 2 : produits indicateurs
Essais non destructifs – Contrôle
d’étanchéité – Guide pour la sélection des instruments utilisés pour le
mesurage des fuites gazeuses
NF EN ISO 20486
2018
NF EN ISO 9934-3
2015
Essais non destructifs – Magnétoscopie – Partie 3 : équipements
Essais non destructifs – Contrôle
d’étanchéité – Étalonnage des fuites
de référence des gaz
NF EN ISO 12718
2008
Essais non destructifs – Contrôle par
courants de Foucault – Vocabulaire
NF EN ISO 16810
2014
Essais non destructifs – Contrôle par
ultrasons – Principes généraux
NF EN ISO 15549
2011
Essais non destructifs – Contrôle par
courants de Foucault – Principes
généraux
NF EN ISO 5577
2017
Essais non destructifs – Contrôle
par ultrasons – Vocabulaire –
Contrôle non destructif – Contrôle
par ultrasons – Vocabulaire
NF EN ISO 15548-1 2014
Essais non destructifs – Appareillage
pour examen par courants de Foucault – Partie 1 : caractéristiques de
l’appareil et vérifications
NF EN 1330-4
2010
Essais non destructifs – Terminologie – Partie 4 : termes utilisés pour
les essais par ultrasons
NF EN ISO 15548-2 2014
Essais non destructifs – Appareillage
pour examen par courants de Foucault – Partie 2 : caractéristiques des
capteurs et vérifications
NF EN ISO 16827
2014
Essais non destructifs – Contrôle par
ultrasons – Caractérisation et dimensionnement des discontinuités
NF EN ISO 16828
2014
Essais non destructifs – Contrôle par
ultrasons – Technique de diffraction
du temps de vol utilisée comme
méthode de détection et de dimensionnement des discontinuités
NF EN ISO 2400
2012
Essais non destructifs – Contrôle par
ultrasons – Spécifications relatives
au bloc d’étalonnage n° 1
NF EN 12668-3
2013
Essais non destructifs – Caractérisation et vérification de l’appareillage
de contrôle par ultrasons – Partie 3 :
équipement complet
NF EN ISO 15548-3 2008
Essais non destructifs – Appareillage
pour examen par courants de Foucault – Partie 3 : caractéristiques du
système et vérifications
NF EN ISO 20339
2017
Essais non destructifs – Appareillage
pour examen par courants de Foucault
NF ISO 18434-1
2008
Surveillance et diagnostic de l’état
des machines – Thermographie –
Partie 1 : procédures générales
Doc. MT 9 571 – 2
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_______________________________________________________________________________________________________ LA MAINTENANCE PRÉVENTIVE
ASTM E 2581
NF EN ISO 5579
Essais non destructifs – Contrôle
radiographique
des
matériaux
métalliques au moyen de film et de
rayons X et gamma – Règles de base
vitesse nominale de fonctionnement
entre 120 r/min et 15 000 r/min…
ISO 10816-6
1995
Vibrations mécaniques – Évaluation
des vibrations des machines par
mesurages sur les parties non tournantes – Partie 6 : Machines alternatives
de
puissance
nominale
supérieure à 100 kW
ISO 3448
1992
Lubrifiants liquides industriels –
Classification ISO selon la viscosité
ASTM D1744
2013
Standard Test Method for Determination of Water in Liquid Petroleum
Products by Karl Fischer Reagent
Contrôle non destructif des assemblages soudés – Contrôle par radiographie – Partie 1 : Techniques par
rayons X ou gamma à l’aide de film
NF EN ISO 1523
2002
NF EN ISO 11699-1 2012
Essais non destructifs – Film pour
radiographie industrielle – Partie 1 :
classification des systèmes de films
pour radiographie industrielle
Détermination du point d’éclair –
Méthode à l’équilibre en vase clos
ISO 4406
1999
Essais non destructifs – Radiographie industrielle numérisée avec
plaques-images au phosphore – Partie 1 : classification des systèmes
Transmissions
hydrauliques
–
Fluides – Méthode de codification du
niveau de pollution particulaire
solide
ISO 3771
2011
Vibrations mécaniques – Mesurage
et évaluation des vibrations de
machines – Partie 1 : Lignes directrices générales
Produits pétroliers – Détermination
de l’indice de base – Méthode par
titrage potentiométrique à l’acide
perchlorique
ISO 13381-1
2015
Surveillance et diagnostic des
machines – Pronostic – Partie 1:
Lignes directrices générales
SAE JA1012
2011
A Guide to the Reliability-Centered
Maintenance (RCM) Standard
IEC 60300-3-11
2009
Dependability management – Part 311: Application guide – Reliability
centred maintenance
DIN ISO 20816-1
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2014
ASTM Standard Practice for Shearography of Polymer Matrix Composites, Sandwich Core Materials and
Filament-Wound Pressure Vessels in
Aerospace Applications
NF EN ISO 17636-1 2013
NF EN 14784-1
tiwekacontentpdf_mt9571 v1
2014
NF ISO 10816-3/A1
2005
2017
2017
Novembre 2017 Vibrations mécaniques – Évaluation des vibrations
des machines par mesurages sur les
parties non tournantes – Partie 3 :
machines industrielles de puissance
nominale supérieure à 15 kW et de
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Réglementation
Arrêté du 20 novembre 2017 relatif au suivi en service des équipements
sous pression et des récipients à pression simple.
Décision BSERR (Bureau de la sécurité des équipements à risques et des
réseaux) 18-002 en date du 13 décembre 2017.
Arrêté du 1er mars 2004 relatif aux vérifications des appareils et accessoires de levage.
Arrêté du 19 avril 2017 portant modification de l’arrêté du 29 février 2016
relatif à certains fluides frigorigènes et aux gaz à effet de serre fluorés.
Annuaire
Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
AFIM Association française des ingénieurs de maintenance : http://
www.afim.asso.fr/
CETIM Centre technique des industries mécaniques : http://www.cetim.fr/
COFREND Confédération française pour les essais non destructifs : organisme de référence dans le domaine de la certification et de la qualification
des agents dans les essais et contrôles non destructifs en France : https://
www.cofrend.com/
SMRP The Society for Maintenance & Reliability Professionals (SMRP),
Association américaine des ingénieurs de maintenance et de sûreté de fonctionnement : https://smrp.org/
EFNMS European Federation of Maintenance Societies : http://
www.efnms.eu
AFNOR Association française de normalisation : https://www.afnor.org/
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Doc. MT 9 571 – 3
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