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MAINTENANCE ET ENTRAINEMENTS A HAUT RENDEMENT ENERGETIQUE

Vouloir tout regler en une fois n’est souvent pas faisable pratiquement

Dans un contexte marqué par l’accord sur le climat, les sources fossiles se raréfiant et la hausse des prix de l’énergie, l’industrie prend entre-temps aussi de plus en plus de mesures pour économiser de l’énergie. Les entraînements, et tout ce qui va avec, constituent un point intéressant. Différentes études démontrent que d’importantes améliorations sont possibles sur ce plan. Il s’agit de commencer petit, de récolter les fruits à portée de main, de créer une base et de la développer avec dynamisme.

O.a. in het fieldlab Campione – onderdeel van World Class Maintenance – wordt er onderzoek      gedaan naar voorspelbaar onderhoud op basis van onder meer Condition Monitoring-technieken
Par exemple dans le fieldlab Campione – qui fait partie de World Class Maintenance, on effectue des recherches sur la maintenance prédictive notamment sur la base de techniques de Condition Monitoring

JUSQU’A 22% PLUS ECONOME GRACE A UNE OPTIMISATION

Ce sont de loin les moteurs électriques qui utilisent le plus de la quantité d’énergie électrique consommée à l’échelle mondiale, notamment pour l’entraînement de pompes, ventilateurs, compresseurs, dispositifs de transport et machines de processus. L’application se trouvant après l’entraînement détermine la quantité d’énergie exactement consommée. Le rendement final de l’entraînement est dès lors le produit des rendements de tous les composants (boîtes d’engrenages, paliers, actionneurs, etc.). Le KEEA – Kenniscentrum Energie-efficiënte Elektrische Aandrijvingen – a notamment démontré que, moyennant une optimisation, les lignes de transmission industrielles pouvaient être en moyenne env. 22% plus économes. Il existe déjà divers exemples, pouvant servir de source d’inspiration pour toutes les entreprises travaillant avec des entraînements.

DU COMPOSANT A LA LIGNE

Un premier conseil pour les entreprises voulant réduire la consommation d’énergie de leurs lignes de transmission: procédez pas à pas. Vouloir tout régler en une fois, c’est bien, mais ce n’est souvent pas faisable pratiquement.

Moteurs à rendement élevé

Un bon début consiste notamment à choisir des moteurs électriques à rendement élevé. Les moteurs IE2 sont aujourd’hui la norme – surtout en combinaison avec un régulateur de fréquence – mais les moteurs IE3 se répandent aussi de plus en plus et on trouve même déjà sur le marché des moteurs conformes aux spécifications IE4.

Lubrification des paliers, pignons, ...

Outre le moteur, cela vaut ensuite la peine d’évaluer les options d’économie d’énergie de tous les composants de la ligne. Ici, un point crucial est notamment la lubrification, p.ex. des paliers et des pignons. Une mauvaise lubrification génère, en effet, une production de chaleur excessive et donc une perte d’énergie. Un point important typique pour le service de maintenance, qui doit bien savoir dans ce cadre quel lubrifiant il faut pour chaque composant, et bien connaître aussi la quantité de lubrifiant nécessaire et la fréquence de lubrification.

Rendement de l’ensemble

Il est peut-être plus important encore d’accorder de l’attention à l’ensemble des composants formant la machine ou l’installation finale. Il n’est pas rare que des entreprises prennent des ‘mesures’ en achetant un moteur à haut rendement énergétique et en entraînant ainsi une ligne avec de nombreux défauts. Un mauvais alignement, par exemple. Ou une lubrification insuffisante. Mais aussi des erreurs dans la construction ou le dimensionnement, générant des pertes inutiles. On trouve de beaux exemples dans des lignes où des pompes ou ventilateurs sont appliqués. Si différentes personnes ou disciplines ont été impliquées dans leur conception, il y a de grandes chances que plus d’un facteur de sécurité ait été appliqué et qu’on ait finalement choisi une trop grosse pompe et – donc – un trop gros moteur. La pompe tournera, de ce fait, en particulier une bonne partie du temps en dehors de sa plage de travail optimale, et dès lors plus inefficacement que nécessaire.

