Diagnostic vibratoire des défauts dans le turboventilateur 101BJT

Dans ce mémoire de fin d’études, nous avons étudié l’utilisation des approches avancées pour améliorer le diagnostic des défauts présents sur le turboventilateur 101BJT de l’unité d’ammoniac de l'usine FERTIAL d'Annaba, en Algérie. La première partie repose sur une analyse spectrale des signaux mesurés sur les paliers de la turbine et du réducteur du 101BJT. Cette analyse a permis d’identifier avec précision plusieurs défauts mécaniques affectant le système. Dans la deuxième partie, la méthode de la cyclostationnarité est appliquée aux mêmes signaux, mettant en évidence des modulations cycliques caractéristiques de différents types de défauts. La troisième partie est consacrée à l’application de l’analyse multi-résolution en ondelettes (AMRO), qui a permis d’extraire des signatures vibratoires spécifiques associées à des défauts tels que le désalignement, le jeu de montage et l’usure des engrenages. L’ensemble de ces approches ouvre de nouvelles perspectives pour renforcer la fiabilité du suivi vibratoire et affiner le processus de diagnostic dans les machines tournantes.

Détection des défauts de balourd et d'engrenage par l’analyse vibratoire

Le travail présenté dans ce mémoire porte des notions générales sur l’application de la technique de l’analyse vibratoire pour la détection des défauts sur les machines tournantes. Les méthodes comme l’analyse temporelle, analyse spectrale, analyse cepstrale et analyse d’enveloppes ont été appliquées sur des signaux réels (mesurés) dans les deux directions radiaux, les signaux sont obtenus à partir d’un banc d’essai, Les mesures sont principalement acquises en état sain du système, avec défaut de balourd et défaut d’engrenage en différentes vitesses de de rotation Les résultats obtenus ont prouvé le pouvoir des méthodes proposées d’avoir identifié de manière précise le deux défauts précédents

Surveillance d’un moto-ventilateur par des mesures vibratoires

Dans cette étude, nous proposons l’application de l'analyse spectrale comme un outil de diagnostic et de prise de décision avant qu'une panne ne survient. Ce travail est réalisé sur une machine stratégique, pour les productions d’énergie électrique dont le moto-ventilateur. On propose un niveau global moyen de surveillance des niveaux de vibrations des machines, qui permet d’évaluer l'état de la machine, dont l'objectif est d'augmenter la durée de vie de cet équipement et de réduire le coût de maintenance.

DÉVELOPPEMENT D’UNE INTERFACE POUR LA COLLECTE ET L’ANALYSE RAPIDE DE DONNÉES EN VUE DE MAINTENANCE PRÉDICTIVE

Ce projet a pour objectif de développer une interface spécialisée visant à simplifier le fonctionnement des centrales électriques. Imaginez un outil capable de collecter automatiquement les données de toutes les machines, de les analyser de manière ultra-rapide, et d'indiquer aux techniciens les éléments nécessitant une attention particulière. Ainsi, les problèmes peuvent être détectés à un stade précoce, avant qu'ils ne provoquent des pannes majeures. Ce programme aiderait également à planifier la maintenance de manière plus efficace, permettant ainsi de gagner du temps et de l'argent. En somme, il s'agit d'avoir un assistant intelligent veillant au bon fonctionnement de la centrale électrique.

DÉVELOPPEMENT D’UN SYSTÈME DE MAINTENANCE PRÉDICTIVE POUR UNE LIGNE DE PRODUCTION INDUSTRIELLE

Ce mémoire de fin d'études a abouti à la mise en œuvre d'un système de maintenance prédictive performant pour la ligne de production, notamment pour la ligne SMT. Ce système a permis des améliorations significatives en termes de fiabilité, de maintenabilité et de disponibilité. De plus, le développement d'une interface utilisateur, d'un protocole de maintenance et d'un plan de maintenance dédié aux techniciens a joué un rôle crucial dans la réduction des pannes et l'optimisation des processus de maintenance. À l'avenir, nous prévoyons de continuer à perfectionner ce système et de l'étendre à d'autres machines de la ligne de production.

