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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l’Enseignement Sup

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université Abou Bekr Belkaid – Tlemcen Faculté de Technologie Département du Génie Electrique et Electronique Domaine : Science et Technologies LMD : 2 Année –Master Instrumentation électronique Semestre 3 Cours Fiabilité et maintenance des systèmes électroniques Hassan BENARIBA Année universitaire 2020/2021 AVANT PROPOS Ce polycopié de Fiabilité et maintenance des systèmes électroniques s‘adresse surtout aux étudiants de master de l‘option électronique poursuivant leur formation à la faculté de Technologie. Il permet de connaître les concepts de base en maintenance et les différents stratégies et techniques qui sont misent en œuvre pour permettre à une utilisation optimale des machines dans une installation industrielle. Il s‘intéresse essentiellement à l‘analyse de la fiabilité qui est un concept très important dans l‘étude de la sureté fonctionnement des systèmes. L‘évaluation et l‘amélioration de la fiabilité permettra une bonne maitrise de toute sources de défaillance ainsi qu‘une diminution des charges de maintenance par optimisation des stocks et d‘approvisionnement. Dr. Hassan BENARIBA Département de Génie Electrique et Electronique Faculté de Technologie Université Aboubakr Belkaïd – Tlemcen – Avril 2021 Table de matière Introduction générale…………………………………………………………………………….......………2 Chapitre I : Définition des principaux concepts de la maintenance I.1. Terotechnologie………………… ………………………………...………….………………...…4 I.2. Maintenance…………………………………………………………………………………...…..4 I.3. Entretien ou maintenance.………………………..……………………………………………..…4 I.4 Réparation ou dépannage …………………………………...…………………………………..…5 I.4.1. dépannage …………………………………………...……………………………………...…5 I.4.2. Réparation …………………………………………...……………………………………...…5 I.4.3. Diagnostic …………………………………………...……………………………………...…5 I.4.4. Durée de vie…………………………………..……...….………………..………………...…5 I.5. Défaillance ou panne…………………………………………………………………………......6 I.5.1. Classification des défaillances…………………………………………………………...….6 I.6. Sûreté de fonctionnement……………………………………………………………………….....6 I.6.1. Concept de fiabilité………………………………………………………………………...….7 I.6.1.1 Définition………………………………...……………………………………………..7 I.6.1.2 Calcul de fiabilité……………….……………………………………………………….9 I.6.2. Concept de maintenabilité………………………………………………………………...…..9 I.6.3. Concept de disponibilité………………………...………………………………………...….10 I.7. Gestion de Maintenance Assistée par Ordinateur (GMAO)….......................................................10 I.7.1. Caractéristiques Techniques……………………………………………………………...…..11 I.7.2. Principaux éditeurs spécialistes en GMAO……………………………………………..……11 Chapitre II : Modèle de base de probabilité II.1. Analyse combinatoire………………………………………………………………………...….13 II.1.1. Arrangements…………………………………………………………………………...…..13 II.1.2. Permutations……………………………………………………………………………..….14 II.1.3. Combinaisons…………………………………………………………………………...…...15 II.1.4. Principe de multiplication………………………………………………………………...…16 II.2. Théorie des probabilités……………………………………………………………………...….16 II.2.1. Quelques exemples………………………………………………………………………......17 II.2.2. Ensembles et évènements...……………………………………………………………...….17 II.2.3. Notions de base de probabilité …………………………………………………………...….19 II.2.4. Equiprobabilité…………………………………………………………………………...….20 II.2.5. Probabilités conditionnelles……………………………………………………………...….21 Chapitre III : Application à la fiabilité des théorèmes de probabilités III.1. Variable aléatoire…………………………………………………………………………...…..25 III.2. Fonction défaillance et Fonction de Fiabilité……………………………………………..……25 III.2.1. Fonction de densité f(t)……………………………………………………………….....…25 III.2.2. Fonction de distribution F(t)….............................................................................................26 III.2.3. Fonction de distribution R(t)………...………………………………………………...…..26 III.2.4. Taux de défaillance instantané…………………………………………………………......27 III.2.5. Temps moyen de bon fonctionnement…………………………………………………......28 III.3. Lois de probabilité utilisées en fiabilité……………………………………………………...…28 III.3.1. Lois de probabilité continues…………………………………………………………...