CONTROLE

Si la ligne de transmission a été conçue et construite correctement, le service de maintenance a ensuite un rôle majeur à jouer avec le contrôle de la ligne. Un thème en plein essor ces dernières années, d’une part en raison de l’Industrie 4.0, avec l’introduction de nouvelles notions, mais d’autre part aussi en raison des avancées techniques, notamment sur le plan des capteurs, de la collecte, de la conservation et de l’envoi des données et de la capacité de traitement des ordinateurs. Le dernier développement soutient la génération de grandes quantités de données et est indispensable pour l’analyse des données pour aboutir ainsi à des informations utilisables. Des informations sur la base desquelles la maintenance est exécutée, par exemple, ou la ligne adaptée, ou un processus. Le nombre de possibilités de contrôle est quasiment infini. Mais ici aussi: commencez petit. Choisissez un paramètre ou un élément dont il est certain à l’avance que le contrôle apportera quelque chose. Cela signifie non seulement qu’une entreprise commence directement à économiser, mais aussi que les gens au sein d’une entreprise se sentent concernés par les possibilités de contrôle des machines et installations. Un paramètre populaire est la mesure des vibrations au niveau des paliers; une forme de contrôle existant depuis relativement longtemps et ayant entre-temps fait ses preuves. Les températures peuvent aussi être surveillées, ainsi que les pressions permettant p.ex. de déterminer le moment de remplacement d’un filtre.

Het monitoren van verschillende parameters in een hydraulische installatie levert     de onderhoudsafdeling een aandeel op in het bewaken van het energieverbruik
Le contrôle de différents paramètres dans une installation hydraulique aide
le service de maintenance à surveiller la consommation d’énergie

FILTRE

Dans le cadre de l’économie d’énergie, ce filtre constitue un bel exemple. Si un filtre est encrassé, le système aura besoin de plus d’énergie, car la résistance augmentera. Cela induit une diminution du rendement. A un moment donné, remplacer le filtre reviendra moins cher que la quantité d’énergie supplémentaire nécessaire pour garder ce filtre en service. Ce moment ne correspond en fait jamais au moment où le filtre a techniquement besoin d’être remplacé. Un service technique ne l’ordonnera donc pas non plus encore. Mais du point de vue de l’énergie, c’est tout de même un point important. Mesurer les pressions est dans les entraînements pneumatiques comme hydrauliques un bon moyen pour repérer à un stade précoce que de plus en plus d’énergie est consommée à cause de choses à résoudre.

En matière de contrôle, la propreté de l’huile est toutefois aussi dans le monde de l’hydraulique un paramètre pouvant en dire long sur le système entier.

On peut ainsi p.ex. mesurer la quantité d’eau dans l’huile, la quantité de particules de saleté (et de quelles particules il s’agit), mais aussi ce qu’il en est de la viscosité, du taux d’acidité, etc. Plus la qualité de l’huile est optimale, moins le risque de panne et la consommation d’énergie sont élevés.

FUITES D’AIR

Pour les entraînements pneumatiques comme hydrauliques plus anciens, procéder à une analyse du système complet est, en outre, judicieux. Il arrive souvent que les systèmes de ce type soient étendus quand de nouveaux consommateurs sont installés. Nouvelle machine, nouveaux raccords et conduites, coudes supplémentaires, augmenter un peu le compresseur, et le tour est joué. La première fois, cela ne pose pas de problèmes, mais toutes les résistances supplémentaires ainsi ajoutées peuvent donner lieu finalement à un système très inefficace. Un compresseur supplémentaire doit alors être utilisé, avec la consommation d’énergie que cela implique. Et pour la pneumatique et le rendement énergétique, les services techniques peuvent aider en cherchant les fuites d’air. Par exemple, au moyen d’un équipement spécial, d’une analyse auditive, ou en surveillant la consommation d’air.

sensor elektromotor
Utilisation de l’intelligence artificielle pour déterminer le besoin de maintenance – ici, un capteur mesure l’absorption de courant d’un moteur électrique

AI POUR LA MAINTENANCE PREDICTIVE

Des avancées intéressantes par rapport à la maintenance, au contrôle et (donc) au rendement énergétique résident notamment dans la façon dont l’AI ou ‘intelligence artificielle’ est utilisée dans un système qui ‘apprend’ sur la base des données ajoutées et peut ainsi indiquer, de mieux en mieux et avec toujours plus de fiabilité, quand des pannes surviendront et quand un entretien est (donc) nécessaire. Le système mesure un ou plusieurs paramètre(s) spécifique(s) d’un certain élément à une fréquence élevée. On obtient ainsi une importante quantité de données lues par un algorithme intelligent et apprenant au système ce qui est normal. Plus il reçoit de données, mieux le système peut indiquer quand les données s’écartent de la normalité jusqu’à ce qu’il puisse finalement indiquer de manière pratiquement autonome quand un entretien s’impose. Ici, la fiabilité des signaux est élevée. Le service technique ne travaille donc pas constamment pour une fausse alerte. Car c’est justement une faille de nombreux autres systèmes de contrôle fonctionnant sur la base de dépassements de valeurs préprogrammées. Ici, l’intelligence artificielle permet d’indiquer non seulement qu’il y a un problème, mais aussi – sur la base de l’évolution des mesures – quel est exactement le problème. Un palier abîmé, p.ex., ou un joint fuyant, une aube endommagée, … Des choses exigeant non seulement une maintenance, mais gonflant également la consommation d’énergie.”