L'ANALYSE D'INDICATEURS ET L'ETUDE COMPARATIVE ENTRE LE VMD ET LA CYCLOSTATIONNARITE POUR LE DIAGNOSTIC DES DEFAUTS DE ROULEMENT.

Ce mémoire de PFE propose une approche novatrice pour améliorer le diagnostic des défauts de roulement en utilisant la méthode de la cyclostationnarité et VMD. La première partie du travail consiste à simuler des signaux de roulement dans différentes conditions, ce qui permet d'étudier l'utilisation des caractéristiques du signal dans les mesures de vibration. Des analyses spectrales et des calculs statistiques sont effectués pour extraire des indicateurs spécifiques à la méthode cyclostationnaire et VMD, suivis d'une comparaison entre ces méthodes afin de définir des intervalles pour les indicateurs de cyclostationnarité et d'évaluer leur efficacité sur des signaux simulés et mesurés. Les résultats expérimentaux montrent que les indicateurs de cyclostationnarité peuvent être utilisés pour améliorer la prédiction de la rugosité du signal lors du processus de production. L'analyse VMD a la capacité de détecter les défauts de roulement qui nécessitent des hautes fréquences pour être visibles à des basses fréquences. Cette approche ouvre de nouvelles perspectives pour renforcer la fiabilité des mesures de vibration et améliorer le diagnostic des défauts de roulement.

ÉTUDE DU COMPORTEMENT VIBRATOIRE D’UNE MACHINE TOURNANTE A P.F.D.

Ce mémoire se concentre sur l'amélioration de la fiabilité d'une chaîne cinématique, en mettant l'accent sur la détection des défauts, notamment ceux affectant les engrenages. L'étude utilise des techniques d'analyse vibratoire et de traitement du signal, telles que l'analyse fréquentielle et l'analyse d'enveloppe. L'objectif est d'appliquer ces analyses pour détecter et analyser les défauts dans la chaîne du Broyeur BK4 de l'entreprise Cimenterie GICA. Les résultats auront un impact important sur la maintenance, la production et les performances opérationnelles de l'installation, contribuant ainsi à assurer une production continue et une qualité constante des produits finis.

Analyse vibratoire pour la détection et la caractérisation des défauts de roulement : étude de cas d'une motopompe 1020-MP-G1 dans la raffinerie RA1K

Le travail présenté dans ce mémoire s'inscrit dans le cadre de l'optimisation des méthodes de détection des défauts liés aux chocs, en particulier ceux provenant des roulements. Cette étude de master se concentre spécifiquement sur l'application de l'analyse vibratoire pour détecter et caractériser les défauts de roulement de la motopompe 1020-MP-G1 dans la raffinerie RA1K. Cette dernière revêt une importance critique pour la raffinerie, car elle est utilisée dans divers processus de production pour pomper des liquides. Les résultats obtenus auront un impact significatif sur la maintenance et la performance opérationnelle de la raffinerie, contribuant ainsi à assurer une production continue et une qualité constante des produits finis.

Identification des défauts d'engrenages mixtes sur la base d'indicateurs scalaires et cyclostationnaires à vitesse variable

Ce mémoire de PFE propose une approche novatrice pour améliorer le diagnostic des défauts d'engrenage en utilisant la méthode de la cyclostationnarité. La première partie du travail consiste en des simulations de signaux d'engrenage dans différentes conditions, ce qui permet d'étudier l'utilisation des caractéristiques du signal dans les mesures de vibration. Des analyses spectrales et des calculs statistiques sont effectués pour extraire les indicateurs classiques et cyclostationnaires. Dans la deuxième partie, la méthode de la cyclostationnarité est appliquée aux signaux mesurés sur les paliers du réducteur, mettant en évidence de manière claire la présence des défauts. Les résultats expérimentaux montrent que les indicateurs de cyclostationnarité peuvent être utilisés pour améliorer la prédiction de la rugosité du signal pendant le processus de production. Cette approche ouvre de nouvelles perspectives pour renforcer la fiabilité des mesures de vibration et améliorer le diagnostic des défauts d'engrenage.

