Maintenanciers, sommes-nous vraiment certains de la fiabilité de nos infrastructures électriques ?

     Comme consultant en technologies innovantes pour la Maintenance (réalité augmentée, réflectométrie, inspection par camera TeraHertz …), j’ai eu plusieurs fois l’occasion d’identifier des ‘trous dans la raquette’ de la maintenance effectuée dans différents contextes.

     En effet, dans une conjoncture de réductions des coûts de maintenance, il est tentant de se focaliser sur la maintenance de ce qui se voit, aux dépens de la maintenance de ce qui ne se voit pas et notamment de négliger la maintenance préventive !

     Nous allons nous focaliser sur un domaine précis qui concerne peut-être de nombreux maintenanciers !

     En effet, s’il y a un point commun entre les problématiques de maintenance de machines ou d’équipements dans l’industrie et la maintenance dans le secteur tertiaire d’équipements biomédicaux, de serveurs informatiques et de datacenters, c’est qu’elles comportent toujours des infrastructures électriques !

     Ces ‘infrastructures électriques’ alimentent en électricité les divers équipements sur les sites concernés, à partir du point de livraison Enedis, suivant des architectures variables, notamment selon l’impératif ou non de continuité de service par rapport à d’éventuelles coupures de courant.

     Ces infrastructures électriques peuvent notamment comporter les composants suivants :

-des disjoncteurs pour protéger les circuits des surintensités et des courts-circuits.

-des onduleurs ou des Groupes Electrogènes pour assurer la continuité de l’alimentation électrique, en cas de coupure de la fourniture Enedis si les équipements le nécessitent (c’est notamment le cas pour le biomédical, les serveurs et les datacenters, c’est moins systématique pour les équipements en usine sauf pour ceux où une coupure électrique pourrait avoir des effets catastrophiques).

-des commutateurs permettant de basculer entre la fourniture Enedis et celle par Groupe Electrogène.

     Il convient bien sûr de maintenir ces composants et d’abord de vérifier leur état. Comment, en pratique ?

.

         -Pour un disjoncteur : il est nécessaire de le couper pour voir s’il réarme facilement. Cela implique donc toujours une coupure d’alimentation électrique. Si le disjoncteur réarme normalement, la coupure est de courte durée. S’il ne réarme pas, cela implique de changer le disjoncteur. Le faire en sécurité oblige à une coupure électrique en amont, ce qui augmente le périmètre des équipements impactés par la coupure.

         -Pour un onduleur : un point essentiel de sa maintenance est d’estimer l’état réel de ses batteries (sont-elles à 100% ou seulement à 50% ou même à 10% de leur capacité nominale ?) pour pouvoir estimer leur durée de tenue en charge en cas de coupure Enedis. Seul un test de décharge réelle permet cette estimation, avec le défaut que réaliser un tel test  prend beaucoup de temps aux équipes de maintenance ! Est-ce vraiment fait ?

         -Pour un composant comme un commutateur Mode Enedis/Mode Groupe Electrogène, il convient de l’actionner pour le vérifier. Si ce composant reste bloqué (Evènement de probabilité faible mais non nulle) au moment où l’on veut basculer en mode Groupe Electrogène suite à une coupure de fourniture Enedis, cela rend impossible le basculement. La fourniture électrique de secours n’est pas assurée : il en résulte en général une nette aggravation de l’impact de la coupure Enedis initiale !

     Remarquons que pour ces 3 exemples de composants, connaitre leur état  implique que le service maintenance soit actif et effectue les tests adéquats pour les vérifier. On est loin des concepts actuels de maintenance avec remontées d’alarmes et affichage des anomalies via un système de monitoring !

     Réaliser ces tests n’est en pratique pas simple car ces tests ne sont pas anodins : ils génèrent ou peuvent générer des coupures de fourniture électrique, que les services utilisateurs ont souvent tendance à refuser en heures ouvrables. Il en résulte souvent l’obligation pour la maintenance de les réaliser de nuit ou le WE, ce qui ne simplifie pas leur réalisation effective.

     Ces difficultés et contraintes (et d’autres encore …) peuvent encourager à repousser les démarches de test à plus tard. Tant que ces tests ne sont pas faits, le service maintenance n’a aucune idée sérieuse de l’état des composants les plus critiques de ses infrastructures électriques. Il y a alors un risque important que les défaillances de composants ne se révèlent qu’au moment où les infrastructures sont en problème, et donc que ces défaillances ne fassent qu’aggraver le problème initial !

