UNIVERSITE D’ABOMEY-CALAVI ---
Ecole Doctorale des Sciences de l’Ingénieur (ED-SI) ---
Master de Recherche en Eau et Applications ---
Rapport de stage
Thème :
Evaluation des performances de la maintenance du système de production d’eau potable de la ville de Cotonou
Présenté par : GBEGO Bertrand
Encadré par :
Dr Raoufou MALIKI Hydrogéologue à la SONEB
Sous la direction de :
François de Paul CODO, PhD Maître de Conférences
DEDICACE
Ce rapport est dédié à ma mère défunte Madame GBEGO MEYIZOUN née KODOGBESSOU Guéyiho dite Gbowènongbo. Ton courage à supporter les persécutions de ceux qui te doivent de la sympathie et de l’amour pour nous protéger, ta disponibilité auprès de nous pour nous servir, ta patience et ta foi pour la victoire même après ta mort sont nos précieux héritages. Incomprise de tous, tu as logé toute la philosophie de ta vie dans le seul mot : "Gbowènongbo" c’est-à-dire "Il faut bien tolérer…". Ce travail est dédié à toi pour t’honorer. Tes fils qui se multiplient sur la terre ramèneront d’autres trophées pour ta gloire à titre posthume afin de pérenniser sur la terre ton nom plein de sens et grenier de paix.
REMERCIEMENTS
TOUS M ES S INCER ES REMERC IEM ENTS :
A Dieu pour m’avoir donné la force et la volonté de mener ce projet à t erme ;
Au Professeur VIANOU Antoine, Directeur de l’Ecole Doctorale des Sciences de l’Ingénieur (EDSI), pour tout ce qu’il a fait pour le bon déroulement de cette formation ;
A monsi eu r CODO Vincent de Paul e, Ingéni eur PhD, Maît re d e Conférences (C AM ES) pour ses encadrement s t echni ques ;
A tous mes formateurs et leurs assistants qui n’ont pas marchandé leur effort pour me transm ett re leur savoir dont je ne peux jam ai s pa yer l e prix ;
A Monsieur DANS OU C amill e, Direct eur Général de l a Soci ét é Nat ional e des Eaux du Bénin (SONEB) et s es coll aborat eurs pour m’avoir autorisé à effectuer mon stage dans cette structure ;
A mons ieur M ali ki RAOUFOU, Docteur Ingéni eur H ydrogéologue à la S ONEB po ur s es conseils de grandes ut ilités ;
A mons ieur Gil bert HOUNKPATIN, Direct eur du Bureau d’Et ude de SOMUS FOR pour s es préci euses cont ributions .
A tous mes camarades de la promotion à qui j’exprime ma profonde s ympathi e et je l eur souhait e beaucoup de s uccè s.
A ma famill e qui a dû support er l es conséquences de m on absence répétée.
A tous ceux que j’ai involontairement oubliés et qui ont participé de près ou de loin à la réalisati on de ce modest e travail ; qu’i ls trouvent i ci l 'express ion de ma gratitude.LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1 : Les composants du système de production d’eau potable ... 22
Tableau 2 : Manifestations et causes de dépérissement des forages ... 25
Tableau 3 : Défauts enregistrés du 21 avril au 09 mai 2018 (télégestion) ... 45
Tableau 4 : Eléments du forage reliés à la télégestion ... 48
Tableau 5 : Niveaux d’exécution des fonctions de gestion ... 50
Tableau 6 : Conditions d'utilisation des équipements de production d'eau potable ... 59
LISTE DES FIGURES
Figure 01 : Classification des types de maintenance ... 14Figure 02 : Phase de l'élaboration d'une politique de maintenance ... 15
Figure 03 : cycle de vie d'un équipement ... 16
Figure 04 : Schéma des fluides d’un forage (RMT, 2014) ... 24
Figure 05 : Maintenance du tamis du forage FO13 ... 24
Figure 06 : Roulement rigide à billes ... 28
Figure 07 : Vue d'ensemble de la garniture mécanique d'étanchéité ... 29
Figure 08 : Garniture mécanique d'étanchéité ... 30
Figure 09 : Pompe doseuse à l’usine d’eau de Vèdoko ... 31
Figure 10 : Réservoir anti bélier horizontal (usine d'eau de Godomey)... 33
Figure 11 : Façade principale de l'armoire électrique de Vèdoko ... 34
Figure 12 : Centrale de mesures ... 34
Figure 13 : Situation géographique de la ville de Cotonou ... 38
Figure 14 : Plan synoptique de l'usine d'eau de Vèdoko ... 42
Figure 15 : Bâtiments d'exploitation - SP3 - armoire électrique (Vèdoko) ... 43
Figure 16 : Filtre du forage FO13 après deux semaines de marche ... 46
Figure 17 : Phénomène de colmatage observé sur la motopompe de FO13 ... 47
Figure 18 : Synthèse de la performance du COP ... 54
Figure 19 : Crépine du forage FO13 ... 55
Figure 20 : Variation de la tension TGBT sur le forage FO13 ... 60
Figure 21 : Synthèse des causes des dysfonctionnements du système ... 61
NOMENCLATURE
AEP DDAL DDOP DDMC DDZC DDBA DDAD DDPE DET DG EDSI GED GMAO SIG SONEB TGBT AAE IWA AMDEC M2GEER 2iE M/A/D M/A
: :
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Alimentation en Eau Potable
Direction Départementale Atlantique / Littoral Direction Départementale Ouémé / Plateau Direction Départementale Mono / Couffo Direction Départementale Zou / Collines Direction Départementale Borgou / Alibori Direction Départementale Atacora / Donga
Direction du Développement, de la Planification et des Etudes Département des Etudes Techniques
Directeur Général
Ecole Doctorale des Sciences de l’Ingénieur Gestion Electronique de Documents
Gestion de la Maintenance Assistée par Ordinateur Système d’Information Géographique
Société Nationale des eaux du Bénin Tableau Général Basse Tension Association Africaine de l’Eau International Water Association.
Analyse des modes de défaillances, de leurs effets et de leur criticité Master2 Génie électrique, énergétique et énergies renouvelables Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement Lampes témoins Marche/Arrêt/Défaut
Commandes Marche/Arrêt
AVANT PROPOS
A l’issu d’une année d’étude à l’Ecole Doctorale des Sciences de l’Ingénieur de l’Université d’Abomey-Calavi (EDSI/UAC), l’étudiant aspirant au Master de recherche fait un stage dans une entreprise de sa spécialité. Il rédige et soutient publiquement un rapport de stage.
L’objectif des autorités académiques est d’amener l’étudiant à faire ses premiers pas dans la recherche.
Le présent rapport de stage s’inscrit dans ce cadre et rend compte d’un mois de travail à la Direction Générale de la SONEB plus précisément au sein de la Direction de l’Exploitation et de Coordination du Réseau (DECR).
Le sujet traité s’intitule : « Evaluation des performances de la maintenance du système de production d’eau potable de la ville de Cotonou ». C’est une contribution à l’amélioration de la maintenance des équipements de production d’eau potable à la SONEB à travers des propositions pour renforcer les paramètres techniques et économiques de la maintenance des équipements de production d’eau potable de cette société industrielle et commerciale.
