Prévoir les défaillances avant qu’elles surviennent, tel est l’enjeu de la maintenance prédictive. Pour cela, il existe différentes techniques de mesure permettant d’évaluer l’état des équipements et de détecter les signes avant-coureurs de pannes.
Dans les usines, le fonctionnement des machines sollicite davantage certains points que d’autres, points qui vont alors progressivement s’user. Cet effort entraîne des déséquilibres qui risquent peu à peu d’endommager les machines. Les techniques de maintenance prédictive ont pour but de détecter ces défauts le plus tôt possible, afin de prévenir pannes et accidents et d’optimiser les stratégies de maintenance. Comment faire ? Trois approches sont particulièrement pertinentes : la mesure acoustique, la thermographie et l’analyse vibratoire.
Des techniques non-intrusives
- La mesure acoustique
Cette technique consiste à utiliser les ultrasons, des sons dont la fréquence dépasse 20 000 hertz, pour évaluer l’état des équipements. L’écoute des ultrasons émis par les machines en marche permet notamment de détecter rapidement la présence de défauts mécaniques, de fuites ou encore de problèmes électriques.
L’émission d’ultrasons peut, quant à elle, être utilisée pour déceler des défauts d’étanchéité. Il faut alors placer un émetteur dans la cuve qu’on veut tester, puis observer si l’on capte les ultrasons à l’extérieur, signe que la cuve n’est pas étanche.
- La thermographie
La thermographie consiste à surveiller à travers des capteurs de température – typiquement, des caméras infrarouges – le profil thermique des équipements. Ces dispositifs permettent de détecter des modifications anormales de la température, signalant un dysfonctionnement potentiel : points chauds, fuites, défauts électriques… La thermographie présente l’avantage de ne nécessiter aucun contact avec les machines surveillées, ce qui évite d’interrompre les opérations.
- L’analyse vibratoire
L’analyse vibratoire intervient souvent en complément de la mesure acoustique ou thermique, pour préciser le diagnostic. Il s’agit d’analyser les vibrations émises par la machine pour détecter et identifier des défauts de fonctionnement. L’analyse vibratoire permet, par exemple, de déceler des défauts de serrage, des arbres de transmission désalignés ou encore des courroies endommagées.
Les vibrations sont captées grâce à différents dispositifs, généralement non intrusifs : accéléromètres (capteurs d’accélération ou de rotation), vibromètres laser, enregistreurs numériques ou encore analyseurs de spectres. Elles peuvent être mesurées de différentes façons : amplitude, niveau acoustique (décibels) ou encore fréquence (hertz).
Et les autres techniques ?
Les différentes techniques présentées dans cet article peuvent bien sûr être combinées afin de multiplier la précision des prédictions. Les mesures peuvent être également être complétées par des données issues de nombreuses autres sources d’informations : mesure de la consommation énergétique des machines, journaux, analyse de la production, analyse des fluides ou des huiles émises ou encore analyse spectrale.
Pour utiliser ces techniques à des fins préventives, il faut au préalable avoir établi un profil de fonctionnement normal, tenant compte des caractéristiques de la machine. Cette norme servira ensuite de référence, tout écart relevé pouvant signaler la présence d’anomalies. Il est également utile d’avoir identifié les causes courantes de défaillances.
Enfin, il faut évaluer leur probabilité d’apparition et leur coût. Dès lors qu’il existe un historique suffisant, il est possible de croiser les différentes données disponibles afin d’identifier des schémas ou patterns annonciateurs de pannes, de manière à affiner toujours plus la précision des prédictions.
Veiller à ajuster la stratégie
Tout l’enjeu de la maintenance prédictive est de détecter les problèmes suffisamment en amont : pour cela, il convient d’établir des stratégies de surveillance adaptées aux types de machines : ainsi, les machines les plus coûteuses ou les plus importantes auront tout intérêt à être placées sous surveillance continue, tandis que d’autres moins stratégiques pourront simplement être contrôlées à intervalles réguliers, en se basant sur les indicateurs de durée de vie et sur les probabilités de pannes. Dans le cadre d’une stratégie de maintenance prévisionnelle, il est par ailleurs judicieux de privilégier des techniques non intrusives, qui ne nécessitent pas d’interrompre les opérations.