Introduction à la maintenance

Introduction à la maintenance

Mariem TROJET

Dr. Génie Industriel

Année universitaire 2015 - 2016

Ecole Nationale d’Ingénieurs de Gafsa

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Chapitre I. Notions et enjeux de la maintenance

Année universitaire 2015/2016 2

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I.1. Introduction à la notion de maintenance

Maintenance

Sécurité Environnement

Qualité Production

Interactions des fonctions

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• La fonction de maintenance permet :

• Un fonctionnement optimal de l’entreprise

• Une productivité accrue (outil de production toujours à sa

capacité maximale)

• Un produit de qualité

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1er paramètre

Aptitude d’un bien à assurer une fonction requise

2ème paramètre

Les coûts

Efficacité de la maintenance 5

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I.2. Notions de la fonction maintenance

Définition de la maintenance selon la norme NF EN 13306:

« l’ensemble des 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 »

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• Un bien

Tout élément, composant, mécanisme, sous-système, unité

fonctionnelle, équipement ou système qui peut être considéré

individuellement.

Un bien est conçu pour assurer une fonction donnée pendant un

temps relativement long, compte tenu des opérations de

maintenance : c’est la notion de bien durable et donc de cycle de

vie. 7

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• Maintenir un bien

Maintenir ou rétablir, c’est intervenir sur un bien (dépannage,

lubrification, visite, révision, amélioration, …) afin de conserver le bon

état du matériel pour assurer la continuité et la qualité de production.

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I.3. Notion de défaillance

Définition de la défaillance selon la norme NF X 60-011 :

« altération ou cessation d’un bien à accomplir sa fonction requise »

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• Une défaillance peut être :

• Partielle : s’il y a altération d’aptitude du bien à accomplir sa

fonction requise

• Complète : s’il y a cessation d’aptitude du bien à accomplir sa

fonction requise

• Intermittente : si le bien retrouve son aptitude au bout d’un

temps limité sans avoir subi d’action corrective externe 10

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• Fonction requise : Fonction d’un produit dont l’accomplissement est nécessaire pour la fourniture d’un service 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.

• Panne : État d’un produit le rendant inapte à accomplir une fonction requise dans des conditions données d’utilisation. C’est un état. Elle résulte toujours d’une défaillance.

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Seuil de perte de fonction

Défaillance

Dégradation Niveau initial N

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erf

orm

ance

Temps d’exploitation du bien tlim 0

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I.4. Coût du cycle de vie d’un bien

• Le coût du cycle de vie (CCV) (en anglais life cycle cost ou LCC) est le « coût cumulé d'un produit tout au long de son cycle de vie », depuis sa conception jusqu'à son démantèlement.

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Coût du cycle de vie d’un bien

Coût de démantèlement (ou de retrait de service)

Coût de propriété (utilisation et maintenance)

Coût d’acquisition

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• Pour évaluer le coût total d'acquisition, les coûts respectifs d'acquisition, de propriété et de démantèlement doivent être analysés et généralement décomposés plus finement.

𝐶𝐶𝑉 = 𝐶𝑖𝑐 + 𝐶𝑖𝑛 + 𝐶𝑒 + 𝐶𝑜 + 𝐶𝑝 + 𝐶𝑚 + 𝐶𝑠 + 𝐶𝑒𝑛𝑣 + 𝐶𝑑

avec : • Cic = coût d'acquisition pour le client final (investissement initial) • Cin = frais d’installation et de mise en route • Ce = coût énergétique • Co = frais d'exploitation (main-d’œuvre) • Cp = frais de protection (assurance, video surveillance, Incendie) • Cm = coûts de maintenance et réparation • Cs = coûts d'arrêt de production • Cenv = coûts liés à l’environnement • Cd = coûts de mise hors service et de dépose

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• Par exemple, dans le cas d'un système informatique, le coût total prend en considération :

• les coûts directs : le coût des matériels (pour un ordinateur, celui des infrastructures, des réseaux, etc.) ainsi que des logiciels (le coût des licences, etc.), ou les coûts récurrents (les consommables, l'électricité, la climatisation, le loyer des locaux spécialisés pour héberger le système, etc.) ;

• les coûts indirects : soit des coûts plus cachés comme la maintenance, l'administration, la formation des utilisateurs et des administrateurs, l'évolution, les services d’assistance, etc.

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http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Co%C3%BBt_direct&action=edit&redlink=1

http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Co%C3%BBt_indirect&action=edit&redlink=1

I.5. Maîtrise de la fonction maintenance

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Comment réduire les opérations de dépannage dans l’entreprise?