Diagnostic des Défauts des Roulements par Analyse Spectrale et Enveloppes

Le bon choix de l’indicateur de vibration joue un rôle très important pour réaliser un diagnostic et par conséquent la détection de n’importe quel défaut de roulement, par exemple pour la détection d’un défaut de roulement, on trouve qu’il est utile d’utilise l’analyse spectrale, le facteur de défaut de roulement est aussi exigé la complémentarité de plusieurs indicateurs (facteur crête et valeur efficace).

Identification et localisation des défauts par ultrasons et ressuage

L’objectif des méthodes d’examen et de contrôle est de faire la distinction entre les méthodes d’essais destructifs et non destructifs et de décrire différentes méthodes d’essais non destructifs pour identifier les défauts. Les méthodes d’examen non destructif incluent les méthodes d’examen ainsi que les méthodes de contrôle. Le contrôle non destructif (CND) permet de vérifier la qualité du matériau (repérer les discontinuités dans une pièce) sans l’endommager, soit au cours de la production, soit au cours de la maintenance, L'application de l'analyse ultrasons dans le domaine de détection des défauts dans le parc industriel au grand décalage de la broche induit des fissures qui s'initient dans la couche épaisse d'IMC et la formation d'un grand défaut de vide dans la zone défectueuse. Cette enquête fournit une grande référence pour l'application raisonnable de cette technique.

DIAGNOSTIC VIBRATOIRE D’UN TURBO MACHINE EN MILIEU INDUSTRIEL

Dans le domaine industriel la maintenance est un facteur de compétitivité puisqu’elle influe sur la production, la qualité et le coût de revient. Elle est déterminante pour accroître l’espérance de vie de l’entreprise et de ses biens. Les machines tournantes représentent une part importante de l’industrie moderne, de ce fait l’optimisation de leur utilisation constitue un challenge des plus primordiaux pour la recherche actuelle. L’analyse vibratoire est l’une des techniques les mieux adaptées à la surveillance et au suivi de l’état de santé de ces machines quel que soit le type de défauts. Dans cette optique, cette étude propose une méthodologie de diagnostic et de surveillance d’un turbo alternateur dans le plus grand complexe de produits fertilisants et engrais alimentaires d’Algérie (Ammoniac, Nitrates, Phosphate, …etc.). Plusieurs mesures ont été réalisées sur les différents paliers de la machine dans les trois directions et dans plusieurs bandes de fréquence. Le traitement consiste en premier lieu à entreprendre une analyse statistique des signaux mesurés par le calcul du kurtosis et du facteur de crête afin de déceler l’existence d’éventuels défauts générant des chocs périodiques dans défirent charge, à l’image des défauts d’engrenages. La deuxième phase du traitement consiste en une analyse spectrale et cepstrale, multi résolution en ondelettes qui permet, à la fois, le filtrage des signaux mesurés ainsi que la démodulation [1]

Identification des défauts d’engrenage par l’analyse cyclostationnaire

La maintenance des boîtes de vitesses n'est pas une tâche facile et les techniques de diagnostic conventionnelles ne permettent pas toujours une indication appropriée sur les défaillances. Dans cet memoire, les défaillances des fissures des dents ont été étudiées expérimentalement. Le système mécanique est composé d'une boîte de vitesses à deux étages avec des engrenages droits. Les fissures des engrenages ont deux profondeurs traitées. Une analyse de cyclostationnarité d'ordre 2 a été menée sur certains signaux expérimentaux délivrés par un banc d'essai sous deux charges en utilisant un frein électromagnétique. Les informations ont été extraites en utilisant l'enveloppe carrée du signal. Les résultats montrent que l'approche de la cyclostationnarité est recommandée pour en extrayant la variation d'amplitude aux fréquences caractéristiques du défaut Expérimental ,les applications pour le diagnostic des fissures dentaires démontrent que cette technique est puissante et efficace pour l'extraction et la détection des défauts pour les boîtes de vitesses. La signature de la fissure s'est révélée très sensible à la gravité quelle que soit la charge appliquée[1].