RESUME
Ces travaux de recherche visent la détermination des causes des dysfonctionnements observés sur les éléments du système de production d’eau potable de la ville de Cotonou et ses agglomérations. Dans ce système, la contrainte se caractérise par la réduction des immobilisations à fortes conséquences financières et préjudicielles à l’image de marque de la société. Conscient de l’enjeu économique important que représente la maintenance, la Société Nationale des Eaux du Bénin a initié plusieurs projets de maintenance ayant pour objectif d’améliorer la disponibilité du système de production.
Cependant, les défaillances prématurées et répétées s’observent sur certains éléments critiques et provoquent ainsi des arrêts prolongés de production.
Pour répondre à la problématique d’évaluation de la stratégie de maintenance en cours, des expériences et des investigations ont été conduites sur le terrain. Les résultats obtenus de ces recherches confirment les trois hypothèses de recherche émises à savoir :
1- Le manque d’actions préventives visant en amont le respect des normes de construction réduit la durée moyenne de fonctionnement avant la première défaillance des forages.
2- Le non respect des consignes d’exploitation explique les défaillances intempestives des équipements de production.
3- La mauvaise gestion de la maintenance a retardé le développement et la croissance de la Soneb.
Par rapport à ces résultats la société doit revoir sa stratégie de maintenance afin d’accroître ses indicateurs de performance techniques et économiques.
Des recherches seront faites ultérieurement sur la modélisation de la maintenance de certains composants très critiques du système de production d’eau potable de la société.
Mots clés : Maintenance, Fiabilité, Disponibilité, Système de production d’eau potable, télégestion, SONEB.
ABSTRACT
This research aims to determine the causes of dysfunctions observed on the elements of the drinking water production system of the city of Cotonou and its agglomerations. In this system, the constraint is characterized by the reduction of fixed assets with strong financial consequences and prejudicial to the image of the company. Aware of the important economic challenge of maintenance, the National Water Company of Benin has initiated several maintenance projects with the aim of improving the availability of the production system. However, premature and repeated failures are observed on certain critical elements and thus cause prolonged stops of production.
To answer the problem of evaluation of the ongoing maintenance strategy, experiments and investigations were conducted in the field. The results obtained from this research confirm the three research hypotheses emitted namely :
1- The lack of preventive actions aimed upstream at the respect of the construction standards reduces the average duration of operation before the first failure of the boreholes.
2- Failure to comply with the operating instructions explains the untimely failures of the production equipment.
3- Mismanagement of maintenance has delayed the development and growth of Soneb.
In relation to these results, the company must review its maintenance strategy in order to increase its technical and economic performance indicators.
Future research will focus on modeling the maintenance of some of the most critical components of the company's drinking water system.
Keywords: Maintenance, Reliability, Availability, Drinking Water Production System, Remote Management, SONEB.
INTRODUCTION
0.1 Contexte de l’étude
Selon la norme NF-EN 13306, la maintenance est l’ensemble de toutes les 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.
La maintenance est un état d’esprit que l’on retrouve dans chaque service. Il faut agir en amont des événements pour prévenir les défaillances ou les défauts. Elle représente un enjeu économique et technique important pour les exploitants des installations industrielles, à la fois en raison des budgets qui lui sont consacrés et en raison de l’indisponibilité qu’elle peut générer si elle n’est pas faite.
Depuis quelques années, les activités de maintenance dans les entreprises industrielles ont connu de fortes évolutions. Ce secteur d’activité est en pleine mutation. Face à l’évolution rapide des technologies, les attentes et les besoins en matière de compétences des métiers de maintenance changent. La maintenance est aujourd'hui une discipline à part entière, avec un langage, des règles, des outils, des méthodes et des procédures contractuelles. C’est un facteur de croissance et de développement (NKAMGNIA V., 2011.MAINTENANCE DES EQUIPEMENTS).
Tous les secteurs industriels sont concernés par la fiabilité et la disponibilité de leurs outils de production. Ainsi, surveiller les installations pour prévenir les pannes, optimiser les opérations et planifier la maintenance constitue des défis pour la pérennité économique des entreprises et le relèvement ou le maintien de leur niveau de service.
La maintenance est donc indispensable pour le bon fonctionnement et la compétitivité de toute entreprise industrielle.
La gestion optimale d'un système industriel tout au long de sa durée de vie, de la conception au démantèlement, passe par la recherche d'un compromis entre des objectifs souvent conflictuels. On distingue d'une part les performances économiques, coûts et bénéfices, et d'autre part les aspects de fiabilité, disponibilité, sécurité des personnes et sureté des installations. Pour apporter des éléments d'aide à la décision face a ce problème, il est nécessaire de disposer d'outils et méthodes permettant d'analyser les systèmes et d'évaluer quantitativement leurs performances en termes de
sureté de fonctionnement au sens large, c’est-a-dire de fiabilité et de maintenance, tout en respectant les contraintes économiques.
C’est qui justifie le présent travail de recherche qui vise à contribuer à définir un cadre global de stratégie de maintenance des moyens de production d’eau potable de la ville de Cotonou.
0.2 Problématique
Le sujet objet de la présente étude est intitulé "Evaluation des performances de la maintenance du système de production d’eau potable de la ville de Cotonou".
La maintenance des moyens de production d’eau potable à la SONEB, fait l’objet d’une grande préoccupation pour les autorités de cette société. En effet, différents projets visant des objectifs différents ont été mis en œuvre à savoir :
Le projet FIMA-EAU (code : 88.2156.3-01.100)
Le projet FIMA-EAU (FIABILITE, MAINTENANCE DES INSTALLATIONS D’ADDUCTION D’EAU) est initié et exécuté en 1997 et plus par la Société Béninoise d’Electricité et d’Eau (ex SBEE).
Ce projet très élaboré a exploré différents aspects de la maintenance du système de production d’eau potable de toutes les villes desservies. Il s’agit de la notion de la bonne utilisation, des consignes d’exploitation, de l’étude des pathologies des équipements, des diagnostics des défaillances, de la formation des exploitants, etc.
La force de ce projet était qu’il a réussi à changer les habitudes en rendant effective la mise en œuvre des actions programmées. Cependant, les modes opératoires et les consignes d’exploitation sont dépassés à cause de l’évolution de la technologie, des rénovations faites ou du changement de génération de travailleurs en fin de carrière.
Le projet de la télésurveillance ou télégestion de 2014
Il constitue un lot de la phase 2 du projet de « renforcement du système d’AEP de la ville de Cotonou et ses agglomérations » initié et réalisé par la SONEB en 2014.
Cette télégestion permet d’avoir les d’informations de défaillance des équipements de production à distance, de les traiter et même de poser des diagnostics. Mais la prise en
Par ailleurs, pour ce concerne la gestion de la maintenance, la Direction Générale de la Soneb signe avec les responsables à divers niveau un contrat d’objectif de performance (COP) qui tient lieu et place d’un outil de gestion. Elle s’est dotée aussi des outils d’analyse des défaillances, d’aide au diagnostic des pannes et d’auscultation tels que la caméra immersible, la thermographie infrarouge (IR), etc.
