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Généralité sur la maintenance

PLAN DE COURS:Maintenance

Rédigé par:

YOUNES R.


I. Définition de la maintenance

Une première définition normative de la maintenance donnée par l’AFNOR en 1994 (norme

NFX60-010) à savoir « l’ensemble des actions permettant de maintenir ou de rétablir un bien dans

état spécifique ou en mesure d’assurer un service déterminer ». Depuis 2001, elle a été remplacée par

une nouvelle définition, désormais européenne (NF EN 13306 X60-319):« Ensemble de toutes des

actions techniques, administratives et management durant le cycle de vie d’un bien ; destinées à le

maintenir ou à le rétablir dans un état dans lequel il peut accomplir la fonction requise»

I.2.But de La maintenance

La maintenance a pour but :

Facteur économique : moindres coût de défaillance, moindres coûts directs de prestations,

économie de l’énergie...

Facteur humain : condition de travail, sécurité, nuisance…etc.

Facteur technique : disponibilité et durabilité des équipements.

I.3.1Types de maintenance

Il existe deux grandes familles de la maintenance qui sont la maintenance corrective et la

maintenance préventive :

I.3.1.1La maintenance corrective

C’est « l’ensemble des activités réalisées après la défaillance d’un bien, ou la dégradation de sa

fonction pour lui permettre d’accomplir une fonction requise, au moins provisoirement : ces activités

comportent notammentla localisation de la défaillance et son diagnostic, la remise en état avec ou

Sans modification, le contrôle de bon fonctionnement».On a deux types de maintenance corrective

qui sont :

a) La maintenance palliative

Qui représente « l’activité de la maintenance corrective destinées à un bien d’accomplir

provisoirement tout ou partie d’une fonction requise, Appelée couramment dépannage, cette

maintenance palliative est principalement constituée d’action à caractère provisoire qui devront être

suivies d’action curatives ».

b) La maintenance curative

Qui représente « l’activité de maintenance corrective ayant pour objectif de rétablir un bien dans

un état spécifie ou de lui permettre d’accomplir une fonction requise. Le résultat des activités

réalisées doit présenter un caractère parement, Ces activités peuvent être des réparations des

modifications ou aménagement ayant pour objet de supprimer la ou les défaillances ».


Défaillance

Détection

Localisation Remise en serviceDiagnostic

Préparation DébutBon fonctionnement Intervention contrôle et Bon fonctionnement

test

Figure I.1 : Processus de déroulement d’une maintenance corrective

I.3.2 Les avantage et l’inconvénient de la maintenance corrective

o Les avantages :

Avoir une bonne préparation du travail

Avoir une bonne gestion pour toutes les informations

o Inconvénient :

Coût de réparation important

Stockage important des pièces

Temps de réparation élevé

Peu de sécurité des travailleurs

I.4.Maintenance préventive

La maintenance préventive est ″ l’ensemble des actions exécutées à des intervalles de temps

prédéterminés ou selon des critères prescrits et destinées à réduire la probabilité de la défaillance ou

de la dégradation du fonctionnement d’un bien″.

Elle doit permettre d’éviter des défaillances des matériels en cours d’utilisation, l’analyse des

couts mettre en évidence un gain par rapport aux défaillances qu’elle permet d’éviter.

Figure I.2 : maintenance préventive

I p= intervention préventive

T0 : mise en service P(i)= probabilité de défaillance


I.4.1 But de maintenance préventive

- Augmenter la durée de vie de matériel.

-Diminuer la probabilité de défaillance en cours de service.

-Diminuer le temps d’arrêt en cas de révision ou de la panne.

-Eviter la consommation anormale d’énergie, de lubrifiants…etc.

- Supprimer les causes d’accidents graves.

- Prévenir et aussi prévoir les interventions de la maintenance corrective coûteuse.

I.4.2 Les types de la maintenance préventive:

I.4.2.1 La maintenance préventive systématique

Désigné des opérations effectuées systématiquement, soit selon un calendrier (à périodicité

temporelle fixe), soit selon une périodicité d’usage (heurs de fonctionnement ; nombre

d’unitéproduit, nombre de mouvement effectués…etc.). La périodicité des remplacements est

déterminée selon deux méthodes :

La première est de type bloc et la seconde, de type âge. La politique de remplacement de type âge

suggère de remplacer l’équipement à la panne ou après T unités de temps de bon fonctionnement. La

politique de type bloc suggère de remplacer l’équipement après une période prédéterminée de temps

T, 2T, etc. indépendamment de l’âge et de l’état ducomposant.

