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See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/303116867 Amélioration de la ﬁabilité des équipements à travers l'optimisation de la maintenance préventive Conference Paper · June 2005 CITATIONS 0 READS 1,122 5 authors, including: Some of the authors of this publication are also working on these related projects: Asset management View project Other activities View project Georges Abdulnour Université du Québec à Trois-Rivières 47 PUBLICATIONS 461 CITATIONS SEE PROFILE Raynald Vaillancourt Hydro-Québec 14 PUBLICATIONS 17 CITATIONS SEE PROFILE Dragan Komljenovic Hydro-Québec 106 PUBLICATIONS 961 CITATIONS SEE PROFILE All content following this page was uploaded by Dragan Komljenovic on 14 May 2016. The user has requested enhancement of the downloaded file. 6e Congrès international de génie industriel – 7-10 juin 2005 – Besançon (France) Amélioration de la fiabilité des équipements à travers l’optimisation de la maintenance préventive Darragi Messaoudi, Georges Abdulnour, Raynald Vaillancourt, Dragan Komljenovic, Michel Croteau Hydro-Québec, Centrale Nucléaire Gentilly-2, 4900, boul. Bécancour, Ville de Bécancour, Québec, G9H 3X3, Canada. Université du Québec à Trois-Rivières, C.P.500, Trois-Rivières, Québec, G9A5H7, Canada, georges_abdulnour@uqtr.ca RÉSUMÉ : Dans cette recherche l’effet de la maintenance préventive sur les systèmes, structures et composants (SSC) sera évalué. Cette évaluation adressera en particulier, l’espacement des arrêts planifiés (de 12 à 18 ou 24 mois) sur un système critique « modérateur » à la centrale nucléaire de Gentilly 2. Le but sera d’élaborer une approche pour maintenir ou améliorer la fiabilité opérationnelle des SSC après espacement des arrêts planifiés. Un processus, inspiré de la maintenance basée sur la fiabilité, a été développé. L’indisponibilité du système a été évaluée pour plusieurs scénarios de maintenance préventive. Cette étude a permis de démontrer que la disponibilité est moins sensible envers l’espacement des arrêts planifiés qu'envers l’optimisation de la maintenance préventive. MOTS-CLÉS : Maintenance, fiabilité, sûreté, nucléaire, optimisation. 1. Introduction et énoncé du problème La Direction Production Thermique et Nucléaire étudie la possibilité d’espacer, de 12 à 18 ou 24 mois, les arrêts planifiés pour l’entretien général de la centrale nucléaire Gentilly 2 (. Cette décision permettra de diminuer la fréquence des arrêts pour l’entretien, avec l’objectif de ne pas augmenter de façon significative leur durée (Hydro-Québec, 2003). Avant de mettre en application cette décision, il faut s’assurer que cette décision : - Ne modifiera pas de manière significative les risques pour l’environnement et la population (fiabilité et sûreté). - N’entraînera pas une augmentation du nombre et/ou de la durée des arrêts imprévus (disponibilité et viabilité). Un tel scénario de maintenance (espacement des arrêts planifiés) aura un impact direct sur la planification et les périodicités des activités actuelles de la maintenance préventive (entretiens systématiques, inspections prédictives et essais) et un impact indirect sur la fiabilité et la disponibilité des équipements à moyen et long terme. On considère, dans ce qui suit, que la maintenance est le seul élément sur lequel on est capable d'agir pour améliorer la fiabilité opérationnelle des SSC après espacement des arrêts planifiés. Le problème sera, ainsi, lié à la difficulté de mesurer et de quantifier l’impact de la maintenance préventive sur la fiabilité et la disponibilité des SSC à la centrale. Selon les scénarios de maintenance préventive adoptés, cet impact pourrait être négatif (espacement des arrêts planifiés) ou positif (optimisation de la maintenance). 6e Congrès international de génie industriel – 7-10 juin 2005 – Besançon (France) 2. But et objectifs de l’étude Le but de cette étude est d’élaborer une approche pour maintenir ou améliorer la fiabilité opérationnelle des SSC après un espacement des arrêts planifiés. Cette approche se basera sur la mesure quantitative de l'effet de la maintenance préventive sur la fiabilité des équipements. Les objectifs se limiteront à : - Mesurer l’effet de l’espacement des arrêts planifiés de 12 à 18 ou 24 mois sur la fiabilité des SSC. - Assurer le maintien de la fiabilité opérationnelle des équipements malgré la variation du cycle d’arrêts planifiés en se basant sur l’optimisation de la maintenance. 3. Revue de la littérature La maintenance préventive a pour objectif de maintenir ou d’augmenter la fiabilité opérationnelle d’un équipement ou d’un système sur une longue période en ralentissant les effets du vieillissement (corrosion, fatigue et autres phénomènes). Elle influence donc leur taux de défaillance à moyen terme et leur durée de vie utile à long terme. La périodicité d’une tâche de maintenance préventive est déterminée en fonction de la criticité de l'équipement, de son cycle de charge et de ses conditions de service. Celle-ci est ajustée en fonction de l’expérience de fonctionnement observée et des contraintes d'exploitation. Ces différents aspects seront explicités dans les paragraphes suivants. 