- il y a 2 jours
Atelier « Comment assurer la maintenance préventive de son installation hydroélectrique » de la 12è rencontre de l’hydroélectricité.
Interventions de Laurent Busson – Gérant de la société Hydrhom
Interventions de Laurent Busson – Gérant de la société Hydrhom
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00:00Ok, on continue avec Laurent Busson, qui est fondateur du bureau d'ingénierie IDROM, ingénieur en électricité.
00:12Vous avez passé plus de 20 ans dans la division alternateur hydroélectrique d'Alstom, puis Général Électrique à Belfort.
00:19IDROM est spécialisé dans les contrôles de groupes hydroélectriques, turbines, multi, poulies, courroies, génératrices.
00:29Et donc vous faites aussi bien des interventions en préventif qu'en curatif.
00:36Donc peut-être on peut commencer en se demandant quel est votre travail, comment est-ce que vous faites pour identifier les problèmes sur les groupes ?
00:49Bonjour à tous. Effectivement, le travail c'est de soigner vos actifs, vos actifs de production.
00:57Donc le micro bien proche, voilà, pour qu'on vous entende bien.
01:04Oui, donc l'idée va être de prendre soin de vos actifs de production en effectuant des mesures vibratoires sur les machines.
01:19Alors j'aime bien utiliser la métaphore médicale pour ça, mes collègues là ont parlé de mesures de température, c'est un peu la prise de température, prise de fièvre chez le médecin.
01:33On a entendu parler d'analyse d'huile également, c'est un peu l'analyse de sang chez le médecin qui va permettre pour le multiplicateur de détecter des problèmes.
01:45Et si on poursuit sur cette métaphore, aujourd'hui beaucoup de monde ont des montres connectées pour voir l'état de leur cœur, savoir quelle est la fréquence cardiaque.
01:59De la même façon, quand vos centrales sont équipées de capteurs de vibration, ils vont indiquer des vitesses de vibration qui vous permettent de détecter des défauts.
02:12Ce qu'il faut avoir en tête, c'est qu'à ce moment là, c'est un système de protection.
02:17C'est pour éviter d'aller trop haut dans les tours, dans les tours en quelque sorte, d'aller à des niveaux excessifs qui pourraient endommager la machine, provoquer des casses.
02:31Si on reprend l'analogie du cœur, vous allez également, pour certains, chez le cardiologue qui va vous faire un électrocardiogramme.
02:43Là, on va arriver dans quelque chose de beaucoup plus fin, avec des mesures beaucoup plus précises et des courbes qui sont un peu difficiles à comprendre.
02:53L'analyse vibratoire, c'est un peu la même chose, c'est-à-dire qu'on va aller dans le détail des vibrations, on va vraiment zoomer sur les mesures temporelles que l'on aura faites,
03:07sur les machines, sur les différents points qui peuvent vibrer, et on va détecter des défauts.
03:14Donc là, à l'image, vous avez, sur l'image en bas à droite, vous avez un signal, vous voyez ce petit pic, et ce petit pic, il n'est pas normal du tout.
03:23On conçoit bien qu'il se passe quelque chose, là, au niveau du roulement, on peut se dire, on peut avoir un doute sur ce qui se passe.
03:32Et l'analyse vibratoire, ça va être justement l'exploitation par des calculs mathématiques, transformer ce signal temporel en des signaux qui vont identifier les différentes fréquences de la machine et pouvoir en tirer des conclusions.
03:49Et donc, est-ce que vous devez avoir des informations sur les signaux, les fréquences du matériel usine ?
04:03Tout à fait. Alors, de la même façon que le médecin qui vous fait un interrogatoire médical quand vous arrivez dans son cabinet,
04:13eh bien, nous, on a besoin de connaître la machine, connaître l'environnement, connaître les... donc, avoir tout l'historique, avoir une discussion avec l'exploitant pour comprendre ce qu'il a fait sur sa machine.
04:29C'est pas... c'est assez récurrent que des exploitants appellent en disant, ah ben, il y a un mois, j'ai fait une maintenance, j'ai changé quelque chose, et maintenant, j'ai un problème.
