Dans l'industrie lourde, la moitié des avaries proviennent d'erreurs de conception ou de choix de matériaux, tandis que 40 % sont causées par des conditions opérationnelles. Les 10 % restants découlent de facteurs externes. L'analyse de défaillance vise à comprendre l’origine de ces problèmes afin d'améliorer la fiabilité, la sécurité et l'efficacité des opérations. Le point avec Robert Shandro, ingénieur au Cetim et expert en analyse de défaillance.

Quels sont les éléments dont les défaillances sont les plus critiques en industrie lourde ?

Robert Shandro : Dans l’industrie lourde, les opérations impliquent souvent des équipements complexes et des processus intensifs. Plusieurs éléments sont alors critiques et notamment les équipements essentiels à la production tels que les machines-outils, les générateurs de puissance, les process chimiques et les fours industriels.

Une partie importante de cette industrie s’appuie sur des éléments de transmission mécanique de puissance, c'est-à-dire des composants et des machines chargés de transférer l'énergie d'une source vers une application. C’est le cas des équipements rotatifs, des lignes d'arbres présentes sur les bateaux, etc. Ces pièces sont souvent si volumineuses, que disposer de doublons en réserve n'est pas envisageable. Leur approvisionnement est donc un défi.

De plus, les conséquences d’une avarie sur ces éléments peuvent être catastrophiques. Les coûts de réparation sont élevés. Les temps d’approvisionnement et de remise en route/service peuvent être très longs. C’est le cas de la sidérurgie où l'arrêt d'une coulée continue entraîne des pertes importantes. Les risques d'accidents humains et environnementaux peuvent aussi entraîner des conséquences graves, du fait de la taille des pièces et la nature des activités, comme en pétrochimie. Enfin, les pertes financières associées se chiffrent toujours en millions de dollars. Et si la réponse n’est pas adaptée, ces problèmes peuvent se répéter.

Comment l’analyse de défaillance aide-elle à prévenir ces risques ?

R. S. : L'analyse de défaillance joue un rôle crucial dans la prévention des avaries en identifiant les facteurs de risque et surtout en proposant des actions correctives.

Pour cela, il est indispensable d'adopter une perspective holistique lors de l'analyse des défaillances, en mettant l'accent sur la pièce concernée, mais aussi sur l'ensemble du système. C’est ce qui facilite la mise en place de solutions de correction adaptées. Par ailleurs, en comprenant les modes de défaillance probables, il est possible d’élaborer des programmes de maintenance préventive ciblés. Cela inclut le remplacement régulier de pièces sujettes à l'usure, la surveillance de la santé des équipements et la détection précoce des signes de défaillance potentielle.

Une étude récente menée par le département de l’énergie aux États-Unis a également estimé que la maintenance prédictive réduit les arrêts et les défaillances de 45 % dans l’industrie lourde. En ce sens, il est intéressant d'exploiter les données opérationnelles des systèmes afin d'optimiser leur correction à travers des jumeaux numériques par exemple. À l'avenir, l'efficacité de la maintenance prédictive sera encore plus grande grâce à l'application d'outils d'intelligence artificielle (IA) aux données de fonctionnement.

Comment les industriels peuvent-ils réduire ces risques dans leurs activités ?

R. S. : En plus de la maintenance préventive et prédictive, les industriels peuvent s’appuyer sur la surveillance des performances, l’utilisation de technologies innovantes (Internet des objets, IA) ou encore la formation et qualification du personnel.

En ce sens, les formations en analyse de défaillance dispensées par le Cetim leur permettent d’adopter les bons réflexes avant l’intervention d’un expert sur le terrain. Par exemple : réaliser les premières constatations sur les lieux de l’avarie, protéger les zones endommagées, dessiner manuellement une cartographie des pièces défaillantes, etc. Grâce à ces formations et aux retours d'expérience, la prise de décision devient plus rapide et plus fiable (ce qui lors d’une crise est indispensable). La communication avec les experts s'améliore significativement et une relation de confiance se construit. Bien plus qu’un simple diagnostic, l’analyse de défaillances est un réel vecteur de progrès pour l’entreprise, et la formation interne du personnel joue un rôle essentiel !

Notre expert :

Robert Shandro bénéficie de plus de 30 ans d'expérience en conseil dans les domaines de l'énergie, de l'aérospatiale, des transports, de la construction navale et des travaux publics. Ingénieur en génie mécanique et science des matériaux, il est spécialiste des enquêtes sur les défaillances, de l'ingénierie médico-légale et de l'évaluation de l'état des équipements. Robert est membre de la délégation française pour l'ISO TC60 (Comité Technique), expert en calcul de capacité de charge des engrenages, terminologies, notation, résistance et qualité des matériaux pour engrenages.

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