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07/10/2019 - MARJOLEIN DE WIT

GÉRER LES ACTIFS VIEILLISSANTS

Connaissez les mécanismes de défaillance et les cadres de fiabilité, de conception et d'utilisation

Dans chaque machine et installation, il y a des composants et des pièces qui vieillissent. Parfois à cause du temps, parfois à cause de l'environnement ou de facteurs liés à la construction et à l'utilisation. La maintenance est cruciale pour pré­venir ou retarder ce processus de vieillissement en vue d'atteindre le TCO le plus bas possible. Lors d'un séminaire spécial, Stork s'est penché sur les aspects qui sont importants dans le cadre du vieillissement des actifs, et a localisé les pires goulets d'étranglement.

Ageing Assets
A l'aide de compteurs, capteurs et outils modernes pour collecter et analyser des données, il est pos­sible de surveiller les processus de vieillissement

 

VIEILLISSEMENT DES COMPOSANTS

On pense souvent que les 'actifs vieillissants' sont de 'vieux' actifs. Mais rien n'est plus faux. Dans ce cas, 'vieillissant' indique juste que les composants vieillissent. Un processus maîtrisable ou immaîtrisable. Dans le jargon de la maintenance, cela signifie que l'état des composants et des pièces se détériore en raison de l'utilisation et du temps qui passe. Au final, cela conduit à la défaillance d'un composant et éventuellement de la machine entière. En d'autres termes, le vieillissement affecte la disponibilité et la fiabilité des actifs, mais aussi la sécurité des personnes, des machines et de l'environnement. Donc, plus le vieillissement est prévisible, plus la maintenance peut être adaptée avec précision.

Dès la planche à dessin

Le cycle de vie et d'obsolescence d'un actif est illustré dans le diagramme ci-dessous.

Jos Weekers, l'un des orateurs du séminaire: “Quand on regarde ce schéma, on peut voir que les mesures pour prévenir ou ralentir le vieillissement commencent dès la planche à dessin. Ensuite, après l'installation, la mise en service et la livraison, ce sont les opérateurs et les ingénieurs process qui déterminent l'utili­sation et la charge d'une machine ou d'une installation. En fonction de ces deux facteurs, les actifs se comporteront de manière plus ou moins prévisible concernant le vieillissement par rapport aux spécifications de conception d'origine.“

Schema Ageing Assets
Ageing & Asset Activity Cycle: Le déroulement du vieillissement com­mence dès la planche à dessin et va jusqu'à l'utilisation et la maintenance

Conception

L'influence de l'ingénieur assis à cette planche à dessin sur le comportement de vieillissement d'un actif dépend, entre autres, de la construction qu'il imagine et des composants et matériaux qu'il choisit. En bref: plus la qualité des pièces et des matériaux est bonne, plus la construction est bonne et plus les processus de vieillissement sont lents. Il est important de toujours contrôler la qualité des matériaux et des composants. Par exemple, en demandant et en contrôlant les certificats lors de la livraison, mais aussi en effectuant des tests et des inspections pendant la construction.

Weekers: “Ces contrôles constituent une première étape importante pour comparer la vérité acceptée (on suppose une certaine qualité) à celle de la vérité réelle (la qualité correspond-elle à ce que j'attends?). Mieux la vérité correspond aux hypothèses, mieux on peut prédire le vieillissement et donc l'état d'un actif.“

Livraison et mise en service

Après la livraison et la mise en service, l'actif est enfin utilisé. Afin de garder une prévisibilité de vieillissement élevée pendant la phase d'utilisation, il est important que l'utilisation et le fonctionnement de l'actif correspondent, entre autres, à une 'integrity window' et à une 'design window'. Ces deux référentiels donnent des indications sur la fiabilité avec laquelle un actif peut fonctionner pendant une certaine période de temps dans certaines circonstances. A cet égard, il est possible de prévoir une marge supplémentaire, p.ex. en appliquant dans la conception des matériaux meilleurs ou plus résistants que ce qu'exigent les spécifications d'origine.

La prévisibilité dépend de la vérité acceptée et de la vérité réelle

Là encore, la prévisibilité dépend de la vérité acceptée et de la vérité réelle. Par exemple, on peut dire qu'un actif se situe dans un hall de production sec et climatisé. Mais s'il doit fonctionner derrière une porte à enroulement qui ne cesse de s'ouvrir et de se fermer, en­traînant des changements rapides de température et l'exposant en permanence à la pollution, il vieillit plus vite. Inversement: si on utilise au cours du processus des pressions ou des températures plus basses que celles spécifiées, le vieillissement sera plus lent. Cela ne semble pas être un problème en soi, mais cela a un impact sur la maintenance. En effet, une charge plus faible signifie un intervalle de maintenance plus long. Par conséquent, sur la base des données d'origine, la maintenance sera effectuée trop tôt et entraînera donc des coûts inutiles.