….28 III.3.2. Lois de probabilité discrètes…………………………………………………….…..……..29 III.3.3. Loi exponentielle………………………………………………………….…………….…29 III.3.4. Loi de Weibull………………………………………….…………………………...……..30 III.3.5. Loi binomiale………………………………………………………………………...…….32 III.3.6. Loi de Poisson……………………………………………...…………………………........33 III.3.7. Fiabilité des systèmes multi-composants………………………...…………………...……33 III.3.7.1. Méthode « Reliability Block Diagram RBD » …… .………………………….…..33 III.3.7.2. Arbre de défaillances……………………..…..…………………………………..….38 III.4. Exercice d‘application……………………………………………………… ………...……….40 Chapitre IV : Gestion de stocks en maintenance IV.1. Définition de stock en maintenance…………………………………………………..………..43 IV.2. Gestion stock en maintenance…………………………………………………………......…...43 IV.2.1.Tâches administratives de la gestion des stocks………………………………………….....43 IV.2.2. Analyse des stocks……………………………………………………………………...…45 IV.2.3. Coût du stock…………………………………………………………………………...…48 Chapitre V : Politiques de maintenance V.1. Définition de la stratégie de maintenance………………………………………………….……52 V.2. Stratégies (types) de la maintenance…………………...…………………………………..…....52 V.3. Maintenance corrective………………...…………………………….……………………...…..53 V.3.1. Phases de la maintenance corrective……………………………………………………...…53 V.3.2. Types de maintenance corrective………………………………………………………...….53 V.4. Maintenance préventive……………………………………………………………………...…54 V.4.1. Types de Maintenance préventive……………………………………………………..…..55 V.4.2. Opérations de la maintenance préventive……………………………………………….....57 V.5. Choix d‘une politique de maintenance…………………………………....………………..….57 V.6. Niveaux de maintenance…………………………………………………………………...…..58 V.6.1. Niveau 1………………………………………………………………………………...….58 V.6.2. Niveau 2…………………………………………………………………………………....58 V.6.3. Niveau 3………………………………………………………………………………...….59 V.6.4. Niveau 4……...………………………………………………………………… .………..59 V.6.5. Niveau 5……………………………………………………………………………...…….59 Références Bibliographiques…………………………………………………………………………..…......60 INTRODUCTION GENERALE Introduction générale 2 La sureté de fonctionnement souvent appelé étude FMD (fiabilité, maintenabilité et disponibilité) est une des préoccupations majeures des responsables de l‘exploitation de systèmes industriels complexes pour répondre aux exigences opérationnelles et réglementaires. Ces exigences visent à définir les stratégies (ou politiques) de maintenance afin d‘assurer à un degré appréciable et avancé la disponibilité quasi permanente des équipements industriels de production à des prix toniques et s‘orienter vers le défi zéro panne et zéro stock de pièces de rechange. La disponibilité des systèmes ne peut être assurée qu‘à travers, un contrôle du système, une surveillance permanente et une estimation de la fiabilité de l‘ensemble des composants du système. La fiabilité est souvent définie comme ―la science des défaillances‘‘. Elle est souvent utilisée pour évaluer la durée de vie d‘un composant. L‘étude de cette fiabilité ne peut se faire qu‘en utilisant des méthodes de modélisation. La modélisation ou le calcul de la fiabilité est une tâche très compliquée. Il est conditionné par le choix convenable d‘une loi de fiabilité décrivant le comportement des différents composants constituants une entité. En fonction de la complexité du système, on peut diviser les méthodes de calcul de fiabilité en méthodes qui donnent des résultats exacts et des méthodes qui donnent des résultats approchés. D‘autre part, il faut bien sûr être vigilant à ne pas réduire trop rapidement un problème de fiabilité à des calculs bruts de probabilité et de statistique et de se rappeler en permanence que ces nombres en question traduisent une réalité physique et technologique vaste et complexe. De nombreux industriels travaillent à l‘évaluation et l‘amélioration de la fiabilité de leurs produits au cours de leur cycle de développement, de la conception à la mise en service (conception, fabrication et exploitation) afin de développer leurs connaissances sur le rapport Coût/Fiabilité et maîtriser les sources de défaillance. CHAPITRE I : DEFINITION DES PRINCIPAUX CONCEPTS DE LA MAINTENANCE Chapitre 1 Définition des principaux concepts de la maintenance 4 Le maintien des équipements de production est un enjeu clé pour la productivité des usines aussi