3.3 Politiques de maintenance appliquées à un composant élémentaire
3.3.2 Politiques basées sur l’état courant du composant
Nous allons maintenant nous intéresser aux politiques de maintenance basées sur l’état
courant du composant. Pour le composant dont la défaillance fait suite à une dégradation
graduelle, celui-ci évolue d’un état neuf en passant par différents états intermédiaires avant
de tomber en panne. Dans cette sous-partie, nous supposons que le modèle décrivant sa
dégradation est connu. Nous faisons également l’hypothèse que des informations de
surveillances corrélées à la dégradation du composant sont disponibles.
Il est alors intéressant d’utiliser ces informations pour adapter les décisions de maintenance.
Cela permet de faire évoluer la maintenance systématique, présentée dans la sous-partie
précédente, vers des politiques plus dynamiques. Dans ce cadre, nous présentons une
politique de maintenance conditionnelle et une politique de maintenance prévisionnelle.
Politique de maintenance conditionnelle à la détérioration
Cette politique vise à mieux contrôler le composant en surveillant sa dégradation. Par
conséquent, l’objectif est de pouvoir augmenter sa durée d’utilisation, de réduire son coût
de maintenance et d’améliorer sa sécurité (Boulenger, 1988). Ce type de maintenance est
utilisé de manière préférentielle sur des composants critiques en termes de coût ou de
sécurité.
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Figure 3.7: Schéma d'une politique de maintenance conditionnelle
Le schéma classique de cette politique est présenté dans la figure 3.7. Comme nous l’avons
explicité précédemment, le maintenancier prend sa décision en fonction de la dégradation
observée (Christer & Wang, 1992). Il est donc nécessaire de vérifier, à l’aide d’inspections
régulières (ou plutôt bien choisies), l’état courant du composant, noté 𝑍. Dans la figure 3.7,
le parti pris est de considérer que les inspections (𝐼
1, 𝐼
2, 𝐼
3, etc.) sont réalisées à des
intervalles réguliers notés 𝜏. Dans une politique de maintenance conditionnelle, une
inspection est perçue comme une opportunité de maintenance. En effet, à chaque
inspection, une action de maintenance est effectuée si le niveau de dégradation 𝑍 dépasse
un seuil préventif fixé, noté 𝑍
𝑝𝑟𝑒𝑣. Le coût lié à ce remplacement préventif vaut 𝑐 auquel on
ajoute le coût 𝑐
𝑖𝑛𝑠𝑝pour l’inspection. A l’inverse, si 𝑍 < 𝑍
𝑝𝑟𝑒𝑣, le composant fonctionne
normalement et nous ajoutons uniquement le coût 𝑐
𝑖𝑛𝑠𝑝. Enfin nous considérons que le
composant est en panne dès lors que 𝑍 dépasse la limite 𝐿, déterminée initialement. Dans ce
cas, un coût correctif 𝑐 + 𝑘 est imputé.
En s’appuyant sur ces diverses informations, le coût de maintenance à un instant 𝑡, est
donné par:
𝐶(𝑡) = 𝑁
𝑖𝑛𝑠𝑝(𝑡). 𝑐
𝑖𝑛𝑠𝑝+ 𝑁
𝑐𝑜𝑟(𝑡). (𝑐 + 𝑘) + 𝑁
𝑝𝑟𝑒𝑣(𝑡). 𝑐 (3.7)
avec 𝑁
𝑖𝑛𝑠𝑝(𝑡), 𝑁
𝑐𝑜𝑟(𝑡), 𝑁
𝑝𝑟𝑒𝑣(𝑡) respectivement le nombre d’inspections, de remplacement
correctifs et de remplacement préventifs à l’instant 𝑡. De façon similaire aux politiques
mentionnées précédemment, le coût moyen de maintenance par unité de temps sur un
horizon infini peut être calculé à l’aide de la théorie du renouvellement. L’utilisation d’un
modèle de maintenance permettra dans ce cas d’optimiser le réglage des variables de
décisions à savoir 𝑍
𝑝𝑟𝑒𝑣et 𝜏.
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Inspections
Remplacement préventif
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Politique de maintenance prévisionnelle basée sur la durée de vie résiduelle
Comme nous avons pu le voir précédemment, l’approche de la maintenance prévisionnelle
permet de prendre en compte une prédiction sur les indicateurs de santé ou une
caractéristique du système dans la prise de décision.
La durée de vie résiduelle peut intégrer différentes informations telles que le niveau de
dégradation ou l’état futur de l’environnement s’il est connu. Dans ce qui suit, nous allons
détailler une politique de maintenance prévisionnelle qui consiste à prendre en compte la
durée de vie résiduelle du composant dans le processus de décision. Cette politique, basée
sur le risque (Khoury, 2012), vise à utiliser le pronostic d’une manière directe pour la prise de
décision de maintenance.
Le fonctionnement général de cette politique vise à assurer que le risque de défaillance du
composant ne soit jamais supérieur à un seuil fixé (risque) 𝑟. Cela signifie que la fiabilité
conditionnelle du composant doit, à chaque instant, dépasser la valeur 1 − 𝑟. Cette valeur
de risque doit être optimisée à l’aide du modèle de maintenance utilisé ou donnée par les
contraintes de l’application.
Figure 3.8: Schéma d'une politique de maintenance prévisionnelle basée sur le risque
Considérons maintenant que l’on connaisse pour un composant donné, ses deux prochaines
opportunités de maintenance 𝑡
𝑂1et 𝑡
𝑂2. Si l’évaluation de la durée de vie résiduelle à 𝑡
𝑂1indique que la contrainte de risque n’est pas respectée pour la seconde opportunité, nous
optons alors pour un remplacement préventif. Sinon, le remplacement préventif n’est pas
planifié. En pratique, il s’agit d’ajouter la durée de vie résiduelle du composant pour un
risque donné 𝑅𝑈𝐿
𝑟avec 𝑡
𝑂1et de comparer la date obtenue avec 𝑡
𝑂2(cf. figure 3.8).
Si 𝑡
𝑂1+ 𝑅𝑈𝐿
𝑟< 𝑡
𝑂2, la durée de vie résiduelle du composant est insuffisante pour
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