04:40Donc, on peut se dire, ah, il y a peut-être un lien de cause à effet qu'il va falloir étudier.
04:46C'est aussi important parce qu'on a besoin, pour identifier les fréquences de mesure, tout ce qu'on va mesurer, de connaître les vitesses de rotation des différentes lignes d'arbre,
04:57petite vitesse, grande vitesse et moyenne vitesse, si on a deux trains d'engrenage, d'avoir les références déroulements.
05:05Alors, vous allez peut-être me dire, mais je ne les connais pas, mes références déroulements.
05:08Alors, des fois, on les trouve dans les boîtes, vous avez des roulements de rechange, on trouve les références dessus.
05:18On les trouve aussi sur les factures qui vous ont été établies par des sociétés qui ont fait les maintenances.
05:25Des fois, on trouve également les références à cet endroit-là.
05:29Pareil pour les rapports de multiplication sur la plaque du multi, généralement, il y a le rapport global.
05:36Alors, chez Olivier, on avait la chance d'avoir des photos du démontage.
05:41Donc, il a fallu compter les dents sur les photos pour avoir les différents rapports.
05:47Ça m'est déjà aussi arrivé de compter, il y avait un multiplicateur qui avait été déclassé, qui était à l'extérieur de la centrale en train de rouiller,
05:57mais il avait son frère à l'intérieur qui fonctionnait encore.
06:00Donc, ça permet de retrouver comme ça les éléments.
06:04Et enfin, là, je parlais du multi, mais si on est avec des poulies et courroies, il faut les diamètres des poulies.
06:10Les longueurs de courroies, c'est aussi très important pour l'analyse ultérieure.
06:17Parce que tout ça va nous permettre de paramétrer l'analyse, l'appareil de mesure, et donc de venir mesurer les bonnes choses.
06:25Si on regarde au mauvais endroit, c'est sûr qu'on n'aura pas les bons résultats.
06:29Donc, c'est vraiment important de préparer la mesure et pas arriver en cow-boy sans avoir rien préparé.
06:37Et l'idéal, c'est d'avoir un T0, de pouvoir comparer quand ça marche bien et quand potentiellement ça marche moins bien.
06:48Effectivement, ça c'est une des bases aussi.
06:51C'est mieux d'avoir ce T0, donc c'est un état initial le plus propre possible.
06:57Donc, idéalement quand la machine est neuve, mais on peut décider de le faire à n'importe quel moment de la vie de la machine.
07:04Alors, quand on a une machine neuve, on va s'en servir de cette mesure initiale pour faire l'équilibrage de la machine, vérifier que l'alignement des arbres est correct.
07:15Vérifier également qu'on n'a pas de problème de fixation de calage de la génératrice, qu'on appelle dans le jargon un pied mou.
07:22On a quatre pieds sur une génératrice, c'est hyper statique, donc on comprend assez facilement qu'il peut y en avoir un qui est soit trop haut, soit trop bas.
07:33Et ça crée une certaine faiblesse, une certaine déformation du châssis de la génératrice.
07:43Et cette déformation, on la retrouve dans les signaux.
07:47Et avec cet état initial, en fait, ça permet, si on revient plusieurs mois, plusieurs années, enfin ça dépend des choix de maintenance,
07:57ça permet de faire un comparatif qui est très, très intéressant, parce qu'il va permettre de mieux détecter, de dire c'est quelque chose qui est normal,
08:07qui existe depuis le départ ou quelque chose qui vient d'apparaître.
08:11Et là, on est face à une dégradation et essayer d'évaluer s'il faut intervenir à court terme ou à moyen terme,
08:20si on peut attendre l'étiage ou s'il faut intervenir immédiatement.
08:25Mais alors, est-ce qu'on vous appelle quand même en préventif ou on vous appelle quand il y a déjà un truc bizarre et du coup, c'est presque du curatif ?
08:34Les deux existent.
08:38L'expérience montre aussi que des fois, les gens appellent en pensant que c'est du préventif,
08:42mais dans leur tête, dans leur inconscient, ils se doutent qu'il y a un problème et ça devient rapidement du curatif.