Conclusion

-Les infrastructures électriques doivent aussi être maintenues, mais certains de leurs composants (comme les disjoncteurs, les batteries au sein des onduleurs et les commutateurs de mode électrique) sont difficiles à vérifier sans réaliser des tests qui risquent d’occasionner des coupures de courant, ce qui impacte les utilisateurs des équipements et donc complique leur réalisation effective.

-Repousser à plus tard ou ne pas faire ces tests a le gros défaut de ne pas permettre d’identifier les composants problématiques. Ceux-ci risquent alors de se révéler défaillants au pire moment, quand l’infrastructure est déjà confrontée à un grave aléa, avec le risque d’aggraver le problème ou au moins d’en compliquer la résolution.

-J’ai constaté ce genre de problématique dans divers cadres industriels ou tertiaires, mais je n’ai pas encore assez échangé avec d’autres responsables maintenance pour en estimer le degré de généralité.

-Je me pose d’autant plus cette question, que les graves évènements météorologiques comme la tempête Lothar fin 1999 qui avait dévasté les forêts et aussi les lignes électriques (3 millions de foyers privés d’électricité et 200 pylônes haute tension abattus selon Wikipedia) seront de plus en plus fréquents suite au changement climatique. Sommes-nous alors certains que les systèmes servant à des services publics vitaux, soient résilients à de tels évènements, après des années d’économies budgétaires aveugles qui ont eu tendance à réduire les équipes et les périmètres de prestations de maintenance assurés ?

-Il n’y a pas que les tempêtes qui mettent en évidence des infrastructures électriques peu résilientes :

Regardez ce qui est arrivé à l'hôpital de Dax confronté à une coupure d'électricité  le 14/12/2017

https://www.leprogres.fr/faits-divers/2017/12/27/coupure-d-electricite-l-hopital-de-dax-porte-plainte-contre-la-cgt

     Dans l'hôpital de Dax, les ascenseurs ne fonctionnaient plus, les alarmes des appareils à oxygène et des pompes à morphine s'étaient déclenchées. A cause de cette coupure, les médecins ont dû préparer le transfert de quatre malades par le Samu. Finalement, le groupe électrogène a pu prendre le relais pour tous les appareils vitaux et le courant a fini par être rétabli.

     Et vous, cher lecteur maintenancier, qu’en pensez-vous? Vous reconnaissez-vous dans ces difficultés pour maintenir vos infrastructures électriques ? Donnez-nous votre avis, faites-nous part de votre expérience. C’est l’objectif de ce blog.

Bien cordialement

Hervé Pauchard – Paris

Ingenieur de maintenance : beaucoup de temps passé au boulot.Mais la famille, et moi ???

            

         En cette période de crise, votre entreprise doit sans doute vous demander d'en faire encore plus. Il y a déjà des restrictions budgétaires qui ont diminué ou limité vos déplacements ("au juste nécessaire"), des réductions d'effectif, des départs en retraite non remplacés qui ont accru votre charge de travail, des délais d'exécution de tâches qui ont été raccourcis... Bref vous croulez sous les contraintes et votre temps de présence sur votre lieu de travail (ou tout au moins hors de votre maison) s'allonge de jour en jour. Comment réussir à fixer des limites ?

« Et si c’était un problème d’organisation ? »

N'avons-nous pas entendu dans nos bureaux et dans nos ateliers ces paroles :"Etant cadre, et au forfait, on ne compte pas ses heures" ou " tu parts déjà !!" ou "peux-t-on se voir 5 minutes" (alors qu'il est déjà 18h et que cela va se prolonger une bonne heure au minimum).

On peut alors se poser la question si tout ce temps passé n'est pas aussi un problème d'organisation pour savoir "digérer" une charge de travail devenue plus lourde , ou celui d'une mauvaise gestion des priorités, … Peut-être aussi faut-il reconnaître qu’on met beaucoup plus de temps qu’il n’en faut pour faire les choses : je me souviens du temps passé pour faire mes comptes rendus de réunions qui, pour certains, étaient presque aussi longs à rédiger ,à photocopier ( quelle époque…) et à envoyer…, que les réunions elles-mêmes… !!! (Surtout Messieurs, nommez un secrétaire de séance qui enregistre la réunion en live et présente le compte-rendu en fin de celle-ci, prêt à être diffusé : voilà un bon gain de temps pour le pilote de réunion). Et n’oublions pas la loi de Parkinson : « le travail se dilate dans l’espace qui lui est imparti » on occupe toujours l’intégralité de l’espace-temps que l’on se donne.

