LA MAINTENANCE INDUSTRIELLE

PLACE ET DEFINITION DE LA MAINTENANCE INDUSTRIELLE

 Pour être et demeurer compétitive, une entreprise doit produire toujours mieux (qualité)
et au coût le plus bas

Minimiser le coût = fabriquer plus vite et sans interruption

Solution : L’automatisation et l’informatique.

Et après ?

Les machines ne doivent jamais (ou presque) connaître

de défaillances tout en en fonctionnant à un régime
permettant le rendement maximal
 PLACE ET DEFINITION DE LA MAINTENANCE INDUSTRIELLE

Définition de la maintenance selon l’AFNOR par la norme NF X 60-010 :

ensemble des actions permettant de maintenir ou de rétablir un bien dans un
état spécifié ou en mesure d’assurer un service déterminé. Bien maintenir,
c’est assurer l’ensemble de ces opérations au coût optimal.

La définition de la maintenance fait donc apparaître 4 notions :

Maintenir qui suppose un suivi et une surveillance

Rétablir qui sous-entend l’idée d’une correction de défaut

Etat spécifié et service déterminé qui précise le niveau de compétences et les objectifs attendus de la
maintenance

Coût optimal qui conditionne l’ensemble des opérations dans un souci d’efficacité économique
 ROLE DE LA MAINTENANCE
Le service maintenance doit mettre en œuvre la politique de maintenance définie par la direction de l’entreprise ;
cette politique devant permettre d’atteindre le rendement maximal des systèmes de production

Tous les équipements n’ont

pas le même degré d’importance

Il faut donc définir des stratégies

les mieux adaptées
 Il existe 2 tendances quant au positionnement de la maintenance dans l’entreprise :
Tendance 1 : La centralisation où toute la maintenance est assurée par un service.
 Les avantages sont :
◦ Standardisation des méthodes, des procédures et des moyens de communication
◦ Possibilité d’investir dans des matériels onéreux grâce au regroupement
◦ Vision globale de l’état du parc des matériels à gérer
◦ Gestion plus aisée et plus souple des moyens en personnels
◦ Rationalisation des moyens matériels et optimisation de leur usage (amortissement plus rapide)
◦ Diminution des quantités de pièces de rechange disponibles
◦ Communication simplifiée avec les autres services grâce à sa situation centralisée
SERVICE DE LA MAINTENANCE
 SERVICE DE LA MAINTENANCE

 Tendance 2 : La décentralisation, où la maintenance est confiée à plusieurs services, de dimension

proportionnellement plus modeste, et liés à chacun des services de l’entreprise.
Les avantages sont :
Meilleures communications et relations avec le service responsable et utilisateur du parc à maintenir
Effectifs moins importants dans les différentes antennes
Réactivité accrue face à un problème
Meilleure connaissance des matériels
Gestion administrative allégée
 Méthode de la maintenance

Notion de défaillance

Fonction requise : fonction d’un produit dont l’accomplissement est nécessaire pour la
fourniture d’un service donné. Une fonction requise pourra être une fonction seule ou un
ensemble de fonctions. La notion de service pourra recouvrir une mission, c’est à dire une
succession de phases par lesquelles doit passer le produit sur un intervalle de temps donné

Dégradation : état d’une entité présentant une perte de performances d’une des fonctions
assurées par celle-ci ou alors un sous-ensemble lui-même dégradé, voire défaillant, sans
conséquence fonctionnelle sur l’ensemble. On peut aussi parler de dérive.