En mettant progressivement en place des actions préventives destinées à prolonger la vie de l’outil (machine)?

Oui mais est ce que c’est suffisant?

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I.5. Maîtrise de la fonction maintenance

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L’idéal n’est certainement pas dans le tout préventif, beaucoup trop coûteux et techniquement imaginaire, mais dans un juste

équilibre entre prévision et guérison.

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I.6. Objectifs de la maintenance

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• Maîtriser les équipements Connaître les technologies utilisées

Connaître les modes de défaillance de chaque équipement

Connaître les moyens et outils nécessaires pour leur entretien

• Assurer une disponibilité maximale des moyens de

production Réduire le nombre des pannes

Réduire les temps d’intervention

• Optimiser les coûts Réduire les coûts des stocks

Optimiser les ressources humaines et matérielles

Réduire les coûts de gestion

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• Contribuer à la qualité et la sécurité dans l’entreprise Faire des interventions « propres » n’affectant pas la qualité des

produits

Faire des interventions « sûres » respectant la sécurité de tous

• Être un acteur influant pour la pérennité de l’entreprise Coopérer avec les autres services opérationnel de l’entreprise

S’intégrer à un processus d’amélioration continue

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• Préserver l’environnement Lutter contre les pollutions et les nuisances

Appliquer une politique pour l’économie d’énergie

• Travailler dans des conditions de travail motivantes Gestion des carrières

Programmes de formations

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I.7. Missions de la maintenance

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• Les principales missions de la maintenance sont :

Assurer la maintenance des équipements de production

Maintenance corrective : dépannage et réparation

Maintenance préventive, conditionnelle ou systématique

Opérations de surveillance diverses : visite, contrôle, inspections

Révisions partielles ou générales

Approvisionnement en pièces de rechange et consommables

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I.7. Missions de la maintenance

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Améliorer l'équipement de production

Augmentation des capacités ou de la qualité de production

Amélioration de la maintenabilité ou de la fiabilité d’un équipement

Amélioration des méthodes d’entretien ou de surveillance

Prendre en charge les travaux neufs ou les travaux de

démontage

Construction, installation, démarrage et mise au point des nouveaux

équipements

Débranchement, démontage et mise en rebuts des équipements à leur fin de

vie

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Chapitre II. Les stratégies de la maintenance

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II.1. Introduction

• Une panne est un arrêt imprévu du fonctionnement d’un élément du matériel technique (facteur de production); elle n’implique pas nécessairement l’arrêt complet de l’équipement.

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Il peut s’ensuivre une baisse de l’efficacité causée par le mauvais fonctionnement de l’équipement.

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II.1. Introduction

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Un pneu crevé

Arrêt complet de l’automobile

Cas 1

On peut toujours rouler, mais moins vite, avec un confort et

une tenue de route inadéquats

Cas 2

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II.2. Les concepts de la maintenance

• La norme NF X 60-000 synthétise bien le cadre des opérations de maintenance selon la figure suivante.

• Ce cadre fait apparaître trois étapes :

• les types de la maintenance, ce qui impliquera automatiquement, à terme, la définition d’une politique de maintenance,

• les événements,

• les opérations de maintenance proprement dites. 26

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II.2. Les concepts de la maintenance

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Maintenance

Maintenance corrective Maintenance préventive

Maintenance systématique

Echéancier

Inspection Contrôle

Visite

Défaillance partielle

Panne

Seuils prédéterminés

Dépannage

type de maintenance

Evénements

Opérations de maintenance Réparation

Maintenance conditionnelle

Défaillance

II.3. Les types de la maintenance

Matériel Opérations possibles

Type de maintenance

En fonctionnement et production

assurée

Observations visuelles, tactiles, olfactives, auditives et gustatives

Maintenance de veille

Contrôle d’état à partir d’appareillage de contrôle

(vibrations, etc..)

Maintenance préventive conditionnelle

En arrêt (attente) et production

assurée

Opérations d’entretien courant (graissage, lubrification, etc..)

Maintenance préventive systématique

En arrêt sur panne, production non

assurée

Dépannage, réparation Maintenance corrective 28

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II.3.1. La maintenance corrective

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Répara

tion

Mis

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ou

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Production Production

Temps

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• Définie comme une maintenance effectuée après défaillance (AFNOR X

60-010 [2])

• Appelée aussi maintenance réactive

• Elle est caractérisée par son caractère aléatoire et souvent synonyme

d’arrêt machine

• Requiert des ressources humaines compétentes et des ressources

matérielles (pièces de rechange et outillage) disponibles sur place

• La maintenance corrective débouche sur deux types d’intervention:

1. Le premier type est à caractère provisoire, ce qui caractérise

la maintenance palliative (dépannage)

2. Le deuxième type est à caractère définitif, ce qui caractérise la

maintenance curative.

