La maintenance des turbines à gaz industrielles

Dans un contexte économique concurrentiel, les entreprises cherchent à fiabiliser et à optimiser le fonctionnement de leurs installations. Les entreprises doivent améliorer  la productivité en garantissant la disponibilité et la qualité de leur outil de production d’une part, et de remplir les obligations de sécurité d’autre part. La maintenance des installations industrielles est donc au cœur des préoccupations des exploitants.

La maintenance

Définition de la maintenance

La Maintenance est ensemble d’actions tendant à prévenir ou à corriger les dégradations d’un matériel afin de maintenir ou de rétablir sa conformité aux spécifications. Pour une unité de production cette maintenance devrait permettre une contribution maximale à une meilleure efficacité et une meilleure rentabilité. Toutefois, elle à été jusqu’au années 1980, considérée par un grand nombre d’entreprises comme une activité non productive et par conséquent non stratégique [Tal 03]. Au cours des vingt dernières années, la maintenance a considérablement évoluée. Actuellement, elle constitue l’un des vecteurs essentiels de compétitivité des entreprises [Tal 03].

Quelques concepts liés à la maintenance :
– Diagnostic : identification d’une panne par ses symptômes.
– Expertise : intervention, opération d’un expert, évaluation de l’état d’un équipement.
– Pronostic : Prévision, supposition sur ce qui doit arriver sur l’équipement .

Les critères de maintenabilité

Les normes NF X 60-300 et X 60-301 spécifient cinq types de critères de maintenabilité :
1. Le premier critère est relatif à la surveillance de la maintenance préventive. Il est important de connaître à ce niveau l’accessibilité de la composante, sa démontrabilité et son interchangeabilité.
2. Le deuxième est relatif à la maintenance corrective, plus particulièrement, le temps de recherche de panne ou de défaillance et le temps de diagnostic.
3. Le troisième critère est relatif à l’organisation de la maintenance, pris en compte par la périodicité du préventif, le regroupement à des périodes identiques, l’homogénéité de la fiabilité des composants, la présence d’indicateurs et de compteurs et la complexité des interventions.
4. Le quatrième critère est lié à la qualité de la documentation technique. Celui-ci comporte la valeur du contenu, la disponibilité de la documentation, le mode de transmission et les principes généraux de rédaction et de présentation de la documentation technique.
5. Le dernier critère de maintenabilité est lié au suivi du bien par le fabricant. Il sera question de l’évolution du fabricant, de la qualité du service après-vente et de l’obtention des pièces de rechange. [Hed 01].

Types de maintenance

La maintenance préventive :
Effectuée périodiquement de façon préventive, elle permet d’améliorer la fiabilité des installations mais n’évite pas les pannes. Elle ne prend pas en compte l’état d’usure des pièces remplacées, entraîne des démontages et remontages préjudiciables à la durée de vie et à la fiabilité des équipements ainsi qu’une indisponibilité pour la réalisation des travaux. Enfin, les stocks de pièces de rechange et la main d’œuvre nécessaires à la réalisation des travaux représentent un coût important. Il existe deux principaux types de maintenance préventive :
• Maintenance préventive systématique (l’entretien de l’équipement est effectué périodiquement).
• Maintenance préventive conditionnelle (l’intervention de techniciens dépend de l’état de l’équipement) [Ivan 03].

La maintenance curative ou corrective :
Elle intervient après le constat d’une panne et consiste à en diagnostiquer les causes et à réparer. Ce type de maintenance nécessite des équipes d’intervention surdimensionnées pour répondre dans les meilleurs délais, sans pour autant permettre de maîtriser la disponibilité des équipements. Les dégradations engendrent généralement des coûts de réparation et des pertes de production importantes. Ce type de maintenance nécessite un personnel spécialisé qui a suivi une formation particulière [Ivan 03].

