Le projet de maintenance circulaire offre une perspective

Réduction de l'utilisation des matériaux possible sans modifier le processus de maintenance

Au cours de la période du 1er avril 2019 au 31 décembre 2022, divers partenaires publics et privés , ont travaillé à la réduction de l'empreinte matérielle de l'industrie de transformation dans le sud des Pays-Bas et en Flandre dans le cadre du projet "Maintenance Circulaire". Les concepts clés étaient la "viabilité" et "la praticabilité". Malgré l'épidémie du coronavirus, le projet a donné lieu à plusieurs points de vue et pistes, conduisant à une perspective séduisante.

importance pour l'économie circulaire

Les gouvernements néerlandais et flamand visent une économie entièrement circulaire d'ici 2050. Ainsi, les produits et les matériaux seront fabriqués avec la plus faible perte de valeur possible, sans émissions nocives pour l'environnement et avec une réelle chance de réutilisation. La maintenance circulaire permet de réduire l'utilisation de matériaux sans devoir modifier le processus de maintenance, jouant ainsi un rôle essentiel.

Objectif du projet

Sous la supervision du Kennis en innovatiecentrum Maintenance Procesindustrie (néerlandais) ou KicMPi (initiateur) et de la Belgian Maintenance Association (BEMAS), représentant la communauté belge de la maintenance, les partenaires du projet ont travaillé ensemble pour proposer des solutions innovantes dans le domaine de la maintenance et de la réutilisation durable.

Ils ont choisi quatre thèmes, chacun comportant deux sous-thèmes :

• Thème 1. Prévision du cycle de vie et prolongation de la durée de vie
  1.1 Prévision des défaillances des moteurs électriques
  1.2 Prévision de la durée de vie (résiduelle) des vannes de régulation
  
  
• Thème 2. Efficacité matérielle
  2.1 Minimiser les flux de déchets dans le nettoyage industriel
  2.2 Réduire les émissions à la source
• Thème 3. Renouvellement de la chaîne/économie du partage
  3.1 Partage des outils de maintenance spécialisés
  3.2 Servitisation, axée sur la "lumière à la demande" et la "lumière par rapport à l'éclairage"
• Thème 4. Réutilisation des équipements
  4.1 Réutilisation des moteurs électriques
  4.2 Réutilisation des transformateurs

Il y a toujours des contretemps lors de grands projets, et ce n'était pas différent ici. Le projet autour du thème 3.1, par exemple, a dû être interrompu prématurément car les entreprises n'étaient pas (encore) disposées à mettre leurs équipements à la disposition de tiers et/ou à les autoriser dans leur zone de travail. Le sous-projet 3.2 n'a pas non plus atteint la ligne d'arrivée; cependant, Unique Light a réussi à donner une présentation lors de l'événement de clôture sur la façon de rendre l'éclairage des locaux commerciaux plus durable.

Le sous-projet 4.1 a été progressivement absorbé par le sous-projet 1.1, tandis que l'échec du sous-projet 4.2 était dû aux limitations imposées par le covid. En effet, les mesures et les essais sur le terrain nécessaires n'ont pas pu être effectués à temps. Cependant, beaucoup de choses ont été réalisées.

Prévision des défaillances des moteurs électriques

Entreprises/organisations participantes: Université de Gand, Evonik, BEMAS, Oiltanking (Evos), Motoren Françoys (The Rotating Company), ABB et Eriks.

Rapporteur: Prof. Kurt Stockman, professeur d'ingénierie des entraînements électromécaniques à l'Université de Gand.

L'objectif de ce sous-projet était triple: décrire et suivre l'état des lieux en matière de prédiction de la durée de vie des moteurs électriques, démontrer les meilleures pratiques de l'industrie et définir des lignes directrices pour un bon système de gestion des moteurs.

Kurt Stockman fait le point: "Le premier objectif consistait à analyser les différentes solutions technologiques disponibles. Les capteurs intelligents sont, à mon avis, les plus importants. Les mesures effectuées avec eux ont fourni des informations précieuses."

"En ce qui concerne le deuxième objectif, nous n'avons pu travailler en profondeur que sur un seul cas. Cela a permis d'établir que 90% de la machine pouvait être conservée pendant la rénovation sans sacrifier l'efficacité énergétique. Pour des raisons pratiques, il n'y a pas eu de mise en œuvre effective. Cependant, comme nous pouvons parfaitement simuler les conditions de charge de cette machine dans notre laboratoire, les résultats obtenus sont incontestablement valides et représentatifs."

Un système de gestion des moteurs est nécessaire pour analyser si les entraînements peuvent bénéficier d'une seconde vie

"Pour le troisième objectif, le gros problème est que la gestion des moteurs ne va souvent pas encore bien au-delà de la maintenance classique dans de nombreuses entreprises. Un tel système est vraiment nécessaire pour pouvoir analyser si le système d'entraînement est éligible à une 'seconde vie'. L'état d'esprit doit passer d'une attitude réactive à une attitude proactive. Ce changement arrive, j'en suis convaincu."