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• Chaque défaillance doit être analysée par le service maintenance, et

consignée dans le dossier machine.

• Si la défaillance risque de se reproduire, il convient d’adopter la bonne

attitude pour y faire face :

o Soit trouver une solution pour l’éviter, ou la rendre moins

fréquente (fiabilisation du matériel)

o Soit préparer l’intervention pour diminuer le temps

d’intervention dans le futur avec des schémas logiques de

dépannage, des gammes types de réparation, des systèmes

d’auto diagnostic ou des systèmes experts

o Soit diminuer les conséquences de la défaillance en adoptant

une maintenance préventive systématique ou conditionnelle

qui permettra au service maintenance d’intervenir en temps

masqué (sans provoquer un arrêt de la production).

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• Opérations de maintenance corrective 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.

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II.3.2. La maintenance préventive

• Définition

o La maintenance regroupe l'ensemble des actions exécutées à des intervalles prédéterminés ou selon des critères prescrits et destinées à réduire la probabilité de défaillance ou la dégradation du fonctionnement d'un bien.

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Production Production

Temps

Révis

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Production Production Répara

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Révis

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• La maintenance préventive est elle-même composée de plusieurs

catégories qui diffèrent par leurs conditions d'activation.

• La maintenance préventive systématique

• La maintenance préventive conditionnelle

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• La maintenance préventive systématique

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• Maintenance effectuée selon un échéancier

Connaissance des durées de vie des organes

• Domaines d'utilisation

o Équipement avec normes de sécurité très strictes (exemple : avions,

...)

o Équipement dont l'arrêt imprévu coûte très cher (difficulté de

redémarrage)

o Équipement dont la déréglage provoque des dépenses anormales

d'énergie

o Maintien de l'état de propreté des machines

o Remplacements périodique et systématique de certains éléments

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Stratégie

type bloc t

Défaillance d´un élément

Intervention systématique

Intervention corrective

Stratégie type âge t

Maintenance préventive systématique

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• Intérêts de la maintenance systématique

Éviter les détériorations importantes d'autres constituants. Donc

réduire les coûts de réparation

Diminuer les risques de dommage et les coûts résultant de

l'indisponibilité.

Accroître la sécurité des personnes et des biens

Effectuer dans de bonnes conditions les opérations de maintenance

programmée.

• Son inconvénient est qu’elle engendre des coûts parfois élevés

(changement quelque soit l’état du composant)

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• Maintenance préventive conditionnelle

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Temps

Production

Seuil d’alarme

Seuil de danger

Production

Dépassement du

seuil d’alerte.

Préparation d’une

intervention

Inte

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o Effectuée suite à un type d’événement prédéterminé (mesure, diagnostic)

o Permet de décider du changement de la pièce en fonction de l’évolution

de l’usure qui est mesurée régulièrement

o Cette mesure pourra se faire parfois très simplement avec un simple

témoin (pneus, plaquettes de frein), une mesure d’intensité, de tension,

de pression, etc.

o Peut nécessiter des instruments de mesure ou d’analyse plus coûteux et

complexes, nécessitant l’aide d’un spécialiste (analyse d’huile ou de

vibrations)

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o Peut s’appliquer aux procédés mécaniques (usure progressive), aux

machines tournantes (vibration des paliers ou roulements), aux procédés

transportant ou utilisant des fluides (détection de fuites)

o Non applicable pour les composants électriques ou électroniques car ils

sont des composants dits à défaillance soudaine (non progressive), et

aléatoire (taux constant pendant une durée fixe)

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• Avantages de la maintenance préventive conditionnelle

Permet d’éviter les arrêts machines dus aux pannes. Pour minimiser

encore ces arrêts machines, il faut utiliser des techniques permettant

de mesurer l’état de la machine :

o La thermographie infrarouge

o L’analyse des huiles

o L’analyse vibratoire

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La thermographie infrarouge : permet de mesurer la température de composants

sans contact. Tout défaut se traduisant souvent par une élévation de la

température, on peut ainsi en mesurer les conséquences.

L’analyse des huiles : permet à la fois de surveiller l’huile d’une machine afin de

ne la changer que lorsqu’elle est dégradée (surveillance de lubrifiant) mais

également de mesurer l’état de santé de la machine.

L’analyse vibratoire : principalement utilisée pour la surveillance des machines

tournantes. Plus la machine vibre, plus les défauts sont importants.