Défaillance : c’est la cessation d’aptitude d’un bien à accomplir une fonction requise ; c’est
donc la perte de disponibilité du bien. C’est le passage d’un état à un autre
 Méthode de la maintenance

Le défaut est au centre du débat : il provient d’une faute (ou cause) dont les dérives se font progressivement sentir. Il génère
une défaillance (ou effet) plus ou moins importante sur le processus de fabrication
 Méthode de la maintenance

La figure précédente est très parlante :

• on attend que le défaut produise une défaillance effective puis on agit ; c’est de la maintenance corrective ; le
défaut est provisoirement éliminé, mais à terme il a des chances de réapparaître ;

• on anticipe le défaut car on connaît les effets de certaines dérives (surveillance) ; c’est de la maintenance préventive ;

• on s’attaque à la cause afin d’éviter les dérives ; c’est de la maintenance améliorative. Celle-ci a un effet correctif.
Méthode de la maintenance
 Méthode de la maintenance

Choix de la politique de la maintenance

Le choix parmi ces différentes méthodes entre dans la politique de maintenance et se décide donc au niveau de la direction du
service maintenance.. En règle générale, on tendra vers une diminution des actions de maintenance corrective au profit
d’actions préventives. Mais il faut savoir qu’on peut pas tout prévoir cela signifie que correctif et préventif vont être
complémentaire et que la part de préventif que l’on va adopter peut se déterminer à partie des considérations économique.
 Méthode de la maintenance

le service maintenance vont dépendre effectivement de la production :

- Si on travail en feu continu avec stock zéro toute intervention qui arrête la production altère directement le chiffre d’affaire on
opte plus a la maintenance préventive et conditionnelle.

- Si la production est dirigé pour alimenter le stock les interventions n’altère pas directement le chiffre d’affaire on opte plus
vers le corrective
 Méthode de la maintenance

Maintenance corrective
Appelée parfois maintenance curative, c’est une maintenance effectuée après la détection d'une défaillance et destinée à
remettre un bien dans un état lui permettant d'accomplir une fonction requise, au moins provisoirement (norme NF EN
13306). C’est donc une maintenance qui remet en état mais qui ne prévient pas la casse. Elle réagit à des événements
aléatoires, mais cela ne veut pas dire qu’elle n’a pas été pensée. C’est un choix politique de l’entreprise.

Opérations de maintenance corrective

Après apparition d’une défaillance, le maintenancier doit mettre en œuvre un certain nombre d’opérations dont les
définitions sont données ci-dessous. Ces opérations s'effectuent par étapes (dans l'ordre) :
1. test, c’est à dire la comparaison des mesures avec une référence,
2. détection ou action de déceler l'apparition d'une défaillance,
3. localisation ou action conduisant à rechercher précisément les éléments par lesquels la
défaillance se manifeste,
4. diagnostic ou identification et analyse des causes de la défaillance,
5. dépannage, réparation ou remise en état (avec ou sans modification),
6. contrôle du bon fonctionnement après intervention,
7. amélioration éventuelle, c’est à dire éviter la réapparition de la panne,
8. historique ou mise en mémoire de l'intervention pour une exploitation ultérieure.
 Méthode de la maintenance

Le temps en maintenance corrective

Les actions de maintenance corrective étant très diverses, il est toujours difficile de prévoir la durée d’intervention :

- elle peut être faible (de quelques secondes pour réarmer un disjoncteur ou changer un fusible à quelques minutes pour
changer un joint qui fuit) ;
- elle peut être très importante (de 0,5 à plusieurs heures) dans le cas du changement de plusieurs organes simultanément
(moteur noyé par une inondation) ;
- elle peut être majeure en cas de mort d’homme (plusieurs jours si enquête de police).

Le responsable maintenance doit donc tenir compte de ces distorsions et avoir à sa disposition une équipe « réactive » aux
événements aléatoires. Pour réduire la durée des interventions, donc les coûts directs et indirects (coûts d’indisponibilité de
l’équipement), on peut :

- mettre en place des méthodes d’interventions rationnelles et standardisées (outillages spécifiques, échanges standards,
logistique adaptée, etc..),
- prendre en compte la maintenabilité des équipements dès la conception (trappe de visites accessibles, témoins d’usure
visible, etc..).
 Méthode de la maintenance
Maintenance préventive
La maintenance préventive est une « maintenance effectuée avant la détection d’une défaillance d'un bien, à des intervalles
prédéterminés ou selon des critères prescrits (suite à l'analyse de l'évolution surveillée de paramètres significatifs) et destinée à
réduire la probabilité de défaillance d'une entité ou la dégradation du fonctionnement du bien . On constate que la maintenance
préventive
peut prendre différentes formes :
• maintenance systématique,
• maintenance conditionnelle,
• maintenance prévisionnelle.

