Introduction à la maintenance

Ecole Nationale d’Ingénieurs de Gafsa

Introduction à la maintenance Mariem TROJET Dr. Génie Industriel

Année universitaire 2015 - 2016

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Notions et enjeux de la maintenance Année universitaire 2015/2016

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Chapitre I.

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I.1. Introduction à la notion de maintenance Interactions des fonctions

Environnement

Qualité

Sécurité

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Maintenance

Production 3

I.1. Introduction à la notion de maintenance • La fonction de maintenance permet :

• Une productivité accrue (outil de production toujours à sa capacité maximale) • Un produit de qualité

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• Un fonctionnement optimal de l’entreprise

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1er paramètre

2ème paramètre

Aptitude d’un bien à assurer une fonction requise

Les coûts

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I.1. Introduction à la notion de maintenance

Efficacité de la maintenance 5

I.2. Notions de la fonction maintenance

« 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

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Définition de la maintenance selon la norme NF EN 13306:

la fonction requise » 6

I.2. Notions de la fonction maintenance • 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

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

temps relativement long, compte tenu des opérations de maintenance : c’est la notion de bien durable et donc de cycle de vie.

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I.2. Notions de la fonction maintenance

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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• Maintenir un bien

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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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I.3. Notion de défaillance

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I.3. Notion de défaillance • Une défaillance peut être :

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

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

temps limité sans avoir subi d’action corrective externe 10

I.3. Notion de défaillance

• Dégradation : État d’une entité présentant une perte de performances d’une des fonctions assurées par celle-ci ou alors un sous-ensemble luimême 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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• Fonction requise : Fonction d’un produit dont l’accomplissement est nécessaire pour la fourniture d’un service donné.

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I.3. Notion de défaillance

0

Dégradation Mariem TROJET--------- ENIGaf 2015/2016

Niveau de performance

Niveau initial

Seuil de perte de fonction Défaillance Temps d’exploitation du bien

tlim

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I.4. Coût du cycle de vie d’un bien

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• 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. Coût du cycle de vie d’un bien

Coût d’acquisition

Coût de propriété (utilisation et maintenance)

Coût de démantèlement (ou de retrait de service)

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I.4. Coût du cycle de vie d’un bien • 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.

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

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I.4. Coût du cycle de vie d’un bien

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

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I.5. Maîtrise de la fonction maintenance

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

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Comment réduire les opérations de dépannage dans l’entreprise?

Oui mais est ce que c’est suffisant? 16

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.5. Maîtrise de la fonction maintenance

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I.6. Objectifs de la maintenance • Maîtriser les équipements

• 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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 Connaître les technologies utilisées  Connaître les modes de défaillance de chaque équipement  Connaître les moyens et outils nécessaires pour leur entretien

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I.6. Objectifs de la maintenance • Contribuer à la qualité et la sécurité dans l’entreprise

• 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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 Faire des interventions « propres » n’affectant pas la qualité des produits  Faire des interventions « sûres » respectant la sécurité de tous

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I.6. Objectifs de la maintenance • Préserver l’environnement

• Travailler dans des conditions de travail motivantes  Gestion des carrières  Programmes de formations

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 Lutter contre les pollutions et les nuisances  Appliquer une politique pour l’économie d’énergie

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I.7. Missions de la maintenance • Les principales missions de la maintenance sont :

 Maintenance corrective : dépannage et réparation  Maintenance préventive, conditionnelle ou systématique

 Opérations de surveillance diverses : visite, contrôle, inspections  Révisions partielles ou générales

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Assurer la maintenance des équipements de production

 Approvisionnement en pièces de rechange et consommables 21

I.7. Missions de la maintenance Améliorer l'équipement de production  Augmentation des capacités ou de la qualité de production  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

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

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

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Les stratégies de la maintenance

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Chapitre II.

Année universitaire 2014/2015 23

II.1. Introduction

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• 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.

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

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II.1. Introduction

Cas 1

Cas 2

Arrêt complet de l’automobile

On peut toujours rouler, mais moins vite, avec un confort et une tenue de route inadéquats

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Un pneu crevé

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II.2. Les concepts de la maintenance

• 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.