08:52Ce qu'on va détecter, c'est un peu la liste qu'on voit là, ça va être des usures de roulement,
08:57des défauts de denture sur des multiplicateurs, des usures de courroie également,
09:02les défauts d'accouplement, après des choses sur la génératrice,
09:05des spires en court-circuit au stator, des défauts de cage sur le rotor.
09:13Et puis, dans la discussion avec l'exploitant, c'est important de savoir quand est-ce qu'a été fait le dernier graissage,
09:20si c'est assez récent ou pas, parce que c'est quelque chose qu'on va mesurer.
09:25On va voir des choses sur les hautes fréquences, par exemple.
09:29Et puis, sur les turbines, certaines turbines, plutôt les francs 6 de moyenne chute ou des grosses Kaplan,
09:38quand il commence à y avoir du débit, je vous souhaite tous d'avoir des machines de plusieurs mégawatts,
09:43mais on va voir la cavitation, c'est des choses qu'on peut voir apparaître.
09:48Donc, c'est assez intéressant.
09:50Les mesures, idéalement, il faut être dans une plage de 75% à 100% de la puissance nominale,
09:57être à des puissances significatives.
10:00Bien sûr, on peut les faire à n'importe quelle puissance à partir du moment où la machine fonctionne.
10:05Ça arrive souvent qu'il y ait des gens qui m'appellent en fin de saison, en mars-avril,
10:12pour dire que je sens que j'ai un problème et que je souhaiterais réparer cet été.
10:19Le hic, c'est que quand on arrive en avril, des fois, il n'y a plus d'eau.
10:24Ou il y en a de moins en moins.
10:26Mais idéalement, c'est être à entre 75% et 100%, ce qui permet aussi, si on va plus loin dans les recherches,
10:33de faire des paliers de puissance à 25%, 50%, 75% et 100% parce qu'on voit des choses différentes en fonction de ça.
10:42Les Kaplan, par exemple, quand on est à 25%, elles sont assez instables.
10:45Ça peut fausser certaines interprétations.
10:52Oui, donc plutôt prévoir l'hiver quand même.
10:54Voilà, c'est mieux de prévoir l'hiver et d'anticiper.
10:57D'accord.
10:58Et donc, avec quel équipement vous utilisez ?
11:02Alors, il y a différents équipements.
11:05Ce qui est le plus connu, c'est les accéléromètres.
11:07Donc là, vous avez la valise que j'utilise avec une tablette.
11:10Vous voyez, l'accéléromètre est fixé avec une base magnétique.
11:14Donc, on vient le promener sur la machine.
11:17Et du coup, on va obtenir d'abord des mesures temporelles
11:21qui après vont été converties en un spectre de fréquence
11:26sur lesquelles on voit les pics avec les différentes fréquences de la machine.
11:31Donc là, ça caractérise vraiment la machine.
11:35Et c'est l'évolution de ces pics qui va nous permettre de détecter des défauts
11:40ou également l'élévation du bruit de fond en partie inférieure
11:45qui va aussi montrer qu'il y a un problème d'usure, soit généralisé.
11:52On détecte vraiment beaucoup de choses.
11:55Un deuxième système pour mesurer qui est plus complexe
11:58mais qui peut être utile sur les paliers lisses,
12:01ce sont des centres de proximité.
12:05Et là, on va voir, donc on voit sur l'image de gauche,
12:08une belle orbite, un palier qui tourne correctement.
12:12Alors que sur la partie de droite, on se doute,
12:15vu le nombre de circonvolutions qu'on peut avoir,
12:18que ça ne tourne plus très rond, qu'il y a des chocs.
12:22Et c'est des problèmes de graissage, des fois d'alignement.
12:25Enfin, on peut voir beaucoup de choses également.
12:27Un peu différentes de ce qu'on voit avec les accéléromètres
12:30qui sont la solution la plus simple.
12:33Et là, dans ce cas-là, ça ne se voyait pas à l'œil nu qu'il y avait un problème ?
12:37Non, non, non.
12:37Non, non, là, ça ne se voyait pas à l'œil nu.
12:41Alors des fois, on peut voir à l'œil nu qu'il se passe quelque chose,
12:45que ça commence à bouger.
12:47C'est généralement le palier qui prend un peu de jeu.