Opérations de maintenance préventive

Ces opérations trouvent leur définition dans la norme NF X 60-010 et NF EN 13306).

1. Inspection : contrôle de conformité réalisé en mesurant, observant, testant ou calibrant les caractéristiques significatives
d'un bien ; elle permet de relever des anomalies et d’exécuter des réglages simples ne nécessitant pas d’outillage spécifique,
ni d’arrêt de la production ou des équipements (pas de démontage).
 Méthode de la maintenance

2. Contrôle : vérification de la conformité à des données préétablies, suivie d’un jugement. Ce contrôle peut déboucher sur
une action de maintenance corrective ou alors inclure une décision de refus, d’acceptation ou d’ajournement.
3. Visite : examen détaillé et prédéterminé de tout (visite générale) ou partie (visite limitée) des différents éléments du bien et
pouvant impliquer des opérations de maintenance de premier et deuxième niveau ; il peut également déboucher sur de la
maintenance corrective.
4. Test : comparaison des réponses d’un système par rapport à un système de référence ou à un phénomène physique
significatif d’une marche correcte.
5. Echange standard : remplacement d’une pièce ou d’un sous-ensemble défectueux par une pièce identique, neuve ou
remise en état préalablement, conformément aux prescriptions du constructeur.
6. Révision : ensemble complet d'examens et d'actions réalisées afin de maintenir le niveau de disponibilité et de sécurité
d’un bien.
 Méthode de la maintenance

Maintenance systématique

A – Définition (norme NF EN 13306)

C’est la maintenance préventive effectuée sans contrôle préalable de l'état du bien conformément à un échéancier établi
selon le temps, le nombre de cycles de fonctionnement, le nombre de pièces produites ou un nombre prédéterminé
d'usages pour certains équipements (révisions périodiques) ou organes sensibles (graissage, étalonnage, etc..).
B – Organisation de la maintenance systématique
L’organisation de la maintenance systématique propre à un équipement recouvre deux aspects : la détermination du
contenu des interventions et le choix de leur périodicité. Ces éléments sont fréquemment fixés par :
- le constructeur, dans le «guide d’entretien» de l’équipement (aéronautique, matériel ferroviaire,...),
- le législateur, dans des normes homologuées éditées par l’AFNOR (ascenseurs, matériel sous pression, matériel
électrique,...).

Mais ils peuvent aussi être le fait de l’utilisateur mais cela nécessite de bien connaître le comportement du matériel,
l’historique des pannes et le MTBF (Mean Time Between Failures).
 Méthode de la maintenance

Maintenance conditionnelle
A – Définition (norme NF EN 13306)
C’est la « maintenance préventive subordonnée à un type d'événement prédéterminé (autodiagnostic, information d'un
capteur, mesure, etc.) ou à l'analyse de l'évolution surveillée de paramètres significatifs de la dégradation et de la baisse de
performance d'une entité ».
Cette surveillance de la dégradation permet de fixer un seuil d'alarme avant un seuil d'admissibilité. Le principal intérêt d'une
telle stratégie est de pouvoir utiliser les entités au maximum de leur possibilité mais aussi de diminuer le nombre des
opérations de maintenance corrective.
 Méthode de la maintenance

Elle se traduit par une surveillance des points sensibles de l’équipement, cette surveillance étant exercée au cours de
visites préventives. Ces visites soigneusement préparées, permettent d’enregistrer différents paramètres : degré d’usure,
jeu mécanique, température, pression, débit, niveau vibratoire, pollution ou tout autre paramètre qui puisse refléter l’état
de l’équipement.