Malgré toutes ces dispositions, force est de constater que la maintenance des équipements de production de la Soneb présente des points faibles à savoir :
Défaillances intempestives ;
Equipements de sécurité non fonctionnels ;
Réduction inexorable de la production ;
Dépréciations précoces de certains ouvrages ou équipements ;
Temps d’indisponibilité des équipements critiques prolongé ; etc.
Ces dysfonctionnements au niveau du service maintenance de la Soneb ont de lourdes conséquences techniques, économiques et managériales.
Il ressort de ce qui précède que la stratégie de maintenance des équipements de production d’eau potable est mauvaise. Tout ceci suscite quelques interrogations :
Les équipements ou ouvrages sont-ils installés ou construits suivant les normes ?
Ces équipements sont-ils utilisés suivant les normes prescrites ?
Le service maintenance est-il bien géré ou a-t-il la stratégie appropriée ?
0.3 Justification
La Soneb a modernisé ses moyens de production et a agrandi ses capacités de production d’eau potable pour l’alimentation de la ville de Cotonou dont la population ne cesse de croître.
La présente étude trouve son fondement à travers le contexte actuel du système de production d’eau potable qui a connu un développement rapide et une modernisation.
Elle permettra aux responsables d’avoir une vision stratégique globale sur la gestion et
les actions de maintenance pour la mise place des opérations d’intervention plus cohérentes afin de garantir une longue disponibilité des biens. Les coûts d’exploitation directs et indirects et les dommages subis suite aux défaillances seront minimisés afin d’assurer un niveau de service optimal.
A terme, la société va dégager des profits et optimiser la consommation de l’énergie.
Les différents constats et conclusions issus de cette étude pourraient s’appliquer aux autres systèmes de production d’eau potable que la SONEB gère dans notre pays.
0.4 Hypothèses de travail
Trois hypothèses sont émises dans le cadre de ce travail :
Hypothèse 1 : Le manque d’actions préventives visant en amont le respect des normes de construction réduit la durée moyenne de fonctionnement avant la première défaillance des forages.
Hypothèse 2 : Le non respect des consignes d’exploitation explique les défaillances intempestives des équipements de production.
Hypothèse 3 : La mauvaise gestion de la maintenance a retardé le développement et la croissance de la Soneb.
0.5 Objectifs de recherche
1- Objectif général
L’objectif général de notre étude est de proposer une stratégie de maintenance du système de production d’eau potable de la ville de Cotonou.
2- Objectifs spécifiques
Vérifier le respect des normes d’installation ou de construction des composants du système de production d’eau potable et de son utilisation ;
Apprécier le contenu et le respect des consignes d’exploitation ;
Apprécier les impacts économiques et techniques des points faibles de la maintenance du système de production d’eau potable.
0.6 Contenu du rapport
En introduction générale nous avons présenté la problématique de notre recherche en définissant les enjeux de la maintenance et nos objectifs. Dans le premier chapitre nous avons fait une synthèse bibliographique sur le sujet. Une étude des comportements pathologiques des équipements est faite dans le second chapitre. Elle fait le point des connaissances techniques requises de ces infrastructures pour une maintenance appropriée. La méthodologie de notre recherche est exposée au troisième chapitre.
Enfin, la présentation des résultats et la discussion sont abordées dans le dernier chapitre. Nos suggestions viennent à la fin de ce chapitre suivi de notre conclusion.
Chapitre 1
er: SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
1.1 Terminologie de la maintenance
La norme européenne NF EN 13306 du 01/06/2001 présente les termes généraux et leurs définitions pour les domaines techniques, administratifs et de gestion de la maintenance.
1.1.1 Termes relatifs aux biens
Bien : Tout élément, composant, mécanisme, sous-système, unité fonctionnelle, équipement ou système qui peut être considéré individuellement.
Bien réparable : Un bien qui peut, après une défaillance et dans des conditions données être rétabli dans un état dans lequel il peut accomplir une fonction requise.
Bien réparé : Bien réparable, réparé après défaillance.
Bien consommable : Bien ou matériel non spécifique à un bien et destiné à une utilisation unique.
1.1.2 Termes relatifs aux propriétés des biens
Disponibilité : Aptitude d'un bien à être en état d'accomplir une fonction requise dans des conditions données, à un instant donné ou durant un intervalle de temps donné, en supposant que la fourniture des moyens extérieurs nécessaires est assurée.
Maintenabilité : Dans des conditions données d'utilisation, aptitude d'un bien à être maintenu ou rétabli dans un état où il peut accomplir une fonction requise, lorsque la maintenance est accomplie dans des conditions données, en utilisant des procédures et des moyens prescrits.
Durabilité : Aptitude d'un bien à accomplir une fonction requise, dans des conditions données d'usage et de maintenance, jusqu'à ce qu'un état limite soit atteint.
Redondance : Existence dans un bien de plus d'un seul moyen à un instant donné pour accomplir une fonction requise.
Redondance active : Redondance dans laquelle il est prévu que tous les moyens pour accomplir une fonction requise soient simultanément en fonctionnement.
Redondance passive : Redondance dans laquelle il est prévu qu'une partie des moyens nécessaires pour accomplir une fonction requise est en fonctionnement, le reste de ces moyens n'étant utilisé qu'en cas de besoin.
1.1.3 Activités de maintenance
Inspection : Contrôle de conformité réalisé en mesurant, observant, testant ou calibrant les caractéristiques significatives d'un bien.
Surveillance de fonctionnement : Activité exécutée manuellement ou automatiquement ayant pour objet d'observer l'état réel d'un bien.
Essai de conformité : Essai destiné à montrer si une caractéristique ou une propriété d'un bien est, ou non, conforme aux spécifications nominales.
Essai de fonctionnement : Actions menées après une action de maintenance pour vérifier que le bien est capable d'accomplir la fonction requise.
Révision : Ensemble complet d'examens et d'actions réalisés afin de maintenir le niveau requis de disponibilité et de sécurité.
Reconstruction : Action suivant le démontage d'un bien et la réparation ou le remplacement des composants qui approchent de la fin de leur durée de vie utile et/ou devraient être systématiquement remplacés.
1.1.4 Indicateurs techniques et économiques
Coût de cycle de vie : Ensemble des coûts engendrés pendant le cycle de vie du bien.
NOTE : Pour l'utilisateur ou le propriétaire, le coût total de cycle de vie peut inclure les coûts relatifs à l'acquisition, à l'exploitation, à la maintenance et à l'élimination du bien.
Efficacité de la maintenance : Rapport entre l’objectif de la maintenance et le résultat obtenu.
Rendement de la maintenance : Rapport entre les ressources planifiées ou espérées nécessaires pour réaliser la tâche de maintenance requise et les ressources réellement utilisées.
Moyenne des temps de bon fonctionnement : Espérance mathématique du temps de fonctionnement entre défaillances.
Temps moyen entre défaillances : Espérance mathématique du temps entre défaillances.
Temps moyen de réparation : Espérance mathématique du temps de réparation.