« Après le départ de tout le monde, je travaille mieux et plus vite »

           Il est vrai que les heures de travail extérieures aux heures habituelles "d'ouverture" sont souvent les plus propices à un travail continu et plus efficace (car on est moins dérangé par le téléphone ou les entretiens, les bureaux se vident). On a alors tendance à garder certaines activités pour ces heures-là et donc à prendre cette habitude de retarder d'autant, le moment de retour à la maison. Je me souviens que mes bonnes résolutions de rentrer le plus tôt possible n'avaient tenu que quelques jours devant les contraintes d'emploi du temps,( comme celles de ne pas rapporter de travail à la maison...!!!) et que j'abattais un boulot monstre dans cette période de la journée, fatigué mais satisfait, sur le chemin du retour, de l'avancement de mes affaires...(avant de retrouver la famille avec la culpabilité de rentrer si tard)

Pour la plupart d’entre nous, nous avons la chance d'être le gestionnaire de notre temps. C'est un principe que j'ai toujours apprécié : être libre de s'organiser dans sa fonction. (On est plus impliqué et plus responsable). Mais de nombreux aléas sont quotidiennement à gérer : pannes d’installations dans l’atelier, réunions qui se prolongent exagérément, rapport ou synthèse à remettre à une date très proche, problèmes de transport ou de circulation… et vont perturber encore l’heure de rentrée à la maison.

Le trépied de l’équilibre personnel

On se dit que ce n’est qu’un coup de collier à donner, mais si le pic d’activités dure et devient le régime quotidien, ce n’est plus un coup de collier. Les journées de travail ne suffisent plus pour tout gérer et on est obligé d’empiéter sur son temps libre.

Alors c’est le moment de ne pas oublier le TREPIED DE L’EQUILIBRE PERSONNEL entre nos trois vies :

-  vie personnelle (son « moi »)
-  vie de famille
-  vie professionnelle

Quand une seule des trois ne va pas, c’est l’ensemble de notre être qui en est perturbé :

-                  - des soucis de santé peuvent influencer la vie de famille et la vie professionnelle ;

-                   - des soucis dans le boulot peuvent perturber la vie familiale ;

-               - ne pas se sentir « bien dans sa peau », ne pas pouvoir pratiquer le sport que l’on aime, peuvent avoir une répercussion sur sa vie de famille et ses compétences au travail ;

-               - des soucis avec un enfant peuvent entrainer des conséquences sur l’activité professionnelle .

                 On peut trouver ainsi des tas d'exemples et vous en avez surement vécu dans votre activités professionnelle.

Fragile équilibre…Mais c’est à cet équilibre là qu’il faut penser tous les jours.

Donc si ce soir vous vous dites « je vais terminer ce boulot avant de rentrer, même si il est un peu tard... », pensez à vous-mêmes et à ceux et celles qui vous attendent.

Bonne maintenance

Olivier

Les défis des composites : produire moins cher, vite,et recyclable

     Aéronautique, automobile, bâtiment, sport…Les composites avancent sur tous les fronts. Les PME françaises contribuent aux progrès qui restent à accomplir pour avancer dans l’industrialisation de ces matériaux.

     La notion de matériaux composites est assez large. « C’est l’association d’au moins deux composants non miscibles qui, réunis, ont des propriétés meilleures que ces mêmes matériaux pris séparément », résume l’ingénieur Laurent Aubertin, du pôle de compétitivité EMC2 à Nantes.

     On parle là principalement de fibres, souvent de carbone, amalgamées à de la résine, cette association offrant des avantages incontestés de légèreté, de rigidité et de résistance. Dès lors, les composites n’ont donc pas fini de gagner du terrain, sur le métal principalement.

1)      CONQUÉRIR DE NOUVEAUX USAGES

     « Plus de 50 % de la masse des nouveaux avions, dont l’A350 et l’A787, est désormais faite de composites, contre de 20 à 25 % sur les générations précédentes ». Ces nouveaux matériaux s’invitent au cœur même des réacteurs (fan et aubes) Leap de Safran.

 Maints autres usages se révèlent. La société angevine Hydrovide a, par exemple, conçu un camion-citerne équipé d’une cuve en composite, permettant l’allègement de l’engin et une résistance aux fluides corrosifs. L’enroulement filamentaire favorisera l’avancée des réservoirs de véhicules à hydrogène. Sans parler de la structure des voitures que les carbones vont alléger plus encore. Dans le bâtiment  aussi un large champ des possibles est attendu  avec des bétons armés aux composites. Pour les mêmes raisons de poids et la résistance à la corrosion, on évoque de nouvelles applications tubulaires pour la prospection d’hydrocarbures de grands fonds. On imagine aussi des patchs pour consolider les ouvrages d’art. « Les composites seront une source d’inspiration pour les architectes». Ces matériaux sont aussi loin de leur apogée dans le domaine sportif sans eux, point de foils pour les voiliers – et dans l’équipement de la personne, sur le plan médical ou des exosquelettes.