Cas d’application
Cette méthode d’entretien ne doit pas être appliquée indistinctement à tous les équipements.
Elle n’est rentable que sur du matériel en bon état, neuf ou récemment révisé, et occupant une place
importante, voire stratégique, dans le processus de fabrication (c’est un équipement clé).
Il est donc inutile de l’appliquer à du matériel robuste et présentant peu de risque, à des
équipements secondaires, dont les pannes ont peu de répercussion sur la production ou alors à des
machines en surnombre susceptibles d’être relevées en cas de défaillance.
Utilité: La vapeur d’eau
 Notions de base

La vapeur d’eau est le fluide thermique caloporteur le plus utilisé dans l’industrie.

La vapeur d’eau est un gaz invisible , produit par le changement d’état de l’eau. Ce changement d’état est obtenu en
ajoutant de la chaleur à l’eau.
L’énergie calorifique correspondante, contenue dans un combustible ( charbon , gaz , hydrocarbure, électricité, énergie
nucléaire,…..) est transmise à l’eau dans une chaudière .

Deux premières constations peuvent être déjà faites :

-La température de vaporisation de l’eau croit lorsque la pression de la chaudière croit.
-L’eau et la vapeur en contact sont toujours à la même température.
Notions de base
 Notions de base

-Une fois produite, la vapeur est véhiculée de la chaudière aux équipements utilisateurs où elle cédera sa chaleur latente
(énergie utile ) et se transformera en liquide saturé.
-Les condensats ainsi obtenus contiennent encore une quantité d’énergie équivalente à celle fournie à l’eau pour la porter à
sa température d’ébullition.
Une bonne pratique d’amélioration de l’efficacité du système de vapeur consiste donc à recycler les condensats et à les
réutiliser dans la chaudière.
AVANTAGES DE LA VAPEUR
-L’utilisation de la vapeur comme fluide caloporteur offre les avantages suivants :
* avec une chaleur latente élevée, la vapeur à la possibilité de véhiculer une grande quantité d’énergie dans des conditions
relativement petites.
* Le débit massique de la vapeur en circulation dans le système de distribution est relativement faible, ( par rapport à d’autres
fluides caloporteurs : eau ou huile ). Donc, pour un même besoin énergétique l’installation des conduites nécessitera moins de
matériaux de support et de suspension.
* La circulation de la vapeur dans les conduites est due aux différences de pression le long de la tuyauterie. Il est donc
inutile d’installer des pompes dont le coût est généralement élevé .
* L’utilisation de la vapeur comme fluide caloporteur permet une exploitation souple du système de distribution. Ainsi , la
satisfaction d’une demande en vapeur variant suivant les besoins peut être réalisée sans faire appel aux pompes à vitesses
variables , ni aux différentiels de pression, ni aux bipasses.
 Notions de base
* Aux niveau des appareils d’utilisation, la vapeur à l’avantage d’avoir un coefficient de transfert de chaleur deux fois plus
élevé que celui de l’eau . Par conséquent, la taille des surfaces d’échange et l’investissement d’achat des appareils de transfert
( échangeurs, aérothermes,….) seront réduit.
* Un autre avantage de la vapeur réside dans le fait qu’elle remplit uniformément l’espace interne des échangeurs. Il est donc
inutile de prévoir des échangeurs avec des chicanes ou autres dispositifs de répartition du fluide caloporteur.
* La vapeur est un fluide inodore non toxique, une fuite de vapeur n’engendre aucun risque d’incendie et ne nécessite
généralement pas d’arrêt de production pour les opérations de maintenance et de réparation.
TABLES DE VAPEUR D’EAU
Pour comprendre les phénomènes physiques de transformation de l’eau en vapeur, il est habituel d’utiliser quatre diagrammes :
La courbe de saturation de la vapeur d’eau
La courbe de température-enthalpie.
La courbe de température-entropie.
Le diagramme de Mollier.
Notions de base
 Notions de base

Types de vapeur
• Vapeur surchauffée
– difficulté de contrôler la température
– transfert de chaleur plus lent
• pas de changement de phase
Vapeur saturée sèche
normalement utilisée
• Vapeur humide
– présence de gouttelettes d’eau dans la vapeur, ce que l’on cherche en général
à éviter (purgeurs des condensats)
 Objectifs d’une installation de production de la vapeur