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• Inconvénients de la maintenance préventive conditionnelle

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Le principal inconvénient de la MPC réside dans la mise en place de ces

techniques. Elles sont lourdes à mettre en œuvre sur plusieurs points :

La thermographie infrarouge : Caméra infrarouge : de 3000 DT à

60000DT

L’analyse des huiles : Spectromètre mesurant plusieurs éléments (Fer,

Zinc, etc.) contenus dans une huile: plusieurs dizaines de KDT

L’analyse vibratoire : Système d’analyse vibratoire : à partir de 3000 DT

pour collecteur de niveau global et plus de 25000 DT pour un collecteur

de vibration + logiciel d’analyse.

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Formation du personnel : Selon le matériel acheté et le niveau d’exigence

désiré, ces techniques exigent un haut niveau de formation du personnel.

Cela implique donc de libérer du temps de formation et de trouver du

personnel compétent, capable de s’adapter aux évolutions rapides de ces

techniques.

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Mise en place : La difficulté principale de ces techniques est la définition des

seuils d’alarme et de danger.

Ces seuils nécessitent un temps de mise en place pendant lequel la MPC / MPP

n’est pas forcément rentable. Ce délai peut aller de 1 à 3 ans.

• Si on surestime les seuils, on risque la panne bien avant de l’atteindre.

• Si on les sous-estime, on risque de détecter des fausses alarmes, c'est-à-dire

d’atteindre les niveaux d’alarme bien avant la panne ; ce qui aura pour

conséquence de déclencher des actions de maintenance non justifiée.

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La maintenance corrective sera toujours présente de

manière résiduelle quel que soit le taux de préventif mis en

place sur un équipement

Le risque zéro n’existe pas

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II.4. Les niveaux de la maintenance

• Elle comporte cinq niveaux pour lesquels la prise en compte :

la compétence requise

le lieu où l’intervention doit se dérouler

les moyens matériels à mettre en œuvre

la complexité des instructions nécessaires à l’exécution

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

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

d’intervention

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Niveau 1

Réglages simples prévus par le constructeur au moyen d'organes

accessibles sans aucun démontage ou ouverture de l'équipement, ou

échanges d'éléments consommables accessibles en toute sécurité, tels

que voyants ou certains fusibles, etc.

Commentaire : Ce type d'intervention peut être effectué par l'exploitant

du bien, sur place, sans outillage et à l'aide des instructions d'utilisation.

Le stock de pièces consommables nécessaires est très faible.

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Niveau 1

Exemples en maintenance préventive : ronde de surveillance d’état,

graissages journaliers, manœuvre manuelle d’organes mécaniques,

relevés de valeurs d’état ou d’unités d’usage, test de lampes sur

pupitre, purge d’éléments filtrants, contrôle d’encrassement des

filtres.

Exemples en maintenance corrective : remplacement des ampoules,

ajustage, remplacement d’éléments d’usure ou détériorés, sur des

éléments composants simples et accessibles.

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Niveau 2

Dépannages par échange standard des éléments prévus à cet effet et

opérations mineures de maintenance préventive, telles que graissage ou

contrôle de bon fonctionnement.

Commentaire: Ce type d'intervention peut être effectué par un technicien

habilité de qualification moyenne, sur place, avec l'outillage portable

défini par les instructions de maintenance, et à l'aide de ces mêmes

instructions. On peut se procurer les pièces de rechange transportables

nécessaires sans délai et à proximité immédiate du lieu d'exploitation.

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Exemples en maintenance préventive : contrôle de paramètres sur équipements en fonctionnement, à l’aide de moyens de mesure intégrés au bien ; réglages simples (alignement de poulies, alignement pompe moteur, etc.) ; contrôle des organes de coupure (capteurs, disjoncteurs, fusibles), de sécurité, etc. ; graissage à faible périodicité (hebdomadaire, mensuelle) ; remplacement de filtres difficiles d’accès. Exemples en maintenance corrective : remplacement par échange standard de pièces (fusibles, courroies, filtres à air, etc.) ; remplacement de tresses, de presse-étoupe, etc. ; lecture de logigrammes de dépannage pour remise en cycle ; remplacement de composants individuels d’usure ou détériorés par échange standard (rail, glissière, galet, rouleaux, chaîne, fusible, courroie,…).

Niveau 2

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Identification et diagnostic des pannes, réparations par échange de composants ou d'éléments fonctionnels, réparations mécaniques mineures, et toutes opérations courantes de maintenance préventive telles que réglage général ou réalignement des appareils de mesure.