ETUDE COMPARATIVE ENTRE L’ANALYSE SPECTRALE ET LA CYCLOSTATIONARITE (MID et IMID)

Dans ce mémoire, nous avons basé sur la combinaison de l’analyse spectrale et l'analyse cyclostationnaire de modulation d’intensité de distribution des fréquences des défauts (MID) et le correspondant d’intégration (IMID) est proposé. L’application de ces deux techniques est bien adaptée pour analyser les signaux non stationnaires générés par des machines tournantes et alternatives. Tout d’abord, en utilisant l'analyse spectrale comme outil de diagnostic calculé à partir de la transformée de Hilbert pour des signaux simulés et mesurés issus d’un banc d’essais de laboratoire de mécanique et structure (LMS) aux l'universités 08 mai 1945 (roulement et engrenage). Par la suite nous avons appliqué l’analyse cyclostationnarité MID et IMID qui adapté spécialement pour des périodicités cachées, cette périodicité permet d’identifier la corrélation spectrale en première étape en intégrant la fonction de modulation d’intensité de distribution qui a l’avantage d’être une fonction d’une seule variable de fréquence au lieu de deux. La validation expérimentale est ensuite réalisée dans un système de surveillance dans un environnement industriel (turboalternateur). Par comparaison avec l'analyse spectrale qui se montre avoir des difficultés pour détecter les défauts, l’application de cette méthode a permis de mettre en évidence d’une manière très claire la présence des défauts sur les paliers du simulateur et du turboalternateur.

Étude et amélioration d’un plan de maintenance de la turbine à gaz MS5002C

Ce mémoire contribue à l’amélioration de la politique de maintenance appliquée sur les équipements critiques d’une ligne de production de gaz de la zone industrielle SONATRACH HAMRA. Il présente une étude comparative entre l’ancien et le nouveau plan de maintenance proposés par cette entreprise, à l’aide d’une simulation, faite par le SolidWorks, de la turbine à gaz MS5002C qui est considérée comme l’élément le plus important pour la contenté de la production d’usine. En exploitant les résultats de cette simulation, nous avons choisir la meilleure politique de maintenance qui assure le bon fonctionnement de la turbine en termes de coûts et de disponibilité. Ce propos, des axes d’amélioration ont été proposés.

LA MAINTENANCE BASÉE SUR LA FIABILITÉ (MBF) POUR OPTIMISER LES POLITIQUES DE MAINTENANCE

Cette mémoire présente la première méthode de maintenance basée sur la fiabilité (MBF). La méthode proposée a pour but de découvrir, évaluer et classer les faiblesses, les anomalies et les origines des causes de dysfonctionnements et ainsi chercher les solutions appropriées et les actions correctives à engager pour les éliminer d’une part et de généraliser et standardiser les résultats à toutes les composantes similaires de processus d’autre part, elle est basée sur un raisonnement logique et simple qu’on peut vulgariser à l’industrie. Elle a pour consistance de voir le processus dans une approche globale puis descendre suivant une cascade jusqu’aux organes les plus élémentaires en utilisant l’outil AMDEC en vue d’obtenir des conseils qui sont utilisées dans la prise de décision. Après un rappel de ses origines et des définitions associées, les principes et concepts de leur méthode sont détaillés. Un exemple illustre ensuite leur démarche. Enfin, des recommandations sont proposées et une conclusion.

Application de la Décomposition en Mode Empirique (EMD) pour la détection des défauts sur les machines tournantes

La technique de Décomposition en Modes Empirique (EMD) c’est une méthode auto adaptative du traitement des signaux non linéaires et non stationnaires. EMD décompose le signal vibratoire on nombre fini des fonctions de mode intrinsèques qui l’on appelle IMFs principalement basé sur les caractéristiques locales d’échelle de temps dû signale vibratoire. Dans ce travail on propose une nouvelle méthode d’identification des défauts de la machine tournante basée sur décomposition modale empirique et l’analyse du spectre d'Hilbert. D’abord, les familles de fréquences du signal vibratoire issues de la machine tournante sont séparées effectivement par l’EMD, ensuite spectre d'Hilbert et le spectre marginal d'Hilbert qui résulté par le transformer d'Hilbert du IMFs. Spectre d'Hilbert permet de mesurer la distribution d’amplitude pour chaque fréquence et chaque instant de temps simultanément. Dans ce travail on présente aussi une méthode d'extraction de caractéristique qui basé sur la décomposition modale empirique (EMD) et l’entropie d’énergie du spectre, on l’utilise des analyses mathématiques effectuer pour sélectionner la fonction de mode intrinsèque le plus significatif.