Choix des méthodes de surveillance

Entre ces différentes méthodes, le choix n’est curieusement pas si difficile. Chaque méthode a son champ d’applications privilégié, C’est pourquoi elles entrent rarement en concurrence. L’analyse vibratoire, par exemple, convient aux défauts liés à la cinématique et à la structure de la machine, mais dans une plage de fréquence déterminée (située

généralement entre quelques hertz et plusieurs dizaines de kHz). Elle couvre alors les défauts structurels (basse fréquence), les défauts spécifiques aux roulements (à plus haute fréquence), ainsi que la majorité des dysfonctionnements les plus courants (qui se situent souvent en deçà de 5 kHz). En dehors de cette plage de mesure, on utilise d’autres méthodes. « Au-delà de 20 kHz, il est souvent préférable de réaliser un contrôle par ultrasons ou par thermographie infrarouge ». Il en est de même avec l’analyseacoustique, qui se limite à la détection de bruits dans des fréquences audibles.

Tableau 3.2 : Principales méthodes de détection

Types de défauts

Déséquilibre, balourd OUI NON OUI OUI

Défauts de roulement OUI OUI OUI OUI

Défauts des engrenages OUI OUI OUI OUI

Défauts de courroies OUI NON OUI OUI

Défauts d’alignement OUI NON OUI NON

Défauts dû à la dégradation d’huile

NON OUI NON OUI

Manque d’huile OUI OUI OUI OUI

Défauts électriques OUI NON OUI OUI

Défauts d’écoulement OUI NON NON OUI

Jeu OUI NON OUI OUI

Tout dépend donc des défauts que l’on souhaite détecter… Ainsi, par exemple « dans le

cas d’un défaut de roulement, qui commence à se manifester à haute fréquence puis se déplace à une fréquence de plus en plus faible (avec une énergie croissante) au fur et à mesure de sa dégradation, les ultrasons vont permettre de réaliser une détection à un stade plus précoce que l’analyse vibratoire ou l’analyse acoustique, et lorsque la dégradation du roulement se manifeste en zone audible, il est souvent trop tard ». De même, les défauts

liés au phénomène de cavitation ou aux écoulements de fluides, qui se manifestent à basse fréquence, sont détectés par un contrôle ultrasonore…[CHEV00].

Chapitre 3 Maintenance Prédictive

Du côté de l’analyse d’huiles, c’est un peu la même démarche. « Elle permet d’abord de

s’assurer que l’huile joue bien son rôle, autrement dit que ses caractéristiques physico- chimiques (sa viscosité, par exemple) ne sont pas altérées, et ne vont pas nuire au bon fonctionnement de l’équipement ». D’autre part, les particules présentes dans l’huile vont

révéler l’usure anormale d’un ou de plusieurs organes. Ou alors la présence d’une pollution extérieure (des poussières dues au mauvais état d’un filtre, par exemple) avant que celle-ci n’entraîne l’usure d’un élément. Dans ce cas, « la détection est plus précoce que des

méthodes telles que l’analyse vibratoire, qui ne détecte que la conséquence de la pollution », La contre partie, « c’est que l’on a besoin des débris d’usure! Mais il peut très bien survenir des dysfonctionnements qui ne génèrent pas assez de particules pour être Tableau 3.3 : Choix des méthodes de détection des défauts

Avantages limitations Champ d’ application

Analyse vibr atoir e

- Détection de défauts à un stade précoce

- Possibilité de réaliser un diagnostic - Autorise une surveillance continue - Permet de surveiller l’équipement à distance (télémaintenance)

- Spectres parfois difficiles à interpréter

- Dans le cas de la surveillance continue, installations relativement coûteuses

Détection des défauts de tous les organes

cinématiques de la machine (balourd, défauts d’alignement, jeux, etc.) et de sa structure Analyse d’ huile

- Détection d’une pollution anormale du lubrifiant, avant que celle-ci n’entraîne une usure, ou un échauffement lubrification, analyse des éléments d’usure,

- Possibilité de connaître l’origine de l’anomalie par analyse des particules

-Ne permet pas de localiser précisément le défaut -Nécessite de prendre de nombreuses précautions dans le prélèvement de l’échantillon

Contrôle des propriétés physico-chimiques du lubrifiant, détection d’un manque de

n’entraîne une usure analyse de contamination par le process

(étanchéité), etc.

Ther mo gr aphie

- Permet de réaliser un contrôle rapide de l’installation

- Interprétation souvent immédiate des résultats

- Ne permet pas de réaliser un diagnostic approfondi

- Détection de défauts à un stade moins précoce que l’analyse vibratoire - Contrôle limité à ce que “voit” la caméra

(échauffements de surface) - Ne permet pas de réaliser un diagnostic approfondi

- Détection de tous les défauts engendrant un échauffement (manque de lubrification en particulier) Analyse acoustique

- Permet de détecter l’apparition de défauts audibles

- Autorise une surveillance continue

- Sensibilité au bruit ambiant - Diagnostic souvent difficile à réaliser - Problèmes de répétabilité des mesures

Détection d’un bruit inhabituel pouvant

ensuite être analysé par analyse vibratoire

détectés…. Inutile alors d’espérer détecter un balourd, un jeu ou encore un défaut

d’alignement s’ils n’engendrent pas l’usure d’un composant…

D’autre part, pour que l’analyse des débris d’usure (par un comptage de particules, par exemple) soit significative, il faut qu’elle soit appliquée à des machines peu polluées dans leur état normal (c’est le cas par exemple des machines hydrauliques). « Sinon, comment

être sûr que les particules que l’on compte sont bien dues à une pollution anormale ? ».

Tout dépend aussi de la vitesse de dégradation du composant. « En théorie, il est possible

d’utiliser l’analyse d’huile pour détecter un défaut de roulements, puisqu’il se manifeste par des débris d’usure. Mais en pratique, il faut savoir que la défaillance d’un roulement se produit en deux ou trois heures. Donc même si l’on effectue l’analyse au bon moment, il est souvent trop tard pour agir à temps ». Il en est de même pour la thermographie

infrarouge. « En règle générale, si la température d’un roulement augmente, c’est qu’il est

déjà très dégradé ! On a donc très peu de temps devant soi ».

3.4.2 Choix selon le type d’installation

C’est ce qui explique d’ailleurs que certains fournisseurs aient développé leur propre outil de surveillance. Par exemple pour les roulements on préconise la méthode dite “d’onde de choc”. Son principe est basé sur l’utilisation d’un capteur dont la bande passante est centrée sur la fréquence des chocs émis par le roulement. On ne surveille alors que les défauts provenant de ce composant [DESP00].

En réalité, il n’existe pas de méthode universelle permettant de détecter de manière assez précoce tous les types de défauts que l’on est susceptible de rencontrer sur une machine tournante. La méthode idéale consiste alors souvent à réaliser un “savant mélange” des techniques pour en exploiter la complémentarité. « Dans le cas d’une turbine entraînant un

alternateur, par exemple, il est courant d’utiliser l’analyse d’huiles pour surveiller l’état des paliers, et la surveillance vibratoire pour détecter un éventuel dysfonctionnement de l’alternateur ».