Commentaire : Ce type d'intervention peut être effectué par un technicien spécialisé, sur place ou dans le local de maintenance, à l'aide de l'outillage prévu dans les instructions de maintenance ainsi que des appareils de mesure et de réglage, et éventuellement des bancs d'essais et de contrôle des équipements et en utilisant l'ensemble de la documentation nécessaire à la maintenance du bien ainsi que les pièces approvisionnées par le magasin.

Niveau 3

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Exemples en maintenance préventive : contrôle et réglages impliquant l’utilisation d’appareils de mesure externes aux biens ; visite de maintenance préventive sur les équipements complexes ; contrôle d’allumage et de combustion (chaudières) ; intervention de maintenance préventive intrusive ; relevé de paramètres techniques d’état de biens à l’aide de mesures effectuées d’équipements de mesure individuels (prélèvement de fluides ou de matière, etc.). Exemples en maintenance corrective : diagnostic ; réparation d’une fuite de fluide frigorigène (groupe de froid) ; reprise de calorifuge ; remplacement d’organes et de composants par échange standard de technicité générale, sans usage de moyens de soutien communs ou spécialisés (carte automate, vérin, pompe, moteurs, engrenage, roulement, etc.) ; dépannage de moyens de production par usage de moyens de mesure et de diagnostics individuels.

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Opérations dont les procédures impliquent la maîtrise d’une technique ou technologie particulière et/ou la mise en œuvre d’équipements de soutien spécialisés. Ce type d’opération de maintenance est effectué par un technicien ou une équipe spécialisée à l’aide de toutes instructions de maintenance générales ou particulières.

Commentaire : Ce type d'intervention peut être effectué par une équipe comprenant un encadrement technique très spécialisé, dans un atelier spécialisé doté d'un outillage général (moyens mécaniques, de câblage, de nettoyage, etc.) et éventuellement des bancs de mesure et des étalons de travail nécessaires, à l'aide de toutes documentations générales ou particulières.

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Exemples en maintenance préventive : révisions partielles ou générales ne nécessitant pas le démontage complet de la machine ; analyse vibratoire ; analyse des lubrifiants ; thermographie infrarouge ; relevé de paramètres techniques nécessitant des moyens de mesure collectifs (oscilloscope, collecteur de données vibratoires) avec analyse des données ; révision d’une pompe en atelier, suite à dépose préventive. Exemples en maintenance corrective : remplacement de clapets de compresseur ; remplacement de tête de câble en BTA ; réparation d’une pompe sur site, suite à une défaillance ; dépannage de moyens de production par usage de moyens de mesure ou de diagnostics collectifs et/ou de forte complexité (valise de programmation automate, système de régulation et de contrôle des commandes numériques, variateurs, etc.).

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Opérations dont les procédures impliquent un savoir-faire, faisant appel à des techniques ou technologies particulières, des processus et/ou des équipements de soutien industriels. Par définition, ce type d’opérations de maintenance (rénovation, reconstruction, etc.) est effectué par le constructeur ou par un service ou société spécialisée avec des équipements de soutien définis par le constructeur et donc proches de la fabrication du bien concerné.

Exemples : révisions générales avec le démontage complet de la machine ; reprise dimensionnelle et géométrique ; réparations importantes réalisées par le constructeur ; reconditionnement du bien ; remplacement de biens obsolètes ou en limite d’usure.

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La répartition en 5 niveaux, bien que précise, n'est pas toujours facilement compréhensible de tous et les frontières entre les différents niveaux peuvent apparaître « flou ». Une définition en 3 niveaux peut être appliquée pour plus de facilité : Niveau 1 : travail sur l'équipement (Maintenance de l'opérateur : remplacement d'ampoules, contrôle de niveaux, remplacement de filtres, ...). Niveau 2 : échange et dépose d'organes et de sous-ensembles de l'équipement (Maintenance spécialisée : remplacement d'organes, réparations...). Niveau 3 : travail sur l'organe déposé (Maintenance lourde : révision complète, rénovation...).

L'important, c'est que la stratégie de maintenance soit bien comprise afin de pouvoir être appliquée.

Les 3 niveaux simplifiés de maintenance

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Début de la démarche

La panne

sur l'équipement a-t-elle

une incidence importante sur

la production ou sur la

sécurité ?

Le cout induit par la panne

est-il acceptable ?

Est-il possible d'utiliser

des techniques de

surveillance ?

L'utilisation et

l'exploitation de tech-

niques de surveillance est-elle

acceptable ?

Oui Non

Oui

Non

Maintenance

préventive

systèmatique

Maintenance préventive

conditionnelle ou

prévisionnelle

Maintenance

corrective

Oui

Oui

Non

Non

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Introduction à la maintenance

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