1.2 Les concepts de maintenance
1.2.1 Management de la maintenance
Le management de la maintenance est à la charge d’une (ou plusieurs) personne(s) désignée(s) dont les responsabilités et autorité doivent être définies. Le rôle des personnes en charge du management de la maintenance consiste à piloter toutes les actions qui concourent à atteindre aux meilleures conditions techniques et économiques, les buts et objectifs qui leur sont définis par la Direction de l’entreprise en matière de coûts, de qualité, de sûreté de fonctionnement des biens, de sécurité des personnes et de protection de l’environnement, etc.
Le management de la maintenance nécessite la mise en œuvre d’une communication, basée sur des échanges d’informations avec toutes les autres fonctions de l’entreprise.
Ces informations peuvent être des tableaux de bord et suivi d’indicateurs, des comptes rendus et rapports, des recommandations sur les conséquences des choix.
La méthode de management utilisée pour atteindre les objectifs de maintenance comprend les étapes suivantes :
Prise en compte de la maintenabilité à la conception du bien ;
Installation ou réalisation du bien suivant les règles de l’art ;
Utilisation normale du bien ;
Adoption d’une politique de maintenance du bien et les niveaux d’intervention ;
Assurance de stock de pièces de rechange pour le matériel ;
Ouverture d’un fichier historique du matériel ;
Personnel disponible pour chaque niveau de maintenance.
1.2.2 La stratégie de maintenance
La fonction maintenance conditionne fortement le niveau de performance d'une installation. Son optimisation est complexe car elle doit prendre en compte différents critères parfois antagonistes comme par exemple la disponibilité et les coûts [Lyonnet, 1999], [Glade, 2005].
Les responsables cherchent à prévoir les événements et d'évaluer les différentes alternatives qui s'offrent à eux pour exploiter au mieux les installations en fonction des contraintes techniques et budgétaires imposées.
Face à la diversité des matériels d'une installation et de leurs comportements, les responsables de maintenance doivent envisager de véritables stratégies. Ils peuvent décider de pratiquer une maintenance corrective à la suite de la défaillance d'un matériel, mais cela ne permet pas d'éviter les conséquences des pannes sur le fonctionnement du système.
Une attitude plus offensive consiste à mettre en œuvre une maintenance préventive systématique selon laquelle la décision d'intervenir précède l'apparition du dysfonctionnement. Cela permet de diminuer le nombre de défaillances et induit un gain économique substantiel, conséquence de la différence entre les coûts générés par l'intervention et la disponibilité qu'elle occasionne.
En limitant, voire en empêchant, les défaillances de cette manière, on court toutefois au risque de dépenses excessives et d'indisponibilités pour maintenance inutiles. Il est donc nécessaire de régler les paramètres de la politique de manière adéquate.
La maintenance préventive conditionnelle est de plus en plus utilisée. Elle présente l’avantage de limiter le nombre d’interventions sur les matériels. En effet la remise en état du matériel est réalisée uniquement lorsque celui-ci présente des signes de dégradation pouvant mettre en cause ses performances à brève échéance.
Enfin, on peut associer à la maintenance préventive les notions de visite et révision qui consistent en un regroupement de tâches de maintenance préventive afin de redonner au matériel un potentiel d'usage pour une durée déterminée tout en limitant le nombre d'interventions sur le matériel et donc son indisponibilité pour maintenance.
La diversité des alternatives fait de la maintenance un processus caractérisé par des choix d'exécution pour la définition des stratégies de maintenance. L'importance de l'impact sur les performances du système considéré rend nécessaire son optimisation.
La stratégie de maintenance, qui résulte de la politique de maintenance, impose des choix pour atteindre, voir dépasser, les objectifs fixés.
Ces choix sont à faire pour :
développer, adapter ou mettre en place des méthodes de maintenance ;
élaborer et optimiser les gammes de maintenance ;
organiser les équipes de maintenance ;
externaliser partiellement ou totalement les tâches de maintenance ;
définir, gérer et optimiser les stocks de pièces de rechange et de consommables ;
étudier l’impact économique (temps de retour sur investissement) de la modernisation ou de l’amélioration de l’outil de production en matière de productivité et de maintenabilité.
Une partie importante de la stratégie de maintenance concerne les ressources humaines aussi bien chez les intervenants extérieurs à l’entreprise que dans le personnel de l’entreprise elle-même :
la sélection rigoureuse pendant le recrutement ;
la formation du personnel ;
la gestion des compétences et des habilitations ;
la communication ; etc.
1.2.3 Les types de maintenance
On distingue différents types de tâches de maintenance, caractérisées par leurs conditions d'activation et leurs objectifs. La norme européenne EN 13306
« Terminologie de la maintenance » définit les différentes classes comme il suit :
La maintenance corrective regroupe l'ensemble des actions exécutées après détection d'une panne et destinées à remettre un bien dans un état dans lequel il peut accomplir une fonction requise.
La maintenance préventive 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.
La répartition des coûts de maintenance peut alors être exprimée en fonction du type de maintenance réalisé. La maintenance préventive est elle-même composée de plusieurs catégories qui diffèrent par leurs conditions d'activation.
La maintenance préventive systématique est exécutée à des intervalles de temps préétablis ou selon un nombre d'unîtes d'usage (ou cycles d'utilisation) quel que soit l'état du bien. Elle vise à rajeunir le matériel (on parle alors de remplacement systématique) ou bien à ralentir les dégradations (au travers des taches graissage et entretien courant).
La maintenance préventive conditionnelle consiste en une surveillance du bien et ses paramètres significatifs de fonctionnement en intégrant les actions qui en découlent.
Elle a pour objectif de détecter les dégradations et les pannes sur des matériels en service dans le cas des taches d'inspection ou de surveillance en fonctionnement, ou sur des matériels à l'arrêt pour les taches de contrôle.
La norme NF X 60-000 synthétise le cadre des opérations de maintenance qui fait apparaître trois étapes :
Les méthodes de maintenance, ce qui impliquera automatiquement, à terme, La définition d’une politique de maintenance ;
Les événements ;
Les opérations de maintenance proprement dites.
La classification des types de maintenance est schématisée sur la figure 1 ci-après :
Figure 01 : Classification des types de maintenance
Source : Valerie Zille, Thèse de Doctorat, Modélisation et évaluation des stratégies de maintenance complexes sur des systèmes multi-composants ; janvier 2009.
1.2.4 Politique de 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. Le correctif et le préventif se complètent et la part de préventif que l’on va adopter peut se déterminer à partir de considérations économiques mais aussi de moyens (humains en particulier).
1.3 Méthodes de choix de politique de maintenance
A chaque matériel correspond une politique de maintenance qui est fonction de son utilisation : la politique la plus économique. Les étapes de la méthodologie pour définir la politique de maintenance d’un équipement sont présentées sur la figure suivante :
Figure 02 : Phase de l'élaboration d'une politique de maintenance
Source : cours de "gestion des projets d’optimisation et d’entretien" du Dr. Anjorin MALAHIMI.
La phase du "choix des méthodes à mettre en œuvre" fait l’objet d’une étude selon l’existence de données de maintenance ou non. Les autres phases ne sont pas pour autant moins importantes et doivent être traitées avec objectivité.