”Une pression plus élevée, une pompe qui tourne plus vite pour augmenter le debit volumetrique, une étape de maintenance sautee par manque de temps … Les consequences peuvent etre enormes”

Jos Weekers (Senior consultant Stork)

Conséquences d'une utilisation inadéquate

Concernant l'utilisation de l'actif, Weekers déclare: “Tout le monde comprend que l'utilisation d'une installation a un impact majeur sur son vieillissement. Surtout si elle diffère de l'utilisation visée par le concepteur au cours du pro­cessus de conception. Une pression plus éle­vée, une pompe qui tourne plus vite pour aug­menter le débit volumétrique, une étape de maintenance sautée par manque de temps, … Au départ, les conséquences semblent nulles, mais lorsqu'une installation tombe en panne plus tôt que prévu, les conséquences sont énormes. Ceux qui savent ce que coûtent les temps d'arrêt dans certains secteurs, comprendront … C'est pourquoi il est également important d'informer les opérateurs des mécanismes de vieillissement et des conséquences de chaque anomalie. Cela entraînera une meilleure compréhension, tout en permettant aux opérateurs confrontés à des situations anormales de réagir différemment (mieux) grâce aux connaissances acquises.”

Ageing Assets

BASE INSTALLÉE

Que peuvent faire les entreprises avec ces connaissances? Weekers: “De nombreuses usines aux Pays-Bas utilisent des installations ayant une longévité de plus de quarante ans“, explique Weekers. Nombre d'entre elles atteindront la fin de leur durée de vie technique au cours des dix prochaines années, mais on sait déjà qu'à ce moment-là, il n'y aura pas assez de budget disponible pour remplacer ces installations par de nouvelles (la valeur de remplacement estimée pour les Pays-Bas et la Belgique est de 300 milliards d'euros). Une étude effectuée sur la base des connaissances susmentionnées devrait révéler l'état et la durée de vie restante, et indiquer s'il est possible de reporter la fin de la durée de vie technique. Les connaissances sur le vieil­lissement et les techniques/technologies actuelles permettent de mieux prévoir la fin de la durée de vie technique.”

Ageing Assets Bow Tie
Le Bow Tie est une analyse de risque de qualité donnant de manière systématique un aperçu des risques présents

Analyse

Ageing AssetsLe séminaire a expliqué comment les entreprises peuvent déterminer cette longévité de manière fiable et ce qu'elles peuvent faire pour la prolonger. Cela commence logiquement par l'analyse des facteurs qui influencent le vieillissement. Comme décrit précédemment, il s'agit de la conception, de l'envi­ronnement et de l'utilisation.

Dans la phase d'analyse, Stork distingue quatre catégories dans lesquelles se produit le vieillissement:

  1. Systèmes primaires tels que cuves, tuyauteries, réservoirs, vannes, pompes, compresseurs, ...
  2. Mesures de sécurité, y compris les séparateurs, les aérateurs et les fusées éclairantes
  3. Instrumentation et contrôle tels que systèmes de détection, déclenchements d'alarme, ...
  4. Les constructions telles que les ouvrages de génie civil, les structures portantes, les pipelines et les fondations.

La question suivante est de savoir quelles mesures sont disponibles pour influencer posi­tivement ces facteurs, et donc le vieillissement. Il est également important de savoir quelles sont les conséquences si certains dysfonc­tionnements ou 'événements' se produisent. Ceci est résumé dans la figure 2 ci-dessus

Bow Tie

Weekers: “Ce que l'on appelle 'Bow Tie', est une analyse de risque qualitative avec laquelle on obtient de manière systématique un aperçu des risques présents. Ainsi, on essaie d'éliminer au maximum les causes à gauche en plaçant des barrières, représentées sur le schéma par des bandes verticales. Si, malgré toutes les barrières (opérant ensemble), un événement se produit (celui-ci est situé au centre dans ce modèle), les conséquences sont indiquées à droite. C'est une bonne chose d'en discuter avec tous les employés et les opérateurs de machines, surtout dans ce dernier cas. Que chacun soit conscient des conséquences de certaines actions sur le phénomène du 'vieillissement' et de ce que cela signifie non seulement pour la fiabilité et la disponibilité, mais aussi pour sa propre sécurité!“

Causes du vieillissement

Les facteurs qui ont une influence négative sur l'état d'une installation et qui accélèrent le vieillissement, sont illustrés schématiquement sur la figure 3. On peut en conclure qu'il n'y a pas que les pannes techniques qui peuvent entraîner des problèmes (par exemple, corrosion, fragilisation, dommages mécaniques, fatigue, etc.), mais aussi une organisation qui 'échoue' à suivre les certificats, documents et inspections, qui perd ses connaissances et compétences suite au renouvellement du per­sonnel, qui n'attribue pas un budget suffisant à la maintenance (ou ne peut pas le faire dans le contexte de crise) ou qui utilise des logiciels dépassés.