Figure I.3 : Maintenance préventive systématique

I.4.2.1.1 Les avantages et inconvénient de maintenance préventive systématique

Avantages

Réduction des coûts (30 %) et des durées de maintenance par rapport à l’entretien curatif;

- Bonne planification des opérations et des ressources;

- Contrôle du niveau de stockage des pièces de rechange;

- Généralement, peu de catastrophes;

- Sécurité accrue ;

- Amélioré la fiabilité du matériel.

Inconvénients

-Révisions non nécessaires (l’entretien n’est pas fonction de l’état de la machine, mais plutôt de la

durée d’utilisation);

-Remplacement de pièces en bon état;


- Création de défauts lors du remontage (si les procédures ne sont pas claires et contrôlées).

I.4.2.2 La maintenance préventive conditionnelle

C’est la maintenance préventive basée sur une surveillance du fonctionnement du bien et / ou des

paramètres significatifs de ce fonctionnement intégrant les actions qui en découlent.

La maintenance préventive conditionnelle se caractérise par la mise en évidence de la partie faible

de l’équipement.

Mesure des vibrations et des bruits.

Les mesures de température.

Mesure de la pression dans les différents organes.

Le niveau et la qualité de l’huile.

I.4.2.2.1 les avantages et les inconvénients de la maintenance conditionnelle

Avantages

- Réduction de coût d’environ 30% et de la durée de réparation par rapport à l’entretien préventif;

- L'accroissement de la durée de vie des pièces par rapport à une politique de changement

systématique. Remplacement des pièces défectueuses uniquement;

- La suppression des défauts de jeunesse lors de remise en route après un entretien systématique.

Inconvénients

-Nécessite une équipe de maintenance formée en analyse vibratoire et en essais non destructifs.

Niveau technologique plus élevé.

I.4.2.3La maintenance préventive prévisionnelle

On définit par la « maintenance préventive subordonnée à l’analyse de l’évolution surveillée de

paramètre significatifs de la dégradation d’un bien, permettent de retarder et de planifier des

interventions».


I.5 Fonctions de maintenance

La mission principale de la fonction maintenance est le maintien par des actions préventives et

correctives de la disponibilité de l’outil de production, c'est-à-dire son aptitude à accomplir une

fonction requise, dans des conditions d’utilisations données, pendant une période donnée (AFNOR

2002), autrement dit, que la mission de la maintenance est la gestion optimisée des équipements de

production en fonction des objectifs propres à l’entreprise .

Le service de maintenance doit assurer trois fonctions principales, qui sont traduisent en(figure I.5)

suivante :

Maintenance préventive Maintenance corrective

MaintenanceprévisionnelleMaintenance

conditionnelle

MaintenancePalliative

MaintenanceCurative

DéfaillanceSeuil

prédéterminé

Echéancier

RéparationDépannage

Evolution desParamètres

Figure I. 4 : Les types de maintenance

-Inspection-Contrôle

-Visite

Intervention

MaintenanceSystématique

Méthode de m

aintenanceE

vénement

Opération

dem

aintenance

LA MAINTENANCE


Figure I.5 : les trois fonctions opérationnelles de la maintenance

I.5.1La fonction méthode

Pour la maintenance corrective, la préparation passe par l’anticipation des risques encours, puis par

une anticipation des problèmes qui peuvent freiner l’intervenant.

Pour la maintenance préventive, elle consiste à définir le plan de maintenance d’un équipement, puis

à évaluer son coût et son efficacité afin de l’optimiser.

Assistance technique(localisation, diagnostic et expertises des défaillances ; mise en œuvre de

technique des travaux neufs et du matériel nouveau, mise en œuvre de technique particulière, telles

que les contrôles non destructifs et les analyses de vibrations).

I.5.2 La fonction ordonnancement

La fonction ordonnancement est le chef d’orchestre de la maintenance, elle a la responsabilité de

la synchronisation des actions de la maintenance interne ou externalisées.