1.3.1 Méthode empirique (absence de données)
On utilise un arbre de décision (annexe 2) qui permet une approche qualitative du choix de la méthode à utiliser.
1.3.2 Méthode mathématique du choix de politique de maintenance
Il s’agit d’une étude de fiabilité qui détermine la durée moyenne de fonctionnement avant la première défaillance ou en anglais Mean operating Time To First Failure (MTTF) pour les systèmes non réparables ou la Moyenne des Temps de Bon Fonctionnement (MTBF) pour les systèmes réparables (Thomas, 2012). La connaissance de cet indicateur permet de définir une politique de maintenance préventive adéquate pour chaque équipement industriel.
f(t) étant la probabilité de survenance d’une défaillance juste au temps t, sa fonction de répartition F(t) est : 𝑭(𝒕) = ∫ 𝒇(𝒕)𝒅𝒕𝟎𝒕 = 𝒑(𝑻 < 𝑡) : c’est le risque de survenance de la défaillance à l’instant T dans l’intervalle [𝟎, 𝒕].
Quant à la fiabilité à un instant t notée R(t), c’est la probabilité de bon fonctionnement ou de non-défaillance dans l’intervalle de temps de [𝟎, 𝒕] c’est-à-dire la probabilité pour que la défaillance intervienne à un instant 𝑻 > 𝑡.
𝑹(𝒕) = 𝒆− ∫ 𝝀(𝒕)𝟎𝒕 = 𝒑(𝑻 > 𝑡). Dans cette expression λ(t) appelé taux de défaillance la probabilité de subir une défaillance à l’ instant t pour un dispositif ayant vécu jusqu’à l’instant t. il est exprimé en défaillance par unité d’usage (généralement pannes / heure).
λ(t) = nombre de défaillance durée d′usage du matériel.
La variation de λ(t) représente l’évolution du cycle de vie de l’équipement (voir la courbe en baignoire de la figure 3 ci-dessous).
Figure 03 : cycle de vie d'un équipement
Source : 2iE – M2GEER_Octobre 2011 – M217_MAINTENANCE DES EQUIPEMENTS Remarque : 𝐑(𝐭) + 𝐅(𝐭) = 𝟏 ⇔ ∫ 𝒇(𝒕)𝒅𝒕 + ∫ 𝒇(𝒕)𝒅𝒕 = 𝟏𝟎𝒕 𝒕∞ .
Le seuil de la fiabilité correspond à la moyenne des temps de bon fonctionnement : 𝑴𝑻𝑩𝑭 = ∫ 𝒕𝒇(𝒕)𝒅𝒕 = ∫ 𝑹(𝒕)𝒅𝒕
∞
𝟎
∞
𝟎
Pour 𝛌(𝐭) = 𝐜𝐨𝐧𝐬𝐭𝐚𝐧𝐭𝐞 𝑹(𝒕) = 𝒆−𝝀𝒕⇒ 𝒍𝒏𝑹(𝒕) = −𝝀𝒕 ⇒ 𝒕 =𝟏
𝝀𝒍𝒏 𝟏
𝑹(𝒕)⇒ 𝑴𝑻𝑩𝑭 =𝟏
𝝀.
Il existe différentes méthodes de traitement de la distribution des instants d’arrivée des pannes en fonction du temps. Ces méthodes ont pour but de déterminer le modèle mathématique qui pourrait représenter la distribution étudiée et d’en chiffrer les paramètres au moyen de papier à échelles fonctionnelles.
Les modèles de fiabilité les plus importantes ayant des applications plus générales sont le modèle log-normale et celui de weibull.
1.3.2.1 Modèle log-normal
Ce modèle représente bien les phénomènes de fatigue et d’usure en mécanique. La fonction de fiabilité qui en résulte est :
𝑅(𝑡) = 1 − 1
𝜎√2𝜋∫ 1 𝑡
𝑡 0
𝑒−
1
2(𝑙𝑛𝑡−𝑚𝜎 )2
𝑑𝑡
Son calcul se fait en passant par une variable centrée réduite suivante : 𝑈 =𝑙𝑛𝑡−𝑚
𝜎 où
m est la moyenne des lnt
σ est l’écart-type des lnt
La MTBF qui en découle est : 𝑀𝑇𝐵𝐹 = 𝑒(𝑚+
𝜎2 2)
.
1.3.2.2 Modèle de Weibull
La fonction de fiabilité R(t) dans le cas du modèle de Weibull est donnée par l’expression :
𝑅(𝑡) = 𝑒−(
𝑡−𝛾 ɳ )𝛽
On a aussi : 𝑀𝑇𝐵𝐹 = 𝐴ɳ + γ et 𝜎 = 𝐵ɳ (𝐴 𝑒𝑡 𝐵 étant des paramètres issus de tables) avec :
β est le paramètre de forme (sans unité) ;
γ est le paramètre d’échelle (unité de temps) ;
ɳ est le paramètre de position (unités de temps).
Ce modèle s’applique à tous les phénomènes de défaillances. Il est couramment utilisé car, pour des situations particulières, on retrouve tous les autres modèles évoqués antérieurement.
Différents auteurs ont montré au travers du suivi de la probabilité cumulée de défaillance ou du taux de risque, comment déterminer les paramètres du modèle de Weibull.
1.3.3 Les tests d’adéquation
On admet un risque d’erreur petit 𝛼 qui est le niveau de signification ou la probabilité de se tromper en utilisant une loi. C’est pourquoi les tests d’adéquation sont nécessaires.
1.3.3.1 Le test de Khi-deux (si n ˃ 50)
Ce test est basé sur l’écart entre les valeurs observées et le modèle théorique. La fonction indicatrice des écarts est : 𝑬 = ∑ (𝒏𝒊−𝒏𝒑𝒊)𝟐
𝒏𝒑𝒊
𝒓𝒊=𝟏 avec :
r : nombre de classes des TBF
ni : nombre d’individus par classe
n : nombre d’individus total de l’échantillon
npi : nombre d’individus attendus théoriquement dans la classe i
pi : la probabilité de se trouver dans la classe (pi = R(ti) – R(ti+1))
E suit approximativement une loi de X2 à ѵ degré de liberté avec ѵ = 𝑟 − 𝑘 − 1 (k est le nombre de paramètres estimés pour le modèle théorique) :
k = 1 : correspond à la loi exponentielle
k = 2 : pour la loi normale
k = 3 : pour la loi de Weibull d’où : P(E > 𝑋2(𝑣, 𝛼)) = 1 − 𝛼.
Le test est formulé comme suit : si 𝐸 > 𝑋2(𝑣,𝛼) on rejette l’hypothèse du modèle théorique comme bonne.
NB : la valeur de 𝑋2(𝑣,𝛼)est donnée par la table loi de khi-deux (valeurs X2 ayant la probabilité 𝛼 d’être dépassées (voir annexe).
1.3.3.2 Test de Kolmogorov – Smirnov
Ici il n’y a aucune restriction le nombre d’observations. Mais on peut regrouper les valeurs en classes et d’utiliser le test de Khi-deux si n est trop grand. L’idée dans ce test est de comparer la fonction réelle de répartition des défaillances 𝐹̃(𝑡) à la fonction de répartition théorique F(t).