bien que pour la qualité des produits. Le but d‘une entreprise est, avant tout est d‘augmenter la productivité pour satisfaire les besoins du marché dans des conditions de coût de revient et de qualité déterminés en optimisant les ressources de l‘entreprise. Ceci nécessite des moyens de production automatisés ainsi qu‘un personnel qualifié adapté avec les nouvelles technologies. I.1. Terotechnologie La terotechnologie est la technologie d'installation, de mise en service, d'entretien, de remplacement et d'enlèvement des machines et équipements de l'usine, de la transmission vers l'exploitation et la conception de celles-ci, ainsi que sur les sujets et pratiques connexes. La terotechnologie est la maintenance des actifs de manière optimale. C'est la combinaison de la gestion, de la finance, de l'ingénierie et d'autres pratiques appliquées aux biens physiques tels que les installations, les machines, l'équipement, les bâtiments et les structures dans la poursuite des coûts économiques du cycle de vie. Il s'intéresse à la fiabilité et à la durabilité des actifs physiques et prend également en compte les processus d'installation, de mise en service, d'exploitation, de maintenance, de modification et de remplacement. I.2. Maintenance D'après Larousse: La maintenance est l'ensemble de tous ce qui permet de maintenir ou de rétablir un système en état de fonctionnement. D'après L'Association française de Normalisation (AFNOR X 60-010-1994) [1] « Ensemble des activités destinées à maintenir ou à rétablir un bien dans un état ou dans des conditions données de sûreté de fonctionnement, pour accomplir une fonction requise. Ces activités sont une combinaison d'activités technique, administratives et de management ». La maintenance donc contient la notion de «prévention» qui vise à anticiper les pannes et à faire le nécessaire avant que celles-ci ne surviennent ce qui réduit les arrêts de production. Aussi elle contient et la notion de «correction» qui se réalise après la défaillance d'un bien. I.3. Entretien ou maintenance Dans le monde industriel, on trouve parfois une nuance entre « entretien » et « maintenance » En effet, Entretenir, c‘est dépanner et réparer un parc matériel, afin d‘assurer la continuité de la production: Entretenir donc, c‘est subir le matériel. Par contre, Maintenir, c‘est choisir les moyens de prévenir, de corriger ou de rénover suivant l‘usage du matériel, suivant sa criticité économique, afin d‘optimiser le coût global de possession. Maintenir, c‘est maîtriser [2]. Le tableau ci-dessous résumera la différence entre entretien ou maintenance : Chapitre 1 Définition des principaux concepts de la maintenance 5 ENTRETIEN MAINTENANCE Dépanner Prévenir, optimiser le cout de possession Subir le matériel Maitriser Tâche ingrate : période estivale, improductif Outils spécifiques : fiabilité, GMAO… Activité de faible priorité : Faible qualification, responsabilité limitée Valorisation du métier : Participation aux études, à la conception, l‘installation e l‘amélioration Tableau I.1. Différence entre entretien et maintenance I.4. Réparation ou dépannage I.4.1. Dépannage Le dépannage est une action qui consiste à effectuer la remise en service d‘un équipement défaillant, au moins provisoirement, par des moyens simples et rapides, ne nécessitant pas le remplacement de pièces détachées. Un dépannage peut s‘accommoder de résultats provisoires et de conditions de réalisation ‘hors norme‘ et dans ce cas sera suivi de réparation. I.4.2. Réparation La réparation est une opération qui consiste en la remise en état, de façon durable d‘un équipement défaillant ou d‘une installation hors service avec des moyens humains et/ou techniques adaptés. L‘action de dépannage ou réparation comprend en partie sa défaillance et son diagnostic. I.4.3. Diagnostic Le diagnostic est le raisonnement menant à l'identification de la cause (l'origine) d'une défaillance, à partir de symptômes relevés par des observations, des contrôles ou des tests. Il permet d‘apprécier l‘état d‘usure d‘un composant afin de déterminer les opérations de maintenance à exécuter ou la durée de vie restante. I.4.4. Durée de vie La durée de vie d‘un système est une mesure de la quantité de service rendu. uploads/Management/ cours-de-maintenance-benaribahassan.pdf