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

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II.2. Les concepts de la maintenance Maintenance

Maintenance préventive

Maintenance systématique

Maintenance conditionnelle

Echéancier

Seuils prédéterminés

Maintenance corrective

Défaillance

Défaillance partielle Inspection

Contrôle

Dépannage Visite

type de maintenance

Evénements

Panne

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Réparation Opérations de 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

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II.3. Les types de la maintenance

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Production Réparation

Production Temps

2015/2016

en route Mise Mariem TROJET--------- ENIGaf

Réparation

II.3.1. La maintenance corrective

Panne

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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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II.3.1. La maintenance corrective

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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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II.3.1. La maintenance corrective

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II.3.1. La 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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• Opérations de maintenance corrective

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• 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.

Production

Révision

Production

Réparation

Production

Révision

Production

Révision

Panne

Temps

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II.3.2. La maintenance préventive

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II.3.2. La maintenance préventive • La maintenance préventive est elle-même composée de plusieurs catégories qui diffèrent par leurs conditions d'activation.

• La maintenance préventive conditionnelle

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• La maintenance préventive systématique

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II.3.2. La maintenance préventive • La maintenance préventive systématique

• 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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• Maintenance effectuée selon un échéancier  Connaissance des durées de vie des organes

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II.3.2. La maintenance préventive

Stratégie t

type bloc Défaillance d´un élément Intervention systématique Intervention corrective

Stratégie type âge

t

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Maintenance préventive systématique

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II.3.2. La maintenance préventive  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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• Intérêts de la maintenance systématique

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II.3.2. La maintenance préventive • Maintenance préventive conditionnelle

Production

Intervention

Seuil d’alarme

Dépassement du seuil d’alerte. Préparation d’une intervention

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Seuil de danger

Production Temps

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II.3.2. La maintenance préventive • Maintenance préventive conditionnelle o Effectuée suite à un type d’événement prédéterminé (mesure, diagnostic) 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.

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

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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II.3.2. La maintenance préventive • Maintenance préventive conditionnelle 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

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o

aléatoire (taux constant pendant une durée fixe) 40

II.3.2. La maintenance préventive • Avantages de la maintenance préventive conditionnelle 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

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

o L’analyse vibratoire 41

II.3.2. La maintenance préventive  La thermographie infrarouge : permet de mesurer la température de composants sans contact. Tout défaut se traduisant souvent par une élévation de la

 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.

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température, on peut ainsi en mesurer les conséquences.

 L’analyse vibratoire : principalement utilisée pour la surveillance des machines tournantes. Plus la machine vibre, plus les défauts sont importants.

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II.3.2. La maintenance préventive • Inconvénients de la maintenance préventive conditionnelle Le principal inconvénient de la MPC réside dans la mise en place de ces 

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



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

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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II.3.2. La maintenance préventive 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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

44

II.3.2. La maintenance préventive 

Mise en place : La difficulté principale de ces techniques est la définition des seuils d’alarme et de danger.



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

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

conséquence de déclencher des actions de maintenance non justifiée. 45

La maintenance corrective sera toujours présente de manière résiduelle quel que soit le taux de préventif mis en

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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

 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

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 le lieu où l’intervention doit se dérouler

d’intervention 47

II.4. Les niveaux de la maintenance Niveau 1 Réglages simples prévus par le constructeur au moyen d'organes

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

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

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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II.4. Les niveaux de la maintenance Niveau 1 Exemples en maintenance préventive : ronde de surveillance d’état,

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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graissages journaliers, manœuvre manuelle d’organes mécaniques,

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II.4. Les niveaux de la maintenance Niveau 2 Dépannages par échange standard des éléments prévus à cet effet et

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

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opérations mineures de maintenance préventive, telles que graissage ou

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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Niveau 2 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,…).

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II.4. Les niveaux de la maintenance

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Niveau 3 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.

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II.4. Les niveaux de la maintenance

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Niveau 3 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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II.4. Les niveaux de la maintenance

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Niveau 4 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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II.4. Les niveaux de la maintenance

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Niveau 4 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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II.4. Les niveaux de la maintenance

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Niveau 5 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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II.4. Les niveaux de la maintenance

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II.4. Les niveaux de la maintenance 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.

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Les 3 niveaux simplifiés de maintenance

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La panne sur l'équipement a-t-elle une incidence importante sur la production ou sur la sécurité ?

Oui

Non

Non

Est-il possible d'utiliser des techniques de surveillance ?

Non

Oui

Le cout induit par la panne est-il acceptable ?

L'utilisation et l'exploitation de techniques de surveillance est-elle acceptable ?

Non

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II.5. Choix de la forme maintenance

Début de la démarche

Oui

Oui

58 Maintenance préventive systèmatique

Maintenance préventive conditionnelle ou prévisionnelle

Maintenance corrective