La maintenance conditionnelle ou prédictive :
Prévenir les pannes sans démontage ou arrêt de production, tel est l’objectif de la maintenance prédictive. Cette maintenance est basée sur l’analyse des conditions de fonctionnement des machines et elle est différente de la maintenance préventive traditionnelle qui se résume à des opérations de maintenance programmées à l’avance et à des intervalles réguliers. La maintenance prédictive comporte trois formes : traditionnelle (un expert ausculte de temps en temps la machine et analyse ses mesures périodiques pour essayer de prévoir un éventuel défaut) ; continue (l’utilisateur de la machine installe des capteurs sur une machine critique et un expert réalise l’analyse des informations sur un PC, la collecte est donc automatique, mais l’analyse ne l’est pas) ; continue intelligente (et la collecte et l’analyse sont automatiques).

Les avantages économiques de ce type de maintenance sont multiples :
– Diminution des arrêts de production intempestifs permettant d’augmenter la disponibilité des équipements,
– Suppression des arrêts systématiques pour entretien,
– Limitation de la gravité des réparations entraînant une réduction des coûts d’intervention et une amélioration de la sécurité des interventions,
– Réduction des coûts de stockage des pièces de rechange approvisionnées en fonction des besoins réels,
– Réduction des coûts de stockage des pièces de rechange approvisionnées en fonction des besoins réels,
– Planification des interventions de maintenance permettant une amélioration de l’organisation des intervenants et une réduction des coûts,
– Amélioration de la qualité des interventions grâce à des interventions ciblées,
– Motivation des personnels par la valorisation des tâches de maintenance.

Dans le cadre de notre travail, nous nous intéressons, à la maintenance prédictive. La maintenance préventive malgré qu’elle soit la forme prédominante de la maintenance industrielle aujourd’hui mais elle engendre une perte de temps et donc d’argent considérable parce que elle met en œuvre des travaux non nécessaires ou met en arrêt des machines qui peuvent fonctionner encore parfaitement. Selon certaines études, 30% des montants investis dans la maintenance préventive sont dépensés inutilement. La maintenance prédictive n’intervient, elle, que si la situation l’impose.

la gestion des pannes

La détection de panne est indispensable pour que les mécanismes de réparation puissent se réaliser et laisser le système dans un état opérationnel. En outre, la détection d’une anomalie à temps et l’analyse rapide d’un phénomène anormal permettent de prévenir l’aggravation de la situation et d’arrêter la propagation de ses conséquences par une intervention judicieuse et rapide [Yan 02].

En générale la gestion des pannes suit les étapes suivantes :
➤ Détection : se rendre compte d’une anomalie ou d’un problème (apparition d’une panne).
➤ Diagnostic/ Pronostic : recherche de la nature de l’anomalie ou du problème. Cela consiste à essayer de localiser et identifier le problème. Pour un diagnostic cela revient à l’identification d’une panne par ses symptômes et pour un pronostic cela revient à faire des prévisions et des suppositions sur ce qui doit arriver sur l’équipement à maintenir. Ce qui nécessite une grande expérience pour les équipements complexes.
➤ Réparation : intervention si nécessaire en vu de rendre le système en son état de marche normale.