Ageing Assets
Le vieillissement n’est pas seulement provoqué par un retard technique, mais aussi par des imperfections dans l’organisation et l’utilisation d’un logiciel dépassé

Corrosion, érosion et fatigue

Weekers: “Les mécanismes de défaillance technique liés au vieillissement sont principalement la corrosion, l'érosion et la fatigue. Dans le cas de la corrosion, la technique de pro­cess doit accorder une attention particulière à la corrosion pouvant survenir sous l'isolation des tuyauteries. C'est ce qu'on appelle la CUI: corrosion under isolation. Il n'est pas rare que cela provoque une chute soudaine de pression, une fuite de fluide ou l'arrêt d'une installation. Il est bon de savoir que ces pro­cessus sont fortement influencés par la température, la pression et la quantité de fluide à traiter. Un facteur sous-estimé en matière de prévisibilité est une température ou une pression 'légèrement supérieure' à celle indiquée dans les spécifications. Cela peut entraîner un vieillissement beaucoup plus rapide que prévu.”

POUVOIR OU DEVOIR?

L'attention portée au vieillissement des actifs n'est pas une option et ne vise pas uniquement à garder les machines et les instal­lations 'fit for purpose' plus longtemps. La législation et la réglementation obligent les entrepreneurs à identifier les risques liés au vieillissement et à prendre des mesures en fonction de ces risques. Il s'agit notamment du BRZO (Décret sur les risques d'accidents majeurs) qui, depuis 2015, inclut explicitement le thème du vieillissement, et de la Directive européenne 2012/18/EU (Directive Seveso III). En outre, les entrepreneurs doivent faire face au système de gestion de la sécurité NTA 8620, qui stipule qu'ils ont le devoir de gérer les risques liés au vieillissement.

“C'est justifié“, estime Weekers. “En 2006, une grande enquête a été effectuée sur le lien entre les accidents majeurs et le vieillissement. Elle était basée sur trois grandes bases de données dans lesquelles ces accidents sont enregistrés. Il s'avère que 30% de ces accidents sont directement liés à des actifs obsolètes et 60% à l'intégrité technique. Pour ce dernier groupe, la moitié était due au vieillissement.“


APPLICATION DANS LA PRATIQUE

Toute personne active dans ce domaine peut travailler selon un plan à étapes spécifique élaboré par Stork, dans lequel on commence par identifier les risques puis on prend les mesures nécessaires et on évalue si le résultat attendu a été atteint. Il s'agit d'un plan classique étape par étape dans lequel la criticité des actifs est déterminée. Ensuite, on effectue une analyse des risques et on examine les possibilités afin d'éliminer les risques ou d'en minimiser les effets.

Weekers: “Si vous vous intéressez spécifiquement au vieillissement, alors accordez dans ce plan à étapes une attention explicite aux causes du vieillissement et au plan stratégique que vous élaborerez ensuite afin de contrôler le vieillissement au maximum. Cela signifie que vous devez connaître l'état actuel de vos actifs, mais aussi leur passé, répertorier les facteurs qui influencent le vieillissement et voir si vous pouvez les réduire ou les éliminer via des mesures techniques, organisationnelles ou humaines. Faites un plan à long terme avec les actions/investissements nécessaires afin que l'aspect financier des mesures requises soit également prévisible. Il s'agit d'une attention moins importante que celle accordée lors d'une analyse de sécurité approfondie, mais nous mettons quand même l'accent sur un phénomène crucial et pourtant sous-estimé pour la maintenance: le vieillissement.“

Ageing AssetsCapteurs et monitoring

Weekers se réfère explicitement aux possi­bilités techniques qui sont actuellement disponibles pour surveiller les systèmes. Il fait référence aux nombreux capteurs et systèmes qui peuvent être utilisés pour surveiller et contrôler des installations en ligne ou de manière occasionnelle. Weekers: “Le monitoring génère des données précieuses qui peuvent être utilisées pour détecter les premiers signes du vieillissement à un stade précoce. Ces systèmes sont parfaitement adaptés pour vous avertir, lors­que les choses risquent de mal tourner, ce qui vous permet éventuellement d'éviter que la situation empire. Comme c'est souvent le cas, le maillon le plus faible de toute cette histoire est l'être humain. Vous aurez beau être impeccable sur le plan technique et organisationnel, si les employés ne comprennent pas de quoi il s'agit et pensent constamment que 'ça va aller', alors vous pouvez être sûr que les choses vont mal tourner. La seule question est de savoir quand.“