Prévision de la durée de vie (résiduelle) des vannes de régulation

Entreprises/organisations participantes: Yara Sluiskil, HZ University of Applied Sciences, Evonik, Samson, Equans Belgium et ITIS.

Rapporteurs: René van Dalen, ingénieur de maintenance chez Yara Sluiskil et Mischa Beckers, chargé de cours en science des données à la HZ UAS.

La prévision de la défaillance d'une vanne de régulation se fait, entre autres, en mesurant le nombre de mouvements de la vanne, en analysant la course de la vanne et en répertoriant le schéma d'usure. Une comparaison avec les schémas d'usure antérieurs permet ensuite de déterminer si une valve doit être réparée ou remplacée.

Voilà pour la théorie; la pratique s'est avérée beaucoup plus récalcitrante, car c'est précisément dans la collecte de ces données que les partenaires du projet ont rencontré des problèmes. Tout d'abord, le fichier illisible des positionneurs - un compteur relié à la tige de la vanne qui permet de détecter à tout moment la position de la vanne de régulation - a dû être converti au format lisible XML.

"La première énigme à résoudre était la "reconstruction" de ces valeurs mesurées sous-jacentes", explique Mischa Beckers. René Van Dalen ajoute : "Pour collecter les données, nous avons dû mettre en place un réseau (informatique) que nous avons dû modifier quatre fois au total du point de vue de la cybersécurité. En effet, cela fonctionne dans notre propre réseau et les piratages et/ou les virus sont la dernière chose que vous voulez."

Mischa Beckers: "En raison des problèmes de génération de données, nous ne disposons pas actuellement de suffisamment d'informations pour parvenir à un modèle de base. Cependant, une feuille de route est disponible avec le message sous-jacent: il faut attendre les données; l'itinéraire de suivi est déjà connu et tracé."

Minimiser les flux de déchets dans le nettoyage industriel

Entreprises/organisations participantes: KicMPi, Evonik, Dow Benelux, HCI, Mourik, Vecom et Pure Blue.

Rapporteur: Hans Borgt, associé technologique mondial pour le nettoyage industriel chez Dow Benelux.

Le nettoyage des installations industrielles produit de grandes quantités d'eau (fortement) polluée. La question centrale pendant ce sous-projet était donc de savoir quelles techniques alternatives, parmi celles actuellement disponibles, pouvaient surmonter ce problème.

Dans ce contexte, les partenaires du projet ont travaillé sur un modèle de décision pour les techniques alternatives de nettoyage industriel, qui permettrait aux entreprises - en tenant compte, notamment, des niveaux de pollution, de la consommation d'énergie et d'eau, de la production de déchets et des émissions de CO₂,  - de calculer l'impact environnemental de chaque méthode et de réduire ainsi le dommage environnemental (éventuel). Cela s'est traduit par une réduction de l'empreinte pour au moins cinq activités de nettoyage courantes.

Hans Borgt explique : "Nous avons constaté qu'avec les meilleures méthodes de nettoyage, la durée de vie des outils est généralement plus longue. La justesse de l'adage 'la pollution attire la pollution' a donc été prouvée une fois de plus, mais le prouver scientifiquement prend un temps relativement long."

Pour l'avenir, l'idéal serait que la maintenance à effectuer soit déjà prise en compte lors de la construction d'une usine. "En général, cependant, les principes dits d'ingénierie ne sont pas encore - ou du moins pas suffisamment - mis en place pour que les procédures de nettoyage se déroulent de manière optimale. En y prêtant davantage attention, l'industrie de transformation peut rendre service à son propre portefeuille ainsi qu'à l'environnement à l'avenir", affirme M. Borgt.

Réduction des émissions à la source

Entreprises/organisations participantes: KicMPi, Evonik, Yara Sluiskil, ITIS et Dijkgraaf Support.

Les émissions indésirables - plusieurs milliers de tonnes par an - constituent un problème majeur dans l'industrie de transformation. Non seulement à cause de la perte de matières premières, mais aussi à cause des risques de sécurité et des dommages environnementaux qu'elles entraînent. Pour cette raison, deux objectifs de recherche ont été fixés.

Le développement d'un système de test des robinets d'arrêt; rapporteur: Colin Zegers, directeur ITIS.

Ce volet du projet a cherché une méthode pour tester et comparer les joints d'étanchéité de la tige les plus courants. Les tests se déroulent toujours dans les mêmes conditions en termes de pression et de température. Les joints sont tous assemblés de la même manière et serrés avec la même force. Des capteurs de pression spéciaux placés sur la vanne permettent de mesurer la force nécessaire à une étanchéité optimale.