Procédure :
On mesure point par point l’écart entre ces deux fonctions :
|Dni = F̃(ti) − F(ti)| avec : F̃(t) = i
n+1
On montre ensuite que Dn = max (|Dni = F̃(ti) − F(ti)|) suit une loi ne dépendant que de n et on écrit que :
P[max (|Dni = F̃(ti) − F(ti)|) < 𝐷𝑛, 𝛼] = 1 – α.
La valeur de 𝐷𝑛, 𝛼 est donnée par la table de Kolmogorov – Smirnov pour un niveau de signification 𝛼.
Lorsque le test adéquat, les valeurs des paramètres de Weibull sont interprétées comme suit :
Si β > 1, le taux de défaillance est croissant, caractéristique de la zone de vieillesse ; la maintenance préventive est très vivement conseillée. Plus précisément :
1,5 < β < 2,5 correspond à la fatigue de l’équipement ;
3 < β < 4 correspond à une usure ou une corrosion.
Si β = 1, le taux de défaillance est constant, caractéristique de la zone de maturité. La maintenance corrective est préconisée avec des visites préventives.
Si β < 1, le taux de défaillance est décroissant, caractéristique de la zone de jeunesse.
Une politique de maintenance plus légère suffit : c’est le rodage pour les équipements mécaniques ou le déverminage pour les équipements électriques.
η : Paramètre d’échelle > 0 qui s’exprime dans l’unité de temps
γ : paramètre de position, −∞ < γ < +∞, qui s’exprime dans l’unité de temps
γ> 0 : survie totale sur l’intervalle de temps [0, γ]
γ= 0 : les défaillances débutent à l’origine des temps
γ< 0 : les défaillances ont débuté avant l’origine des temps ; ce qui montre que la mise en service de l’équipement étudié a précédé la mise en historique des TBF
1.4 Analyse des coûts en maintenance
L’analyse des coûts permet de :
Suivre les dépenses et de respecter le budget ;
Vérifier l’efficacité de la maintenance ;
Renouveler l’équipement.
Lorsqu’elle survient le coût de défaillance est :
𝑪𝒅 = 𝑪𝒎 + 𝑪𝒊
avec :
Cd : coût de défaillance : résultant des coûts directs et indirects d’une ou un cumul de défaillances relatives à un équipement.
Cm : coûts directs de maintenance : ce sont les coûts des pièces de rechange et des prestations. Ils peuvent se rapporter à une intervention corrective (Cmc), préventive Cmp) ou externalisée (Cme). Dans ce dernier cas, la facture du sous-traitant permet la valorisation directe de l’intervention.
Ci : coûts d’indisponibilité : c’est le cumul de toutes les conséquences indirectes induites par l’indisponibilité propre d’un équipement.
Chapitre 2 : ETUDE DES COMPORTEMENTS
PATHOLOGIQUES DES INFRASTRUCTURES
2.1 Les équipements du système de production
Le système de production d’eau potable est un ensemble d’infrastructures permettant d'amener l'eau depuis sa source (captage) à travers un réseau de conduites vers des stations de traitement. La production d’eau potable est tributaire de l’énergie électrique.
Pour distribuer en permanence à tous les consommateurs, une eau toujours de qualité supérieure, en quantité et à une pression adéquates, qui ne pose aucun danger chimique ou biologique, le concessionnaire met en œuvre de bonnes pratiques de conception, de construction et d’inspection, ainsi que des méthodes d’exploitation et d’entretien appropriées, c’est-à-dire une bonne stratégie de maintenance. Le tableau ci- dessous contient les éléments du système de production d’eau potable.
Tableau 1 : Les composants du système de production d’eau potable
N° Désignation Quantité Observations
I. Station de traitement
01 Tour de dégazage + soufflante 09
02 Agitateur 08
03 Pompe doseuse 08
04 Bac de solution mère 08
05 Circuits d’injection 08
II. Equipements électriques
06 Armoires arrivée TGBT 18
07 Armoires départ pompes 18
08 Armoires de commande 44
09 Système de télégestion 04
10 Réseaux MT/BT 02
11 Groupe électrogène 18
III. Station de pompage
12 Clapet anti retour 12
13 Joint de démontage auto-buté 12
14 Motopompe de surface 12
15 Compresseur 04
16 Réservoir anti-bélier 04
17 Compteur eau 45
18 Débitmètre
19 Bâches 07
20 Chambre des vannes 02
21 Vannes électriques 01
IV. Le captage
22 Forages 42
23 Equipements d’exhaure
24 Equipements aériens des forages
2.2 Quelques découpages fonctionnels des biens
Les défaillances des biens sont pour la maintenance ce que les pathologies humaines sont pour la médecine : leur raison d’exister. Or, toute défaillance est le résultat d’un mécanisme pathologique rationnel et explicable, dû à une ou plusieurs causes à identifier. Il serait donc illusoire de vouloir effectuer un dépannage ou une réparation sur un matériel sans avoir au préalable élucidé la nature de la défaillance à remédier (NKAMGNIA, 2011).
Dans ce sous chapitre, nous avons étudié les comportements pathologiques de quelques équipements critiques à travers leur découpage fonctionnel dans le but de rappeler les éléments à prendre en compte dans le cadre de leur maintenance.
2.2.1 Le forage 2.2.1.1 Exploitation
Un forage bien exécuté et bien suivi peut avoir une durée de vie d’au moins 20 ans. Les forages du champ de Ouèdo sont mis en exploitation en 2014. Pour exploiter de façon rationnelle un forage et faire sa maintenance suivant les règles de l’art, on doit avoir son dossier d’exécution composé de :
La coupe géologique ou lithologique ;
L’équipement tubulaire du forage ou coupe technique ;
Les caractéristiques hydrodynamiques du captage ;
Les paramètres physico-chimiques.
Le schéma des fluides d’un forage est représenté par la figure 4 ci-dessous suivi d’une vue du forage FO13 au cours de la maintenance de son filtre (figure 5).
Figure 04 : Schéma des fluides d’un forage (RMT, 2014) Source : RMT, rapport d’étude, 2014
Figure 05 : Maintenance du tamis du forage FO13 Source : Photo prise sur le terrain
LEGENDE
RV robinet-vanne VE ventouse CNR clapet anti-retour FB filtre à brides
JDA joint de démontage autobuté RD relais de débit
LI sonde de niveau
DEM débitmètre électromagnétique PI manomètre
VP vanne papillon
2.2.1.2 Manifestations et causes de dépérissement d’un forage
Les manifestations et les causes de dépérissement d’un forage d’exploitation sont énumérées dans le tableau ci-après.
Tableau 2 : Manifestations et causes de dépérissement des forages MANIFESTATIONS CAUSES PROBABLES
Brusque augmentation du débit
suivie d’une baisse rapide de productivité accompagnée d’importantes venues de sable.
Destruction de la crépine par corrosion ou par choc.
Importante tâche de sable.
Diminution profondeur total du forage.