12:50Et ces équipements permettent de mieux mesurer
12:53et voir quel est le jeu,
12:56et de mesurer exactement le jeu.
12:58Et l'usure qu'il peut y avoir.
13:00Ensuite, je vous ai amené deux exemples.
13:07Un premier exemple, c'était une augmentation des vibrations
13:13sur une machine de 200 kW
13:15avec une génératrice qui tournait à 750 tours.
13:18Alors là, le propriétaire avait déjà réalisé un état initial en 2022.
13:27Donc c'était très intéressant.
13:28Ça donnait une base.
13:29Et aujourd'hui, les mesures ont montré une augmentation de 66% des vitesses.
13:37Par rapport aux normes, on était arrivé à des valeurs supérieures
13:40à 5-6 mm par seconde.
13:44Donc là, on était vraiment dans une zone où la norme dit
13:50« Intervention recommandée ».
13:52Fonctionnement à moyen terme autorisé, mais pas à long terme.
13:56Il faut vraiment agir.
14:01Donc, il y a eu une campagne d'investigation.
14:05Ce n'était pas aussi simple qu'un problème d'équilibrage ou d'alignement.
14:11Il a fallu chercher un peu plus.
14:12Et en fait, j'ai détecté des fissures au niveau du massif du béton.
14:17Donc des fissures de l'ordre de 1 mm par seconde
14:20qui expliquaient qu'en fait, la machine était en train de se déchausser
14:26sur son un seul appui, puisqu'il y avait 4 appuis,
14:29mais il y en avait un où il y avait ces fissures.
14:33Et c'est ce qui expliquait l'augmentation des vibrations.
14:37Voilà.
14:37Donc là, maintenant, c'est dans les mains des équipes de maintenance
14:43qui vont voir comment contrer ce problème.
14:48Mais c'est quelque chose qui arrive aussi souvent sur des vieilles machines
14:52où le béton commence à être un peu friable, un peu pourri.
14:56Et où on peut avoir des décèlements de multiplicateurs ou de génératrices.
15:04Voilà.
15:06Un deuxième exemple où là, on avait des défauts multiples.
15:10Un groupe de 350 kW, cette fois-ci à 1000 tours,
15:15avec un multiplicateur, une turbine qui tournait beaucoup moins vite.
15:19En 2020, il y avait eu déjà des travaux sur le multiplicateur,
15:23un remplacement.
15:28Je n'avais pas de première mesure.
15:30Donc j'ai été appelé, c'était pour la première mesure.
15:33Et vibration très élevée, là on frôlait les 10 mm par seconde.
15:38Donc vraiment, très élevé.
15:40À l'œil nu, on voyait en extrémité de l'alternateur,
15:44on voyait que ça bougeait.
15:45L'analyse a montré qu'en fait, il y avait un défaut d'alignement d'abord.
15:54La source du problème, c'était un défaut d'alignement.
15:58Et là, on peut penser que depuis 2020,
16:00il tournait avec ce défaut d'alignement,
16:02qu'ils avaient démonté le multiplicateur
16:04et que le réalignement n'avait pas été aussi parfait que ce qu'il aurait dû.
16:08On voit sur l'image les oscillations un peu qu'on peut mesurer
16:15et que par rapport à une période de un tour,
16:19qu'il y a vraiment des chocs, des moments de creux
16:21et des moments où on a beaucoup plus d'accélération et d'effort.
16:26L'analyse plus fine a également montré que,
16:31du coup, comme on avait ce défaut d'alignement,
16:33on avait abîmé les roulements.
16:34Plus particulièrement, vous avez deux images.
16:38Donc, l'image de gauche, au centre, il y a un volant d'inertie.
16:43Et à gauche de ce volant d'inertie, un premier palier,
16:45le palier que j'appellerais palier multiplicateur,
16:47et à droite, le palier côté alternateur.
16:50Et le palier qui était le plus abîmé du point de vue vibration,
16:55c'était le palier côté multiplicateur.
16:57Et on retrouve en thermographie cette même image.
17:01Le palier côté multiplicateur est 5 degrés plus chaud
17:04que le palier côté alternateur.