Colin Zegers: "L'objectif est de standardiser autant que possible la méthode d'assemblage et la pression de surface requise pour chaque type de joint et de matériau. Il est également important de fixer sans ambiguïté dans une norme la relation entre la force de serrage du poussoir, le type de joint et les couples de serrage, afin que tout le monde travaille de manière uniforme et que les résultats de ces constatations soient interchangeables. Un système de balayage qui suit les vannes sur site qui commencent à présenter un comportement de fuite dans un avenir proche serait idéal à cette fin. Bien que cela soit techniquement possible, on n'en est pas encore là."

Lorsqu'il s'agit d'émissions indésirables, les vannes sont les principales responsables

Optimisation de la méthodologie de serrage des brides; rapporteur: Peter Dijkgraaf, consultant et formateur chez Dijkgraaf Support.

"La gestion des brides est encore souvent négligée. Les opinions et les croyances concernant l'exactitude et l'efficacité des différentes méthodologies varient beaucoup", explique Peter Dijkgraaf.

Contrairement à ce que l'on pense souvent,  on constate souvent une dispersion importante des forces des boulons après le montage d'un assemblage par brides. Il existe plusieurs méthodes pour serrer les boulons pendant le montage. La précision de cette opération est déterminée non seulement par la méthode de serrage choisie, mais aussi, par exemple, par les outils utilisés et l'habileté du monteur de brides. Par conséquent, il existe presque toujours des différences significatives entre la charge théorique du boulon  (selon le protocole de la bride) et la force réelle du boulon (en situation de fonctionnement sur une installation), ce que l'on appelle la dispersion de la charge du boulon.

Peter Dijkgraaf est optimiste quant à la possibilité de contrôler la fiabilité de l'assemblage par brides. "L'émission zéro n'est pas réalisable. La "fuite zéro", c'est-à-dire l'absence de fuite visuelle (perte de confinement), est une chose que nous devons et pouvons contrôler. Grâce à ce projet, nous sommes sur la bonne voie".

gain potentiel

Dans le cadre du projet "Maintenance circulaire", on a tenté de relier les outils (numériques) déjà disponibles aux données recueillies progressivement, afin de mieux comprendre le fonctionnement et la durée de vie (résiduelle) des équipements. Ce faisant, il est tout à fait clair que les outils numériques méritent plus d'attention. On estime qu'actuellement, seuls 10 % des données collectées sont utilisés, alors qu'il y a beaucoup plus à gagner.

Le lien entre les outils numériques et les données collectées donne une idée du fonctionnement et de la durée de vie (restante) des équipements

Une condition préalable est que les données collectées soient de bonne qualité et qu'une distinction claire soit faite entre les données de test et les données opérationnelles. Ce n'est qu'alors que de (plus)grandes mesures pourront être prises et que des progrès pourront être réalisés en matière de maintenance circulaire dans la pratique. Une autre condition préalable à une mise en œuvre réussie est de donner aux employés de l'atelier la possibilité de maîtriser de nouvelles idées et techniques.

Le défi que doit relever le secteur est donc double: partager les connaissances acquises et les mettre en œuvre dans les ateliers par le biais du transfert de connaissances et de la formation, mais surtout, cultiver la bonne volonté.

De plus amples informations sur les conclusions et les résultats du projet de maintenance circulaire sont disponibles sur le site web www.circulaironderhoud.eu.

Partenaires du projet
Comité de pilotage
- Belgian Maintenance Association (BEMAS), une plateforme d'échange de connaissances et de bonnes pratiques en matière de maintenance et de gestion des actifs;
- Dow Benelux, producteur de plastiques et de produits chimiques;
- Evonik Antwerpen, producteur, entre autres, de matières premières pour la production de silicones destinées à l'industrie de l'électro et de la communication;
- HZ University of Applied Sciences (HZ), institut de connaissances pour l'enseignement professionnel supérieur axé sur la pratique;
- i.Revitalise, plateforme b2b pour la R&D et le prototypage;
- Université de Gand, université avec plus de 200 formations, active dans de nombreuses disciplines scientifiques;
- Yara Sluiskil, fournisseur d'engrais spéciaux et de produits qui contribuent à l'amélioration de l'environnement.

Partenaires du projet Light
- Dijkgraaf Support B.V., spécialiste dans le domaine de la gestion des brides et des grues;
- Equans Belgique, spécialiste dans le domaine des installations multitechniques et des services de maintenance;
- Equans Netherland, prestataire de services techniques pour le marché des entreprises;
- ITIS, spécialiste dans le domaine des essais d'étanchéité, des essais de vannes, des essais non destructifs et des inspections;
- Motoren Françoys (Rotating Company), partenaire technique des utilisateurs professionnels et industriels pour le cycle de vie complet des équipements rotatifs.