Il est très important que les machines et les installations d’une usine soient opérationnelles, en particulier lorsque celle-ci doit fonctionner jour et nuit. Les arrêts imprévus sont hautement indésirables, car ils entraînent des coûts élevés et inutiles. Il est donc crucial de surveiller en permanence chaque machine, en particulier les plus critiques, afin de prévenir les dommages matériels qui conduisent à des arrêts imprévus (prolongés).
Lorsqu’il existe une obligation de livraison, cela entraîne également des coûts supplémentaires pour l’entreprise. Si une usine ne peut pas fonctionner pendant une période prolongée en raison d’un dysfonctionnement ou d’un dommage sur une machine, l’entreprise ne peut pas honorer ses obligations de livraison. Bien qu’un investissement important dans un système de surveillance soit nécessaire, celui-ci peut faire la différence entre prévenir un dysfonctionnement et en subir un. De plus, il contribue grandement à la sécurité des employés, de l’usine et de l’environnement. Un système de surveillance des machines fonctionne de manière autonome ; une fois installé, personne n’a besoin d’intervenir sur celui-ci. Cela garantit que le système n’est pas exposé à d’éventuelles erreurs humaines, qui constituent une cause majeure d’accidents du travail.
Un exemple
Lorsqu’une turbine entre en survitesse en raison d’un dysfonctionnement, les conséquences sont désastreuses en l’absence de système de surveillance. Lorsqu’une turbine dépasse la vitesse maximale atteignable, un système de surveillance doit intervenir en arrêtant la turbine. Cela se produit lorsqu’une valeur d’alarme est déclenchée, ce qui provoque l’arrêt de la turbine par le système de surveillance. L’arrêt d’une machine constitue le dernier rempart avant que la situation ne dégénère réellement. Souvent, d’autres erreurs précèdent cet événement et provoquent la survitesse de la turbine. Parmi ces erreurs, on peut citer notamment des problèmes au niveau de l’arbre, du générateur ou de l’accouplement.
Couche de protection isolée
La couche de protection isolée constitue la dernière barrière avant que les choses ne tournent mal ; le système de surveillance arrête la machine. Pour reprendre l’exemple précédent : la turbine à gaz entre en survitesse et dépasse les valeurs d’alarme prédéfinies. Le nombre maximal de tours par minute est dépassé, et la machine est immédiatement arrêtée. Avant qu’une couche de protection isolée n’intervienne, plusieurs étapes la précèdent généralement. Une erreur en entraîne une autre jusqu’à ce que les valeurs d’alarme soient atteintes et que la machine soit arrêtée. En cas de survitesse, les erreurs peuvent se produire si rapidement qu’il est impossible pour les opérateurs d’intervenir à temps. La présence d’un système de surveillance réagissant en moins de 40 millisecondes (directive API 670) revêt donc une grande importance. La couche de protection isolée n’est jamais connectée à un réseau (externe), ce qui la rend à l’abri des cyberattaques.
Surveillance des machines et surveillance de l’état des machines
Les systèmes de surveillance des machines sont conçus pour garantir l’arrêt de la machine en cas de besoin si une situation dangereuse survient. Cela résulte souvent d’une série d’erreurs. Les options de mesure des vibrations peuvent fournir une image claire de l’état d’une machine, permettant souvent d’intervenir avant que les seuils d’alarme ne soient atteints et que le système de surveillance de la machine ne se déclenche.
Un exemple
En 2009, un accident majeur s’est produit dans une centrale hydroélectrique en Russie (Sayano-Shushenskaya). Les vibrations ont provoqué une fatigue du métal au niveau des boulons qui maintenaient la vanne de la turbine en place. Les boulons se sont rompus, entraînant le détachement de la vanne, et un important volume d’eau sous haute pression s’est déversé dans la salle des générateurs, causant des dégâts considérables. 76 personnes ont trouvé la mort lorsque la turbine de la centrale hydroélectrique a explosé à la suite des vibrations. Outre les victimes, cette centrale hydroélectrique produisait 6 400 MW. À titre de comparaison, la plus grande centrale électrique (à charbon) des Pays-Bas a une puissance de 1 560 MW. L’arrêt soudain de l’ensemble de la centrale hydroélectrique a privé la région d’électricité. Les coûts de réparation se sont élevés à plus de 1,5 milliard et les travaux ont duré plus de 5 ans.
La fatigue du métal causée par les vibrations aurait pu être détectée par un système de surveillance des machines (surveillance des vibrations). Un système de surveillance des machines (avec surveillance de l’état) revêt donc une grande importance. Même si la probabilité qu’un événement similaire se produise est très faible, les conséquences sont inimaginables.
Surveillance des machines pour la sécurité
Bien que les arrêts imprévus soient toujours indésirables, un système de surveillance des machines peut prévenir des conséquences graves telles que des accidents (mortels), des dommages environnementaux et des dégâts causés à l’usine (et aux machines). Les conséquences d’une turbine trop sensible aux vibrations sont inimaginables (comme le montre la figure 1). Outre le risque d’accidents (mortels), l’usine est tellement endommagée qu’il faudra des mois (voire des années) pour qu’elle soit à nouveau opérationnelle. Cela entraînera de graves problèmes financiers et d’éventuels retards de livraison. Cela concerne une centrale hydroélectrique soumise à une obligation de livraison.
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