2)      UN BEL EXEMPLE D’UTILISATION DES COMPOSITES

     Une jeune entreprise de Charente-Maritime, Elixir Aircraft, a présenté un concept unique au monde d’avion totalement en composite ». Grâce aux composites et une technique de production unique, nous avons mis au point un avion qui compte quelque 600 éléments, boulons compris, alors que le concurrent direct, la Cessna Aircraft Compagny, qui n’a pas évolué depuis un demi-siècle en compte 17000 ». L’essentiel de l’avion est composé de huit pièces seulement, en composites monoblocs, à l’image des ailes, ou plutôt de l’aile monobloc, un seul ensemble sur lequel vient se fixer le fuselage, le « corps » de l’engin.

      Moins de pièces, c’est plus de sécurité, finis les rivets, aucune vis ou longeron. Oubliés la corrosion, le pourrissement, le défaut ou l’usure de structure. Cette technologie réduit de 30% les coûts de maintenance de l’avion par rapport à sa concurrence. La légèreté de l’aéronef réduit sa consommation en carburant  et donc son coût d’exploitation (12 à 16 litres par heure à la vitesse de 300 km/h contre 30 litres/h pour un Cessna à la même vitesse) .

     Son prix de vente est aussi révolutionnaire : 150 000 euros « c’est plus de deux fois et demie moins élevé que la concurrence sur le même segment ». Depuis son premier décollage (Aout 2017), cet avion Elixir a passé tous les tests de sécurité et de résistance. Un bel exemple d’évolution des structures en aéronautique et d’utilisation des composites.

3)      MONTER EN CADENCE

     Produire plus vite et donc moins cher, l’enjeu clé de la filière. « La production de pièces en composites reste artisanale, même si on avance dans l’automatisation », admet Stéphane Cassereau, directeur de l’IRT Jules-Verne, expliquant qu’il faut aller plus loin pour mieux s’inscrire dans les futurs programmes aéronautiques et aux cadences de l’automobile. Il faut donc parfaire l’automatisation du placement des fibres, des renforts rigidifiant les pièces, le dosage des quantités de matières au bon endroit selon les épaisseurs voulues. Il s’agit également de répondre à la problématique des grandes pièces, telles de pales d’éolienne ou les coques de bateau où les composites permettent de s’affranchir d’outillages et de limiter l’assemblage.

4)      GÉNÉRALISER DES THERMOPLASTIQUES

    Avec la technologie thermodurcissable, la plus répandue, la pièce doit être réussie du premier coup. Impossible de la modeler une fois la résine prise. La technologie des thermodurcissables, en revanche, permet de travailler la pièce après coup, comme le métal. Il est également possible de souder des éléments thermoplastiques (par laser, induction, vibration…), travailler sur de plus petites séries et limiter le nombre d’outillages (moules). Sur certaines pièces de sécurité, dans l’automobile, cette matière résiste mieux aux chocs. « On peut aussi créer des mixtes avec l’injection plastique ». 

Les thermoplastiques sont aussi recyclables et ne produisent pas d’émanations de styrène. L’usine nantaise de Daher est considérée comme l’une des références dans la maîtrise des thermoplastiques. L’équipementier y fabrique par milliers des clips pour fuselage d’avion. Les groupes Dedienne et Sintex NP ont aussi un coup d’avance en la matière. Mais la mise en oeuvre reste à améliorer. C’est l’un des grands défis des IRT Jules-Verne ou Saint-Exupéry ou du Cetim, qui ont investi des millions d’euros dans des lignes pilotes.

5)      RÉDUIRE LES COÛTS

     Le prix élevé des composites tient en partie à l’emploi de fibres de renfort en carbone, dont le coût se situe entre 15 et 20 euros le kilo. Le défi du programme Force est de ramener ce prix à 8 euros le kilo. Le Centre technologique Canoe et l’IRT Jules-Verne ont inauguré en octobre 2018 une ligne pilote semi-industrielle de fibre de carbone économique à Lacq (Pyrénées-Atlantiques). D’un coût de 3 millions d’euros, cet équipement offre une capacité de production de 2 tonnes de fibre par an, donnant matière à expérimentation. La fibre développée est une alternative au polyacrylonitrile (ou PAN), le matériau de référence utilisé aujourd’hui, inabordable pour l’industrie automobile. Il met en œuvre des matériaux alternatifs, biosourcés ou recyclés, tels les dérivés de la biomasse ou encore les polyoléfines. Force qui mobilise au total 18 millions d’euros est très mobilisateur. Faurecia, PSA, Renault, Plastic Omnium, Stelia composite ou Decathlon, sont partie .