Les missions principales de l’ordonnancement sont la planification des travaux, optimisation des

moyens en fonction des délais et chemins critiques, et le contrôle d’avancement des travaux.

La mission ordonnancement consiste donc à :

- Prévoir la chronologie du déroulement de tâches;

- Optimiser l’utilisation des moyens nécessaires, et les rendre disponibles ;

- Lancer les travaux au moment choisi;

- Contrôle l’avancement et la fin des tâches, et prend en compte les écarts entre prévision et

réalisations.

I.5.3 La fonction réalisation des interventions

La fonction de réalisation a pour objet d’utiliser les moyens mis à disposition, suivant les

procédures imposées, pour mettre ou maintenir le matériel dans l’état spécifié, elle a en charge le

Fonctions

MissionsPrincipales

METHODESAnalyse du travail

Préparation du travailDocumentation

technique

ORDONNANCEMENTPrévisions et ProgrammationsRépartition et suivi du travail

Gestion des moyenneslogistique

REALISATIONIntervention correctiveIntervention préventive

Comptes rendusd’activités


personnel d’exécution reformant tous les corps de métier exigés par la nature du matériel à prendre

en charge (mécanique, électricité, usinage….).

I.6 Activité de la maintenance

Dans une entreprise, les activités de maintenance (figure I.6) sont : soit des activités de

maintenance externe pour les interventions de sous-traitant, soit des activités de maintenance interne

pour des actions internes à l’unité de production, dans ce dernier cas soit la maintenance est intégrée

à la production, on appelle ce type «maintenance intégrée» ,soit elle sont regroupées dans un atelier

central. On appelle ce type de maintenance «maintenance centralisée».

Figure I.6 : Les activités de maintenance

I.7 La gestion de la maintenance

Gérer consiste à rassembler toutes les informations concernant les domaines à gérer (activités de

maintenance, parc matériel, moyens humains, logistique, coûts…), à analyser et mettre en forme les

indicateurs (tableau de bord) et à prendre des décisions qui seront mises en actions, la saisie, le

stockage et le traitement de la masse des information quotidiennes disponibles dans un service de

maintenance est aujourd’hui facile grâce à l’outil informatique GMAO.

Fonction Maintenance

Maintenance interneMaintenance externe« sous traitant »

Maintenance centraliséeMaintenance intégrée

Système site de production

Service demaintenanceAtelierCentrale demaintenance

Unité1 deProduction

Unitén deProduction

Système site de production

Service deMaintenance

Unité1 deProduction

Service deMaintenance

Unitén deProduction


Tableau de bord : est un ensemble d’indicateur permettant au responsable de maintenance de

piloter au mieux son servie, en se basant sur une synthèse optimale des données d’organisation et de

gestion. Il permet d’apprécier les écarts par rapport aux prévisions, de les analyses, de rechercher les

causes et d’y remédier.

La GMAO : un système informatique de management de la maintenance est un progiciel organisé

autour d’une base de données permettant de programmer et de suivre sous 3aspects (technique,

budgétaire, organisationnel), toutes les activités d’un service de maintenance et les objets de cette

activité (service, lignes atelier, machines, équipements, pièces, etc.) à partir de terminaux disséminés

dans les bureaux techniques, ateliers, magasins et bureaux d’approvisionnement.

I.8 Domaines à gérer par la maintenance Les activités du servies

Le matériel Les stocks de rechanges et l’approvisionnement La gestion budgétaire : ventilation des couts par matériel, service, type de maintenance

Les investissements Les ressources humaines

I.9 Coûts de maintenance

Les coûts de la maintenance peuvent être divisés en deux grandes familles : les coûts directs qui

conditionnent l’activité même de maintenance, ils sont quantifiables et les coûts indirects

correspondant au « manques à gagner » résultant de l’indisponibilité de l’équipement de production,

certains sont quantifiables d’autres non .

I.9.1. Coûts directs Coût de main- d’œuvre (Coût de la prestation humaine à tous les niveaux, cadres et

maîtrisés compris).

Coût de formation des personnes (c’est l’actualisation des compétences par des formations

sur le tas, recyclages, perfectionnement, stages…).

Coût de consommables, pièces de rechange(en plus des Coût de la matière et des pièces de

rechange consommées, il faut tenir compte de leur stockage et sa gestion).

