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RÉSUMÉ
Cet article vise à fournir une méthodologie générale d'étude du vieillissement industriel d'un composant ou d'une installation. Ce vieillissement se traduit par une dégradation continue, plus ou moins rapide des performances des composants, systèmes et structures, ou par leur perte de fonction. Un certain nombre de parades (programme de maintenance, de rénovation...) peuvent ralentir ou limiter ce phénomène, permettant ainsi d'optimiser leurs performances, tout en maîtrisant les risques. Encore faut-il anticiper les défaillances potentielles, et prévoir les conséquences à long terme des remèdes et des options mises en oeuvre préventivement. Pour cela, le retour d'expérience d'exploitation et son analyse, l'utilisation de l'expertise industrielle sont des éléments stratégiques. L'article insiste sur l'anticipation puis sur l'évaluation de la fiabilité prévisionnelle, qui a pour but d'optimiser le choix de l'option préventive et de maîtriser les risques industriels. Il conclut sur les caractéristiques essentielles d'une étude de vieillissement et sur quelques pistes de recherche et développement pour le futur.
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Lire l’articleAuteur(s)
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André LANNOY : Institut pour la Maîtrise des Risques
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Henri PROCACCIA : European Safety and Reliability Data Association
INTRODUCTION
Dans ce dossier, on vise à fournir une méthodologie générale d'étude du vieillissement industriel d'un composant ou d'une installation. Le lecteur y trouvera les éléments principaux de la méthodologie à déployer. Les méthodes ne sont pas détaillées, mais le lecteur trouvera suffisamment d'éléments pour démarrer une étude de vieillissement et il pourra en outre trouver les références adéquates pour aller plus loin.
Le vieillissement des installations industrielles se traduit par une dégradation continue, plus ou moins rapide, des performances des composants, systèmes et structures, ou par leur perte de fonction. Un certain nombre de parades (programme de maintenance, de rénovation, de remplacement,…) peuvent ralentir ou limiter le vieillissement, permettant ainsi d'optimiser leurs performances, en particulier leur durée d'exploitation, tout en maîtrisant les risques. Encore faut-il anticiper les défaillances potentielles, avant qu'elles ne se produisent, et prévoir les conséquences à long terme des remèdes, des options que l'on souhaite mettre en œuvre préventivement. Pour ce faire, le retour d'expérience d'exploitation et son analyse, ainsi que l'utilisation de l'expertise industrielle sont des éléments stratégiques.
Après avoir défini le vieillissement et montré qu'il y avait deux visions du vieillissement, l'une physique, l'autre fiabiliste, se pose le problème industriel et le choix d'une méthodologie. Cette dernière se présente sous la forme habituelle d'une analyse de risque. On insiste ensuite sur l'anticipation puis sur l'évaluation de la fiabilité prévisionnelle, cette dernière étant l'un des paramètres les plus influents pour optimiser le choix de l'option préventive destinée à contrecarrer le vieillissement et à maîtriser les risques industriels tout en améliorant les performances. Les caractéristiques essentielles d'une étude de vieillissement et quelques pistes de recherche et développement pour les prochaines années permettent de conclure.
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Maîtrise du vieillissement
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3. Évaluation du vieillissement
3.1 Généralités, modélisation de la fiabilité
Les paramètres de fiabilité (taux de défaillance, intensité de défaillance, défiabilité,…) apparaissent, dans toute étude de vieillissement, comme des paramètres clefs essentiels de l'aide à la décision (voir § 4.4). Il est donc essentiel de les déterminer, avec le moins d'incertitudes possibles.
En réalité, il convient de déterminer deux types de fiabilités.
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Tout d'abord, la fiabilité opérationnelle observée du composant est basée sur le retour d'expérience des défaillances et des opérations de maintenance. Ce retour d'expérience présente généralement les caractéristiques suivantes :
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des échantillons de faible taille ;
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un faible nombre de défaillances ;
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un grand nombre de données censurées (le plus souvent à droite), au sens où elles proviennent d'un SSC dont l'observation a été arrêtée avant l'occurence d'une défaillance soit par la réalisation d'une opération de maintenance préventive, soit par la fin d'observation (c'est le cas des données tronquées dites de type I, bornant à droite le temps de l'expérience).
Ces données peuvent être suffisantes pour détecter un vieillissement ou pour calculer une loi de durée de vie. Dans ce cas on utilise alors des méthodes d'évaluation fréquentielles (voir § 3.2 et ).
Cependant, le plus souvent, les observations...
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Évaluation du vieillissement
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BACHA (M.), CELEUX (G.), IDEE (E.), LANNOY (A.), VASSEUR (D.) - Estimation de modèles de durée de vie fortement censurées - Collection de la direction des Etudes et Recherches d'Electricité de France, Editions Eyrolles, 99 (1998).
-
(2) - BARLOW (R.) - Mathematical reliability theory : from the beginning to the present time - MMR′2002, Trondheim, 73-79.
-
(3) - BERENGUER (C.), DIEULLE (L.), GRALL (A.), ROUSSIGNOL (M.) - Maintenance policy for a continuously monitored deteriorating system - Probability in the Engineering and Information Science, 17, 235-250 (2003).
-
(4) - BERTHOLON (H.) - Une modélisation du vieillissement - Thèse de l'Université Joseph Fourier, Grenoble (2001).
-
(5) - BOUSQUET (N.) - Analyse bayesienne du vieillissement de la durée de vie de composants industriels - Thèse de l'Université Paris-Sud (19 décembre 2006).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Management de l'obsolescence des équipements
-
Fiabilité. Maintenabilité
-
Maintenabilité. Maintenance
IBTV (Inférence Bayésienne pour le Traitement d'un Vieillissement), logiciel propriété d'EDF
ARCS (Age Réel des Composants), logiciel propriété d'EDF
Rexpert, logiciel fréquentiel et bayésien produit par Siadcom 1.
[email protected] Durée de vie, logiciel propriété d'EDF
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NF EN 13306 (juin 2001), Norme Européenne, Terminologie de la maintenance.
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