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Table des matières

Chapitre 1 : Introduction
1- Introduction générale
2- Problématique
3- Objectifs du projet
4- Description du contenu
Chapitre 2 : La maintenance des turbines à gaz industrielles
1- Introduction
2- La maintenance
2.1- Définition de la maintenance
2.2- Les critères de maintenabilité
2.3- Types de maintenance
2.4- Gestion des pannes
2.4.1- Définition d’une panne
2.4.2- La détection d’une panne
2.4.2.1- Notion d’alarme
2.4.2.2- Détection d’une panne
2.4.3- Le diagnostic de pannes
2.4.4- La supervision du système
3- Les turbines à gaz
3.1- Présentation d’une turbine à gaz
3.2- Fonctionnement d’une turbine à gaz
3.3- Les composants de bases
3.4- Applications industrielles des turbines à gaz
3.5- Problèmes majeurs rencontrés dans les turbines à gaz
3.6- Le parc turbines à gaz industrielles en Algérie
3.7- Importance de la maintenance des turbines à gaz
Conclusion
Chapitre 3 : La gestion de la connaissance
1- Introduction
2- De l’ingénierie à la gestion des connaissances
2.1- L’ingénierie des connaissances
2.1.1-Définition de l’ingénierie des connaissances
2.1.2- Objectifs de l’ingénierie des connaissances
2.1.3- Méthodes de l’ingénierie des connaissances
2.2- La gestion des connaissances
2.2.1-Définition de la gestion des connaissances
2.2.2- Objectifs de la gestion des connaissances
2.3- Conception de la gestion des connaissances
3- Gestion de la connaissance dans l’entreprise
3.1- De l’information à la connaissance
3.2- La connaissance dans l’entreprise
3.3- Typologies des connaissances
4- Acquisition des connaissances
4.1- Les systèmes experts
4.2- Approches d’acquisition des connaissances
4.3- L’approche  » knowledge level  »
5- Méthodes de gestion des connaissances
5.1- Les approches KADS
5.2- La méthode KOD
5.3- La méthodologie REX
5.4- La méthodologie MKSM
5.5- Notre méthode
6- Modélisation de la connaissance
6.1- Notion de Modélisation
6.1.1- Modèles et systèmes
6.1.2- Objectifs de la modélisation
6.2- Représentation de la connaissance
6.2.1- Problème de la représentation de la connaissance
6.2.2- Modèles de la représentation de la connaissance
7- Mémoire d’entreprise
7.1- Définition
7.2- Le cycle de vie de la mémoire d’entreprise
7.3- Typologies des mémoires d’entreprise
7.4- Approches pour l’élaboration d’une mémoire d’entreprise
7.4.1- Mémoire d’entreprise documentaire
7.4.2- Mémoire d’entreprise à base de connaissances
7.4.3- Mémoire d’entreprise à base de cas
7.4.4- Notre approche
Conclusion
Chapitre 4 : Les ontologies
1- Introduction
2- Notion d’ontologie et d’ingénierie ontologique
2.1- Notion d’ontologie
2.2- Notion d’ingénierie ontologique
2.3- Les concepts manipulés dans une ontologie
2.4- Classification des ontologies
2.4.1- Classification selon le vocabulaire de termes
2.4.2- Classification selon l’objet de conceptualisation
3- Modèles à base d’ontologie
3.1- Le modèle des Frames
3.2- Les Logiques de Description
3.3- Le modèle des Graphes Conceptuels
4- Construction d’une ontologie
4.1- Cycle de vie d’une ontologie
4.2- Les méthodologies de construction d’ontologies
4.2.1- Méthodologies de construction d’ontologies
4.2.2- Les approches de construction d’ontologies
4.3- Etapes suivis lors de la construction d’une ontologie
4.3.1- La conceptualisation
4.3.2- L’ontologisation
4.3.3- L’opérationnalisation
4.4- Evaluation d’une ontologie
4.4.1- Critères d’évaluation d’une ontologie
4.4.2- Validation d’une ontologie
4.5- Les outils de construction d’ontologies
5- Domaines d’application des ontologies
5.1- Les systèmes à base de connaissances
5.2- Le Web sémantique
Conclusion
Chapitre 5 : La conception d’une ontologie OntoTurb
1- Introduction
2- Objectifs de la conception de notre ontologie OntoTurb
3- Approche de modélisation de la connaissance
4- Construction de l’ontologie OntoTurb
4.1- Processus d’acquisition des connaissances
4.2- La conceptualisation de l’OntoTurb
4.3- L’ontologisation de OntoTurb
4.3.1- Formalisation de OntoTurb
4.3.2- Le modèle conceptuel des connaissances
5- L’opérationnalisation de OntoTurb
5.1- Processus d’opérationnalisation envisagé
5.2- Le scénario d’usage
5.3- Représentation des axiomes en logique
6- Architecture du système de gestion des connaissances
Chapitre 6 : Conclusion

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