3.1. Optimisation de la maintenance préventive Résoudre la problématique déjà mentionnée pour l’espacement des arrêts planifiés nécessite une solution basée sur le suivi de la fiabilité des SSC. La solution idéale repose sur l’élaboration d’un processus adéquat pour l’optimisation de la maintenance (Messaoudi et al., 2002). Les solutions inspirées de la maintenance basée sur la fiabilité, ses variantes simplifiées (EPRI, 1995), ainsi que les activités liées au suivi de la fiabilité (INPO, 2001) constituent des approches validées dans l’industrie nucléaire pour résoudre les problèmes liés à la périodicité et à l’efficacité des activités de la maintenance. L'approche développée sera basée sur une variante de la MBF. Il s’agit de l’Optimisation de la Maintenance Préventive (OMP) ou Preventive Maintenance Optimization (EPRI, 2003). Cette approche est capable de s’attaquer efficacement aux sujets compliqués de la maintenance tels que le choix du contenu et de la périodicité des tâches de maintenance préventive et ceci grâce aux méthodes et outils sophistiqués dont elle dispose. Longtemps considérées comme un privilège pour les spécialistes de la fiabilité : les AMDEC, la maintenance prévisionnelle et les méthodes statistiques représentent les ingrédients principaux de l'OMP. Elle est, essentiellement, basée sur : - L'analyse de la criticité des composants. - La mesure de l'effet des scénarios de maintenance préventive sur les paramètres de fiabilité (espacement des arrêts planifiés avec programme de maintenance préventive actuel / optimisé). 3.2. Méthode quantitative d'analyse de la criticité Pour déterminer la périodicité optimale d’une tâche de maintenance préventive pour un équipement donné, il faudra se concentrer sur 3 facteurs principaux : la criticité, le cycle de charge et les conditions de service. La criticité représente le facteur le plus problématique à quantifier. Dans ce cadre, l’Electic Power Research Institut (EPRI) propose une méthode quantitative d'analyse de la criticité basée sur l’évaluation des facteurs de mesure 6e Congrès international de génie industriel – 7-10 juin 2005 – Besançon (France) d'importance associés aux calculs des arbres de défaillance. Ces ratios, le Risk Achievement Worth (RAW) et le Fussel-Vesely (FV), sont explicités en fonction de l’événement de tête de l'arbre de défaillance : tête A tête P P RAW ) 1 / ( = = , exprime l’augmentation de risque associé à l’événement de tête en cas d’indisponibilité du composant A. tête A tête tête P P P FV ) 0 / ( = − = , exprime la contribution de l’indisponibilité d’un composant A à l’augmentation du risque associé à l’événement de tête. Cette méthode permet une catégorisation des équipements selon leur criticité tel que décrite dans la figure 1 (EPRI, 2002). Figure 1. Criticité des équipements selon les facteurs de mesure d’importance RAW et FV 3.3. Méthode quantitative de mesure de l'effet de la maintenance préventive sur la fiabilité Une tâche de maintenance préventive influence le taux de défaillance d’un équipement donné par sa périodicité et son efficacité intrinsèque. En assumant que le taux de défaillance pour les équipements dans l’industrie nucléaire est sensiblement constant (EPRI, 2002), une nouvelle méthode de calcul propose l’évaluation de la pondération de ce dernier en fonction de la complexité reliée au programme de maintenance préventive (PMP). Cette méthode de calcul est issue des recherches d'EPRI pour la base de données PM basis. Un équipement complexe possède des mécanismes de défaillance. Certains sont des mécanismes de vieillissement (dégradation) d’autres sont aléatoires. D’après le modèle proposé par EPRI on a le taux de défaillance global : ) , , ( α λ I E f = Avec λ : Taux de défaillance global de l’équipement. E : Efficacité intrinsèque de la tâche de maintenance préventive, EPRI propose des : valeurs d’efficacité (95%, 75%, 45%) pour des tâches génériques. I : Période entre 2 tâches de maintenance préventive. α : Fraction de mécanismes de dégradation atteints par la tâche. Ce modèle générique et basé sur certain nombre d’hypothèses et d’approximations et des méthodes de calcul détaillées dans les recherches d’EPRI. Il nous permet d’obtenir des tendances générales sur le comportement du taux de défaillance en fonction des paramètres Critiques Critiques Opéré jusqu’à bris Non critiques 6e Congrès international de génie industriel – 7-10 juin 2005 – Besançon (France) analysés ci-haut. La figure 2 présente l’augmentation du taux de défaillance en fonction de l’augmentation de la périodicité pour une efficacité de E = 0,70. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Augmentation de la période entre deux tâches de l'entretien préventif (%) Augmentation uploads/Management/ amelioration-de-la-fiabilite-des-equipements-a-travers-l-x27-optimisation-de-la-maintenance-preventive.pdf