17:07Qui, on pourrait penser qu'il aurait pu être plus chaud
17:12parce qu'il était juste à côté de l'alternateur.
17:15Il se prenait l'air chaud de l'alternateur.
17:17Il était dans un environnement nettement plus chaud.
17:20Et pourtant, c'était bien le palier côté multiplicateur
17:25qui était le plus endommagé.
17:30De toute façon, vu leur état aux deux,
17:33la solution, c'était le remplacement des roulements
17:35et bien sûr, là, un bon réalignement des arbres.
17:39Quelque chose de correct.
17:40C'est quelque chose qui est en train de se finaliser.
17:43Dans un cas comme ça, vous réintervenez
17:46une fois qu'il y a eu les travaux ?
17:48Voilà, oui, bien sûr.
17:49C'est vérifier que les travaux ont été faits correctement.
17:52C'est une validation.
17:53C'est une sécurité pour l'exploitant,
17:58pour les assurances aussi,
18:00s'il y a des assurances de perte de production,
18:02des choses comme ça.
18:03Ce que j'ai aussi coutume de dire,
18:08ce qu'a dit Olivier aussi,
18:09c'est que la nature nous a dotés de cinq sens.
18:13Et quand on arrive dans une centrale,
18:15c'est très important d'écouter,
18:18de voir, de toucher,
18:21de ressentir des fois même par les pieds,
18:23sentir les vibrations par les pieds.
18:25C'est l'odeur aussi.
18:29Une courroie qui commence à chauffer
18:30ou quand ça sent le chaud,
18:31on peut détecter des choses.
18:33Donc ça, c'est très important.
18:35Ça montre aussi l'importance
18:36des gardiens de centrale
18:38qui doivent passer un minimum.
18:41J'ai connu une très grosse société privée
18:44qui croyait que comme ils avaient instrumenté
18:46leur centrale,
18:48on ne pouvait passer qu'une fois par mois.
18:51Dommage.
18:51leur turbine turbinait du caillou.
18:55C'était une peltonne.
18:56Les injecteurs étaient totalement embouchés.
18:59Il y avait un tas de sable,
19:01enfin un tas de cailloux sous la roue.
19:03Et ça, un gardien aurait pu le détecter.
19:09Et alors, une intervention coûte à peu près combien ?
19:14J'imagine que ça doit dépendre
19:15du nombre de groupes, etc.
19:17Mais peut-être pour une centrale
19:19qui aurait un seul groupe,
19:20Grosso modo, c'est très vite rentabilisé.
19:25On est de l'ordre
19:26d'une journée
19:28de production
19:30sur une centrale
19:31H16 de 250 kW.
19:35On est sur une journée de production.
19:37Donc, pour les premières mesures.
19:39Bien sûr, après, si on développe plus,
19:42ça peut prendre
19:42plus de temps.
19:45Donc,
19:45le prix va en conséquence,
19:48mais c'est l'ordre de grandeur.
19:50Après, ce qu'il faut voir,
19:52c'est que l'exploitant va gagner en sécurité,
19:54c'est qu'il va anticiper les incidents,
19:56anticiper les maintenances,
19:58s'organiser,
19:59éviter les interventions
20:00le samedi soir
20:02ou des choses comme ça
20:04qui sont toujours assez désagréables
20:06quand on a prévu d'inviter des amis.
20:08Il va y avoir des gains sur...
20:11Ça évite des pertes de production
20:13des casses
20:14en période hivernale,
20:17mais même en été,
20:18on produit quand même.
20:19Donc, éviter les casses
20:20parce que réparer une casse,
20:23ça coûte beaucoup plus cher
20:24que changer seulement un roulement
20:26quand on l'a décidé.
20:28un certain confort,
20:32une sérénité
20:33parce que tout est...
20:35Enfin, on peut planifier les choses.
20:37On va...
20:38Les intervenants,
20:39les sociétés,
20:40ils vont dire
20:41je suis débrané,
20:42désolé monsieur,
20:43mais je peux intervenir
20:44que seulement dans 3 mois,
20:464 mois, 5 mois.
20:47Si vous arrivez
20:49chez un constructeur
20:52de multiplicateur,
20:53vous lui demandez une révision,
20:55il y a une file d'attente, quoi.