6)      RECYCLER

Les matériaux composites n’ont pas bonne réputation sur le plan environnemental. Leur recyclage n’en est qu’à sa genèse. Le procédé Thermosaïc, développé par le Cetim Grand Est, permet de récupérer des pièces au rebut pour recréer de nouvelles plaques de composites thermoplastiques. Il devrait être industrialisé à moyen terme. La recherche de produits recyclables avance, l’une des références étant la résine Elium du chimiste français Arkema. Une autre piste est l’introduction d’une part de matériaux biosourcés. La fibre de lin est déjà utilisée dans les intérieurs de portes automobiles, mais pas encore sur des pièces structurelles. Mais on ne sait pas encore séparer le lin de certaines résines dans lesquelles il est amalgamé. « Le lin a l’avantage d’être léger et sa forme creuse lui confère des propriétés acoustiques ». La fibre de chanvre et de bambou présente aussi des atouts de légèreté. Le projet  Filsit mobilise le nantais Omega System et la société bretonne Nanovia, qui développe des filaments pour l'impression 3D à base de chute de bandes de carbone, générés par les machines à placement de fibres.

7)      INTÉGRER DE L’INTELLIGENCE

     Contrairement au métal, on peut définir la recette des composites, à la carte. Cela permet d’y intégrer des systèmes filaires, des antennes et autres objets connectés. « On peut ainsi les rendre intelligents en leur apportant des fonctionnalités complémentaires ». (Il est possible d’imaginer des systèmes antennaires dans le toit de camping-car par exemple). Naval Group s’intéresse depuis longtemps à cette intégration sur ses navires de guerre. La société bretonne Sense in développe des systèmes de capteurs permettant de mesurer la déformation et la tenue mécanique de la matière. Cela soulève d’autres défis techniques, dont la compatibilité des matériaux, car il ne faut pas endommager l’objet communiquant dans le bain de résine. Les procédés composites permettent aux industriels de répondre aux enjeux d’allègement des structures et de fabrication de structures complexes. 

8)      LES PREMIERS ROBOTS

     Certains sous-traitants comme Pika (Pyrénées-Atlantiques), spécialiste de la découpe métallique, ont mis cette technologie à leur portefeuille en investissant dans des équipements industriels. Mais derrière l’aéronautique, c’est l’ensemble de l’industrie et des grands donneurs d’ordre, notamment dans le transport. Obligeant ce tissu de PME à se mettre au niveau et à monter en compétences en s’appuyant au besoin sur des centres techniques. Les patrons sont poussés à acquérir des moyens de production permettant de travailler des pièces de grande dimension. L’enjeu est d’industrialiser les processus de production avec l’apparition des premiers robots. Des moyens qui arrivent dans les entreprises les plus importantes. « Le fait d’utiliser des composites dans l’aéronautique entraîne de nouvelles exigences en termes de contrôle qualité et de traçabilité avec l’apparition d’appareils de contrôle non destructifs », insiste Jérôme Raynal, responsable du développement des activités composites au sein du groupe Institut de Soudure.

     L’usine DASSAULT d’Anglet utilise un robot KUKA pour construire, lames après lames, des pièces volumineuses en composite pour ses avions d’affaire.

     Le problème de la santé des opérateurs a longtemps été pointé du doigt à cause des émissions de composés organiques volatils (COV). L’apparition de nouveaux modes de production faisant appel à des moules fermés règle en partie le problème puisque les pièces ne sont plus produites à l’air libre. Il reste toutefois à ce que ces moyens de production soient généralisés. 

9)      CONCLUSION

       L’autre challenge est économique: où, à quelles conditions l’additif devient compétitif par rapport aux technologies qu’elle doit remplacer telles l’injection, l’assemblage mécano soudé, la fonderie ou la forge?

     Les nouveaux polymères, le pilotage des procédés, et la maîtrise thermique, sont aussi déterminants. Mais « des verrous restent à lever sur la caractérisation, la robustesse et la déformation des matériaux».

(tiré d’un article dans Les Echos)

Olivier