Vapeur de bonne qualité

 
 
�Quantité suffisante
 
�Pression et température correctes
 
�Exempte d’air et de gaz incondensables
 
�Exempte de particules solides (oxyde de fer, etc…)
 
�Avoir un titre le plus élevé possible (vapeur sèche)
La boucle de vapeur, schéma type
 Méthodologie d’optimisation de l’exploitation
 
Niveaux d’optimisation
 
 
• Niveau de la production de la vapeur
 
• Niveau de la distribution de la vapeur
 
• Niveau de la consommation de la vapeur
 
• Niveau de retour des condensats
 Optimisation de la production de vapeur
 
Paramètres à optimiser
 
 
• Les pertes par les purges (purges de déconcentration & purges de fond)
 
• Les pertes de combustion / pertes par les fumées
 
• Les pertes de maintien ( par rayonnement surfaciques)
 Traitement d’eau et déconcentration
 
Le but du traitement d’eau est de :
 
 Minimiser les corrosions dans la chaudière, les réseaux vapeur et condensats.
 
 Eviter la formation de tartres dans la chaudière.
 
 Minimiser la formation de mousse et l'entraînement d’eau afin de garantir une qualité de
vapeur optimale (primage).

Traitement d’eau et déconcentration

 
Pourquoi faut-il déconcentrer ?
�TDS=Total dissolved solids

 Afin de ne pas dépasser le TDS (la concentration en sels totalement dissous ) maxi donné par le fabriquant de
chaudière, il va falloir DECONCENTRER.
 C’est à dire prendre une partie de l’eau de chaudière chargé en sels minéraux et l’évacuer de la chaudière et la
remplacer par de l’eau alimentaire faiblement chargée.

Un TDS trop élevé engendre une détérioration de la chaudière ainsi que du primage chimique (entraînement d’eau
chargée en sels � mousse).
 Traitement d’eau et déconcentration
 
Calcul du débit de déconcentration

(ppm)
F = TDS de l’eau d’appoint
(ppm)
B = TDS préconisé en chaudière
(kg/h)
Qv = Débit de vapeur chaudière
(kg/h)
Qd = Débit de déconcentration

Débit de déconcentration (Qd) = F x Qv

B-F
 
Il existe plusieurs systèmes de déconcentration d’eau :
Déconcentration manuelle
Déconcentration continue
Déconcentration automatique
 Traitement d’eau et déconcentration
 
Avantages d’une déconcentration automatique
 
 Economie d’eau, de combustible et de produits chimiques.
 
 Réduction du primage. Diminution des coûts d’entretien.
 
 Régulation automatique. Diminution du besoin de surveillance.
 
 Vapeur sèche et propre. Augmente le rendement de l’installation.
 
 Meilleur contrôle de la salinité et récupération de l’énergie
permettant une plus grande efficacité.
 
1 à 2 % de gain de combustible
 Les pertes de combustion

Température de fumée :

�ce paramètre dépend de la technologie de la chaudière et des allures de la combustion.

�En général, on note la température de fumée dans le journal de la chaudière comme valeur comparative, si la température d'une
chaudière monte au cours du temps avec le même réglage, même allure et même excès d'air, on peut penser à un encrassement des
tubes de la chaudière par le tartre, les sels ou le noir de carbone. Cet encrassement réduit l'échange thermique entre l'eau et la
fumée, la température de fumée monte et le rendement de la combustion chute.