Mauvais choix de l’équipement de captage (fentes crépine trop grandes et irrégulières
massif filtrant mal calibré)
Mauvais développement du forage
Corrosion de la crépine
Forage surexploité
- Baisse progressive de la productivité Colmatage de l’équipement de captage et/ou de l’aquifère.
L’exploitation rationnelle d’un forage est subordonnée aux relevés mensuels des caractéristiques suivantes :
le niveau statique (pris au bout d’un temps d’arrêt) dans les forages exploités et dans un piézomètre et comparer les résultats. Il ne devrait pas y avoir d’écarts notables ;
reprise de la courbe débit/rabattement (contrôle de la productivité du forage)
la mesure de la tâche de sable en régime de pompage permanent à un débit stabilisé au fond d’un litre d’eau prélevée à la sortie du forage et auquel on donne un mouvement tourbillonnaire. Le diamètre de tâche doit être inférieur à 1mm. Une tâche supérieure à 3mm en régime permanent est un mauvais signe qui fait penser à une invasion de sable. Ce phénomène met en doute l’état de la crépine qui serait brisée suite à un choc ;
invasion par des éléments fins ;
les principaux paramètres physico-chimiques de l’eau du forage.
Le phénomène de colmatage est l’un des signes de dépréciation des forages après une certaine durée d’utilisation qui varie en fonction des causes de sa manifestation. Le colmatage est l’accumulation d’éléments fins au niveau des fentes des crépines. Les cas les plus fréquents sont :
1 Le colmatage mécanique :
Des particules fines (sables, argiles, colloïdes) peuvent être entraînées sous l’effet du pompage et venir boucher l’ouvrage ou colmater le massif filtrant et la crépine de la pompe immergée. Pour remédier au problème on reprend le développement du forage après injection de poly phosphates.
2 Colmatage chimique :
Les deux phénomènes susceptibles de déclencher un colmatage chimique sont le dégagement de CO2 (gaz carbonique) et l’apport d’oxygène (O2). Le premier entraîne la précipitation de carbonates et d’hydroxydes ferriques et le second la formation d’oxydes ferriques insolubles. L’acidification et le développement constituent des solutions.
2.2.1.3 Facteurs d’adjudication du contrat d’exécution de forage
Il faudrait définir clairement et dès le départ les prescriptions techniques et les termes du contrat. Les facteurs d’adjudication du contrat d’exécution d’un forage sont :
L’entreprise de forage a-t-elle bonne réputation ?
L’entreprise peut-elle fournir des informations sur un contrat semblable récemment mène a bien, ou des références de ses employeurs ?
L’entreprise figure-t-elle sur une liste des entreprises de forage agréées ? L’entreprise possède-t-elle l’équipement nécessaire pour remplir les exigences du contrat et cet équipement est-il en bon état ? L’entreprise possède-t-elle des installations adéquates d’entretien et de réserve, et sont- elles suffisantes ?
Le dépôt ou l’entrepôt de l’entreprise est-il propre et bien géré ? (Cela vous
donnera une idée de la qualité de son travail.)
Vérifiez le personnel employé par l’entreprise : est-il suffisamment expérimenté ou qualifié ?
Le maître d’ouvrage est-il présent pendant les opérations délicates ?
Fiches de suivi et de réception
Présence d’un agent compétent de la Soneb pendant les opérations importantes telles que : le tubage, la mise en place du filtre, le développement, les essais de longue durée, les tests de sable, etc.
Visualisation à la caméra.
¾ des problèmes des forages sont liés à des facteurs d’origine humaine. Les origines des problèmes d’un forage sont réparties expérimentalement comme suit :
¼ lié à la vétusté de l’ouvrage ;
¼ lié à une exploitation anormale ;
¼ lié à une mauvaise conception ;
¼ lié aux caractéristiques hydrodynamiques et chimiques.
2.2.2 Les motopompes de surface
Une pompe est une machine hydraulique car elle transfère le liquide. Toutefois elle est un agencement d’éléments mécaniques qui fonctionnent les uns en rapport avec les autres. Leur maintenance se résume alors au suivi des pièces d’usure. Pour la motopompe centrifuge de surface les pièces d’usure sont la garniture mécanique d’étanchéité, les roulements (pompe et moteur), les accouplements et rarement la roue.
2.2.2.1 Les roulements
En fonction des exigences de l’application à laquelle le roulement est destiné (pompe ou moteur électrique, etc.), il est nécessaire de prendre en compte certains éléments à des fins de maintenance :
Le type de base : c’est la dimension extérieure du roulement
Le type d’étanchéité (roulement sans flasque ni joint ; roulement avec flasque; roulement avec joint) ;
Le type de cage : les cages standards métalliques ; les cages en polyamide
Le type de lubrification : Huile ou Graisse
Le type de jeu de montage.
Figure 06 : Roulement rigide à billes Source : Document SKF, 2013
Le nombre de moteurs électriques utilisés dans le système étant important (une quarantaine) et compte tenu de leurs redondances actives, il est nécessaire de déterminer la fiabilité d’un roulement par le modèle log-normal pour en déduire la politique de maintenance qui lui convient.
2.2.2.2 La garniture mécanique d’étanchéité
Dans une pompe centrifuge, plusieurs niveaux d'étanchéité sont nécessaires (fonction de ses caractéristiques) :
Etanchéités statiques assurées par des joints fixes adaptés au produit ;
Etanchéités dynamiques internes (entre volute, diffuseur et entrée de roue, pour éviter une recirculation de fluide trop importante), assurées par des bagues ou disques en rotation, le fluide pompé assurant un film liquide suffisant pour la lubrification et le refroidissement des parties en contact ;
Etanchéités dynamiques externes (arbre d'entrainement de la roue en rotation), assurées par tresses ou garnitures mécaniques.
Le point clefs des systèmes d'étanchéité dynamique est d'assurer un refroidissement efficace des pièces en frottement, en général avec le produit pompé, parfois avec une circulation sur un échangeur externe à la pompe. La casse répétée des garnitures (perte d'étanchéité) est souvent due à un défaut de refroidissement et/ou à des vibrations anormales (cavitation par exemple).
Figure 07 : Vue d'ensemble de la garniture mécanique d'étanchéité
NB : Le grain rouge est fixe, solidaire du corps de pompe. Le grain bleu est tournant, solidaire de l'arbre. Les surfaces en contact (bleu contre rouge) doivent être refroidies à cause de l'échauffement provoqué par le frottement des faces.
Figure 08 : Garniture mécanique d'étanchéité Source : Photo réalisée sur le terrain
2.2.3 La pompe doseuse
Les pièces ou produit à surveiller sont :
soupapes d’aspiration / de refoulement
Joints pour tête de dosage et soupapes
cartouche de purge
membrane de dosage
vis de dosage
huile ou graisse des engrenages, etc.
Figure 09 : Pompe doseuse à l’usine d’eau de Vèdoko Source : Photo réalisée sur le terrain
2.2.4 Dispositif anti bélier
Chacune des chaines de production d’eau potable à grande échelle est dotée d’un dispositif d’anti-bélier. Il s’agit au fait d’un équipement de sécurité monté en aval du réseau au sein de l’usine protégeant ainsi le système contre les coups de bélier créés par les mouvements de dépression et de surpression engendrés par les manœuvres sur le réseau. Il en existe plusieurs types des réservoirs hydropneumatiques ayant une forme cylindrique.