Coût d’équipement (en plus des équipements et outillages propres à la maintenance, il arrive

souvent qu’en cours d’exploitation se présente la nécessité d’acquérir des équipements

instrument ou outils facilitant l’intervention).

I.9.2Coûts indirects «coût de défaillance »

Réduction de la production (manque à gagner suite à l’arrêt de l’outil de production).


Diminution la qualité de production (certains insuffisances de maintenance ont pour

conséquence un fonctionnement dégradé et par conséquent un produit de moindre qualité :

on sera amené à réduire le prix de vente ou à perdre une part du marché).

Pénalités de retard (lors perturbation de la production suite aux pannes, les clients sont livrés

en retard d’ou pénalités).

I.10La stratégie de la maintenance

La stratégie de la maintenance est l’ensemble des décisions qui conduisent à définir le portefeuille

d’activité de la maintenance et conjointement, à organiser structurellement le système pour y parvenir

dans le cadre de la mission impartie (objectif technique, économiques et humains).

I.10.1 La maintenance basée sur la fiabilité (MBF)

I.10.1.1La fiabilité

La fiabilité est la caractéristique d’un dispositif exprimée par la probabilité que ce dispositif

accomplisse une fonction requise dans les conditions d’utilisations et pour une période du temps

déterminée .

I.10.1.2 Fonction de répartition et de fiabilité

En fiabilité, la fonction de répartition F(t) représente la probabilité d’avoir au moins une

défaillance avant le temps t, la fonction de fiabilité notée R(t), représente la probabilité de

fonctionnement sans défaillance pendant la période [0, t].

R(t) = − ( ) = P(T ˃ t)

Figure I.7 : Loi exponentielle d'apparition des défaillances


I.10.2 Densité de probabilité

Elle est notée f(t), c’est la fonction dérivée de la fonction F(t),

F(t) =( ) = − ( )

Elle représente la probabilité de défaillance d’un élément à l’instant t.

I.10.3 Taux défaillance

Le taux de défaillance λ(t) représente la proportion de dispositifs qui, ayant vécu un temps t, ne sont

plus en vie à t + dt. Il s'agit de la probabilité conditionnelle suivante :

λ(t)= ( )( ) = ( )( )Particulièrement importante, cette notion représente statistiquement le nombre de pannes se

produisant au cours d'une unité de temps rapporté au nombre d'éléments fonctionnant encoure sans

défaillance.

L'observation expérimentale montre que l'évolution du taux de défaillance en fonction du temps

est en général représentée par la courbe suivante dite "courbe en baignoire".

Figure I.8 : Courbe en baignoire

On y distingue trois périodes différentes selon l’âge du matériel :

Période de jeunesse (période de défaillance), pendant laquelle le taux défaillance décroit.

Période de vie utile qui correspond à la maturité du matériel durant laquelle les défaillances sont

aléatoires et le taux de défaillance sensiblement constant.

Période de vieillesse pendant laquelle le taux défaillance croit.

I.10.4 Analyse la fiabilité par les lois de probabilité

I.10.4.1 Analyse la fiabilité à partir la loi exponentielle


La loi exponentielle est fréquemment utilisée en fiabilité, notamment dans domaine de

l’électronique. Elle est applicable pendant la période de vie utile du dispositif pendant laquelle le taux

instantané de défaillance λ(t)=λ est constante et les défaillances surviennent de façon aléatoire.

Les caractéristiques d’une variable T distribuée suivant une loi exponentielle sont :

Fonction de répartition :F(t)=1-R(t)= 1-е-λtt≥ 0

Densité de probabilité : f(t) = λе-λt t≥ 0

Fonction de fiabilité : R(t) = е-λt

Espérance mathématique : E(t) = λ(t)

Figure I.9 : Principales propriétés de la distribution exponentielle

I.10.4.2 Analyse da la fiabilité par la loi de Weibull

La loi de Weibull est une loi continue à trois paramètres, utilisée en fiabilité. Elle prend une place

plus importante dans le domaine mécanique, d’un emploi très souple, elle couvre un grand nombre de

distributions et permet notamment de modéliser alternativement les trois phases de la vie d’un

dispositif (figure5).

Ses trois paramètres sont :

ᵦ : paramètre de forme(ᵦ ˃0).