Concentration en oxygène et excès d'air :

l'excès d'air est nécessaire pour obtenir une réaction combustion complète du carburant, en même temps l'air qui est injecté dans le
foyer d'une chaudière ne contribuant pas à la combustion, réduit le rendement parce qu'il entre à la température ambiante, il s'échauffe et
sort à la température de fumée.
La valeur type de l'excès d'air :
dépend du type de combustible et de sa pulvérisation, à titre indicatif, il est conseillé d'avoir un excès d'air inférieur à 15% pour les
combustibles gazeux, 25% pour les combustibles liquides claires, et 40% d'excès d'air pour le fioul et les combustibles solides.
Pour augmenter ou réduire l'excès d'air :
dans une chaudière, on agit sur les volets d'air du brûleur ou sur le débit de carburant.
 Les pertes de combustion

Concentration en CO :
�Le CO se produit surtout lorsqu'il n'y a pas suffisamment d'excès d'air.
�Au cas où on a en même temps un excès d'air et une forte concentration en CO, il faut revoir la pulvérisation du carburant et le
mécanisme de mélange air carburant du brûleur.

Les pertes par les fumées : Economiseur sur les fumées

 Exploitation optimale de la production de vapeur
 
• Contrôles et modifications de l'exploitation
–Vérifier régulièrement la température des gaz de fumée et les comparer chaque semaine à vos
valeurs
–Vérifier à différentes heures d'une journée la pression de vapeur à la chaudière
–Contrôler périodiquement si le niveau d'eau dans la chaudière est stable
–Effectuer régulièrement les procédures relatives au traitement d'eau
–Contrôler la fréquence des purges d'ébouage de la chaudière
–Essayer de réduire les variations de charge et planifier s'il y a lieu la demande pour maximiser le
rendement de la chaudière
–Fonctionner à la pression de vapeur la plus basse répondant aux exigences des utilisateurs (jour, nuit,
week-end)
–S'assurer que la qualité de vapeur convient aux utilisateurs
–Arrêt des équipements non utilisés
 Optimisation de la boucle vapeur : Distribution

Réduire les pertes thermiques en ligne

 
• Détection et réparation les fuites de vapeur qui
représentent une perte pure
–On répare les joints ou presse-étoupe qui fuient
–Etc.
• Détection et élimination les pertes thermiques de la
distribution
–Isolation des parties non-isolées
–Renforcement/Réparation de l’isolation si nécessaire
–L’identification de ces pertes peut se faire si nécessaire
par thermographie…
–…mais le plus souvent un simple contrôle visuel suffit !
 Optimisation de la boucle vapeur : Consommateurs

Besoins de chaleur ?
 
• Besoins et exigences
–Niveau de température (ou de pression pour la vapeur)
–Puissance
–Profil de la demande en fonction du temps
–Profil de pression en fonction du temps (vapeur)
• Diminuer la demande
–Adaptation des consignes
–Isolation
–Diminution des fuites et des pertes de vapeur
–Exploitation des rejets de chaleur, retour des condensats
 Optimisation de la boucle vapeur : Retour des condensats

La purge des condensats des

réseaux et des procédés
contient une quantité importante
d’énergie qui sera fonction de la
pression de vapeur utilisée ainsi
que de la consigne de
température des procédés.

Condensats
 
• La récupération des condensats et le contrôle des purgeurs revêtent une importance primordiale dans un système de vapeur
• Les purgeurs (d'eau condensée)

–Lorsqu'un appareil est chauffé à la vapeur, celle-ci lui cède sa chaleur latente et se condense à l'état liquide
–Cette eau ainsi condensée se rassemble au bas de l'appareil, ce qui a pour conséquence de réduire toujours plus la surface d'échange de chaleur
–Laisser sortir que l'eau liquide, à l'exclusion de vapeur

–L'eau condensée évacuée sur le purgeur a une température correspondant à la pression de la vapeur alimentant l'appareil
 Purgeur d’eau condensée
 
• Fonctions du purgeur d'eau condensée
–A) Laisser passer l'eau condensée
–B) Empêcher le passage de la vapeur
–C) Permettre le passage de l'air et des gaz
• Principaux types de purgeurs d'eau condensée
–A) à flotteur fermé
–B) à flotteur ouvert (ou à seau)
–C) à flotteur inversé ouvert (ou à cloche)
–D) à élément thermostatique
–E) à labyrinthes
–F) thermodynamique