Un essai pratique pour la maintenance d’un anti-bélier sur les forages FO1 et FO2 de Ouèdo est fait à titre indicatif pour signifier que l’opération se fait suivant une procédure
bien élaborée.
Fermer la vanne directe
Ouvrir la vanne de vidange
Disposer d’un mano
Vider l’air par le haut soit par le démonte bulle ou par ouverture de vanne (cas anti-bélier vertical)
Mettre en marche le compresseur
Brancher le compresseur sur l’anti bélier
Laisser la vidange ouverte (l’air ne doit pas sortir)
C’est le réservoir métallique qu’on gonfle par le haut pour tester son étanchéité à 05 bars. Après les 05 bars de gonflage tester les joints avec le détecteur de fuites qui est un liquide mousseux.
Si tout est bon on relâche le gaz en enlevant le raccord de gaz en haut.La maintenance est à faire tous les 04 mois et tester le réservoir lui-même tous les 10 ans.
Pour l’anti bélier horizontal la procédure diffère légèrement et consiste à :
Fermer la vanne directe
Ouvrir la vidange
Démonter la bride genre trou d’homme pour voir l’intérieur
Ouvrir la vanne du haut du réservoir
Remonter la plaque (ici c’est la pression atmosphérique qui joue le rôle)
Fermer la vanne du haut du réservoir
Ouvrir la vanne d’alimentation de l’anti bélier
Fermer après la vanne de vidange.
Figure 10 : Réservoir anti bélier horizontal (usine d'eau de Godomey) Source : Photo réalisée sur le terrain
2.2.5 Equipements électriques
Les armoires des stations de pompage (usines d’eau de Vèdoko et de Godomey) comportent chacune quatre compartiments.
Le premier compartiment correspond au compartiment d’arrivée et reçoit les câbles d’arrivée provenant du TGBT (Tableau Général Basse Tension). Les compartiments 2 et 3 contiennent les départs de puissance vers des pompes. Sur trois pompes deux sont pilotées par des variateurs de vitesses tandis que la troisième est commandée par un démarreur électronique. Le compartiment 4 contient les équipements de commande. On y trouve l’automate programmable industriel et le relayage permettant l’acquisition des informations process et les commandes des départs de puissance.
Figure 11 : Façade principale de l'armoire électrique de Vèdoko Source : photo réalisée sur le terrain
En façade de l’armoire se trouve une centrale de mesure (PM770). Celle-ci permet de visualiser les paramètres électriques.
Figure 12 : Centrale de mesures
Source : Document technique d’exploitation du système de la télégestion Chaque départ moteur dispose :
D’un commutateur Local/Distance
De boutons poussoirs marche/arrêt
D’un compteur horaire pour compter le temps de marche du moteur
D’un ampèremètre
Sur la même façade de l’armoire sont montés aussi :
Un potentiomètre pour les moteurs commandés par variateur de vitesse
Trois boutons poussoirs (test lampes ; acquittement ; arrêt klaxon)
Bouton coup de poing d’arrêt d’urgence
Un écran à touches connecté à l’automate et monté sur la porte du compartiment 4 sert d’interface homme/machine.
Un commutateur en service/hors service pour chaque réservoir permettant la prise en compte ou pas de la détection du niveau bas dans le réservoir.
Des voyants qui informent sur l’état des moteurs (marche ; arrêt ; défaut) et sur la mise en service ou hors service d’un réservoir.
Les mesures analogiques sont acquises par l’automate et mises à disposition du superviseur pour affichage, archivage, enregistrement des courbes. Les mesures analogiques sont :
Mesure du débit d’entrée des stations
Mesure de débit de sortie de chaque station
Mesure des niveaux des réservoirs
Mesure des pressions de sortie de chaque station.
2.2.6 Présentation du réseau de télégestion
Au niveau des stations de pompages, les automates industriels assurant le fonctionnement des pompes en position distance, communiquent avec des automates de télégestion installés dans les usines d’eau de Vèdoko et Godomey. Ces automates de télégestion servent à la remontée des informations et à la commande depuis la
supervision. Ils sont implantés sur le même réseau Ethernet (filaire ou hertzien) que les quatre superviseurs installés et les automates de télégestion des châteaux d’eau et des forages relais. Chacun des forages relais communique à son tour cycliquement avec les automates de télégestion des forages qui lui sont proches.
Les informations process des stations de pompage et les informations des centrales des mesures sont récupérées par l’automate de télégestion associé à la station de pompage via un réseau modbus485 qui est un protocole de communication utilisé pour des réseaux d’automates programmables.
2.2.7 Modes de marche des pompes des usines d’eau
Le refoulement de l’eau depuis chaque station de pompage (quatre au total) est assuré par trois pompes. La commande des pompes peut se faire en local comme à distance.
Un bouton poussoir d’acquittement général, sur la porte d’armoire, est pris en compte par l’automate afin de réarmer les commandes des actionneurs.
Pour chaque pompe des stations de pompage sont définies des sécurités dites primaires valables en local comme à distance. On définit par ailleurs les conditions permanentes procédé et les conditions de démarrage et d’arrêt valables seulement lors du fonctionnement en distance.
2.2.8 Modes de marche des pompes des forages
Tout comme les armoires des stations de pompage, les armoires des forages disposent d’un commutateur permettant de choisir entre le fonctionnement en local ou à distance.
Un bouton poussoir d’acquittement général, sur la porte d’armoire, permet l’acquittement des défauts dans l’armoire électrique du forage.
Lorsqu’un défaut est disparu (exemple défaut débit bas) est mémorisé dans l’automate de télégestion du forage, le réarmement des sorties pourra se faire en local ou à distance.
Pour chaque pompe immergée sont définies des sécurités primaires valables en local comme à distance. On définit par ailleurs les conditions permanentes procédé et les conditions de démarrage et d’arrêt valables seulement lors du fonctionnement à distance.
Chapitre 3 : METHODOLOGIE
3.1 Cadre d’étude
3.1.1 La ville de Cotonou 3.1.1.1 Situation géographique
Capitale économique du Bénin, la ville de Cotonou est située sur la côte Atlantique. Elle a été fondée sur le cordon littoral constitué de sables marins déposés par le courant maritime dominant le régime hydrologique dans le Golfe du Bénin. Il s’agit de la plus importante ville du pays avec une population de l’ordre de sept cent mille (700 000) habitants et elle couvre une superficie de 79 km2.
Le site de la ville s’est révélé très étroit et l’agglomération s’est étendue vers des zones moins élevées et même vers les bas-fonds, souvent inondés.
La Commune de Cotonou est limitée au :
Nord, par la Commune de So-Ava (Lac Nokoué) ;
Sud, par l’Océan Atlantique ;
Est, par la Commune de Sémé-Kpodji ;
Ouest, par la Commune d’Abomey-Calavi.
Figure 13 : Situation géographique de la ville de Cotonou Source :