20:57Et donc, ça, ça s'anticipe
20:59pour essayer de perdre
21:01le moins possible.
21:03Voilà, c'est les grandes leçons
21:05sécurité, gains, confort
21:07que peuvent amener
21:08ces types de mesures.
21:10Aussi, quelque chose,
21:11c'est le retour d'expérience
21:12qui est important.
21:15Trop souvent,
21:15les gens démontent
21:18sans avoir compris.
21:20J'ai un problème
21:21sur mon multiplicateur,
21:22je le démonte,
21:23je le renvoie en usine
21:24et puis finalement,
21:25il fait une fois
21:26l'aller-retour,
21:27il retourne une saison
21:29et hop,
21:30il y retourne à nouveau
21:30parce qu'il y a à nouveau
21:31le problème.
21:32Et là, il faut peut-être
21:33se poser la question
21:34où c'est peut-être pas
21:35le multiplicateur
21:36qui a un problème,
21:37c'est peut-être
21:37son installation.
21:40Enfin, il y a peut-être
21:41d'autres facteurs
21:42et comprendre
21:43d'où vient une défaillance,
21:45ça permet de supprimer
21:47le risque en réparant
21:47mais aussi d'apprendre
21:49et de ne pas répéter
21:50la même erreur.
21:51Ok.
21:54Merci pour ces informations.
21:57Est-ce que vous avez
21:57des questions
21:58pour nos intervenants ?
22:02Tout était a priori clair.
22:06Juste, Laurent,
22:07moi je me posais
22:08la question.
22:11Donc, ça veut dire
22:13qu'il faut,
22:14quand on est en préventif,
22:15donc sans problème,
22:16a priori,
22:17peut-être pas vous faire intervenir
22:20une fois par an.
22:21Du coup, ce serait quoi ?
22:24L'idéal,
22:25mais quand même
22:25économiquement acceptable.
22:29Alors, tout dépend
22:31de la taille des machines
22:32mais il faut être raisonnable
22:37et pragmatique.
22:39On ne peut pas avoir
22:40les mêmes raisonnements
22:40sur une centrale
22:41de 100 kW
22:42et sur une de 1000.
22:46Et aussi,
22:47ce qu'il faut,
22:48c'est connaître sa machine.
22:49Quand on commence
22:50à avoir un problème,
22:51il faut commencer
22:51à surveiller.
22:53Donc, du coup,
22:54là,
22:54on avait fait
22:55un premier point zéro
22:57en 2022.
22:58on est revenu
22:59finalement en 2025.
23:00Au début,
23:01on s'était dit
23:01rendez-vous dans deux ans.
23:03Finalement,
23:03ça a été trois ans.
23:06Mais voilà,
23:07c'est une bonne fréquence.
23:08Sachant que dans
23:09les grosses industries,
23:10industries chimiques,
23:12eux,
23:13ils font des mesures
23:13tous les mois.
23:15Ils tournent
23:16dans les papeteries,
23:18dans des choses
23:19où il y a
23:19beaucoup de machines tournantes.
23:20Ils tournent tous les mois
23:21pour vérifier
23:22leurs machines.
23:23Oui, c'est ça.
23:25Et puis,
23:26les gens qui ont
23:26du contrôle
23:27continu
23:27qui ont des accéléromètres
23:28quand même
23:29qui sont installés,
23:30ils peuvent quand même
23:30voir la tendance
23:32de leurs accéléromètres.
23:34Et s'il y a
23:36des vibrations
23:36qui commencent
23:37à augmenter,
23:39se poser,
23:40se dire,
23:41ce que je suis
23:42en train de regarder,
23:43là,
23:43c'est une valeur globale,
23:44une valeur moyenne.
23:45Maintenant,
23:46il faut que j'aille
23:46dans le détail.
23:49Très bien.
23:50Merci.
23:52Merci beaucoup
23:53pour votre présence.
23:55Merci pour
23:55les questions
23:57qui ont été posées.
23:58Et merci
23:59à nos intervenants
24:00pour la clarté
24:01des intervenants.
24:02pour la clarté
24:06de la clarté
24:07de la clarté
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