η: paramètre d’échelle (η ˃0).

γ : paramètre de position ou d’origine (-∞< γ<∞)

Ses expressions mathématiques avec : (t- γ) ˃ 0

La fonction de fiabilité en fonction de :

R(t) +F(t) =1


R(t)= 1-F(t)

R(t) = е ( )

Figure I.10 : Influence du facteur de forme sur la fiabilité

R(t) est la probabilité de bon fonctionnement à l’instant t.

La fonction de répartition F(t) :

F(t) = − е ( ) La densité de probabilité : ( ) = ( − ) е ( )

La densité de probabilité f(t) pour une loi de Weibull (figure I.10) est représentée par différents

courbes selon la valeur de facteur de forme .

Figure I.11 : Représentation de la fonction de densité pour diverses valeurs de .


Le taux défaillance λ(t)

λ(t) = ( )

Figure I.12 : Influence de facteur de forme sur le taux de défaillance .

Cas particulière γ=0et = alors :

R(t) =( )

On retrouve la distribution exponentielle, qu’est un cas particulière de la loi de Weibull.

λ = =I.10.4.3Signification des paramètres de Weibull

Paramètre de forme

Le paramètre de forme il est important car il joue sur la variation du taux défaillance et permet

ainsi de modéliser alternativement les trois phases de la courbe en baignoire.

Figure I.13 : courbe en baignoire

<1 : Phase de jeunesse avec défaillances des défauts de fabrication ou de montage


= : Phase de maturité avec défaillances aléatoires, il correspond cas particulière ou le taux

défaillance est constant.

˃ : Phase de vieillesse avec apparition d’un mode de défaillance prédominant caractérisé par les

grand valeurs de

Paramètre échelle η

Est un simple paramètre d’échelle de temps appelé aussi durée de vie caractéristique.

Si t-γ = η on aura F(t) = 63 %.

Paramètre γ

C’est le paramètre de localisation ou de repérage, très souvent on choisit γ=0 et la loi de Weibull

est ramenée à deux paramètres. Donc γ correspond à une simple translation de l’axe des temps.

.I.11 Disponibilité

Un dispositif est dit disponible s’il peut accomplir la mission ou la fonction pour laquelle il a été

conçu. Le concept de disponibilité permet de mettre en évidence l’amplitude à la réparation d’un

dispositif en mesurant l’efficacité de la maintenance

La disponibilité dépend à la fois de la fiabilité (du nombre de défaillance), de la maintenabilité

(rapidité pour réparer ou remettre en état) et de la logistique de maintenance (procédure d’entretien

et de réparation, moyens en personnel, stock de composant..).

Taux de disponibilité

Au cours du temps t, le taux de disponibilité (D) d’un matériel est définit par le rapport suivant :

D(t)= ′ ′′ ′

Indisponibilité

L’indisponibilité du dispositif est le contraire de la disponibilité, elle est définit par :

Indisponibilité = 1- Disponibilité = 1- D

I.12 Types de la disponibilité

Disponibilité intrinsèque

La disponibilité intrinsèque Di est égale à la disponibilité précédente Den excluant la maintenance

préventive, les délais logistique (attente fourniture…) et les délais administratifs. La disponibilité

intrinsèque s’exprime par le rapport suivant :

Di= =


Disponibilité opérationnelle

La disponibilité opérationnelle D0 est égale à la disponibilité intrinsèque Di en prenant compte les

détails logistiques avec le MTL (moyenne des temps logistique). La disponibilité opérationnelle

s’exprime par le rapport suivant :

D0=I.13 Disponibilité de dispositif connecté en série ou en parallèle

Disponibilité de dispositif ou composant connecté en série

La disponibilité globale DS d’un dispositif composé de n composant (A, B, C…N) montés en série

est égale au produit des disponibilités respectives DA, DB, DC…DN de chacun des composant.

DS = (DA) (DB) (DC)…(DN)

Figure I.14 : Configuration en série

Disponibilité de dispositif connecté en parallèle

La disponibilité globale Dp de n composants A, B, C…N montés en parallèle et dont les

disponibilités respectives sont DA, DB, DC …DN est égale a :

Dp= (DA) (DB) (DC)… (DN)

Figure I.15 :Configuration en parallèle

A B C N

A

B

C

N

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