Infrastructures

La maintenance prédictive adaptée aux Infrastructures

lun 27/06/2022 - 10:54

Le développement de la Data Science permet dorénavant d’envisager la mise en place de démarches de maintenance prédictive des infrastructures. Une méthode qui a d’ores et déjà fait ses preuves dans l’industrie. En anticipant les défaillances, on optimise les coûts mais aussi les performances en matière de sécurité et d’environnement.

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La maintenance des infrastructures, un enjeu pour notre économie

250 000 ponts, plus de 20 000 km de routes, 447 barrages, 19 centrales nucléaires ou encore 8 000 éoliennes… les infrastructures en France ont un rôle déterminant pour la mobilité, leur bon fonctionnement est un prérequis des bonnes performances de notre économie. Leur maintien en bon état représente également un enjeu majeur en termes de sécurité et de développement durable. Or, pour ne prendre que cet exemple, on recensait en France en 2019 quelques 25 000 ponts en mauvais état, ce nombre grandissant chaque année.

Afin de rendre plus efficaces les actions de maintenance, l’une des solutions souvent proposées est le recours aux démarches de maintenance prédictive qui ont déjà fait leur preuve dans l’industrie. De nombreux retours d’expériences ont permis de constater une diminution des coûts de maintenance de 10 à 40%, une diminution du nombre de pannes de 50% mais aussi une optimisation du renouvellement des machines de 3 à 5%. Ces méthodes ont longtemps été jugées difficilement transposables aux infrastructures du fait de l’unicité des structures, de la récupération plus complexe et coûteuse des données et d’une prudence accrue du fait de la criticité des infrastructures. La meilleure maîtrise des méthodologies de Data Science permet cependant aujourd’hui d’adapter ces démarches à la gestion de parcs d’infrastructures.

Les différents types de maintenance

Nous vous proposons un rapide rappel de sémantique, avant de rentrer dans le vif du sujet.

Maintenance curative : Elle intervient lorsque l’infrastructure présente une défaillance et l’on n’a pas d’autre choix que de la réparer.
Maintenance systématique : Des opérations de maintenances très régulières permettent d’éviter la défaillance. Cela fonctionne bien par exemple pour les ascenseurs, ce serait en revanche extrêmement coûteux à mettre en place pour des infrastructures.
Maintenance conditionnelle : La maintenance est déclenchée à la suite d’une observation ou d’une mesure, par exemple des inspections visuelles régulières des ponts ou une instrumentation des barrages.
Maintenance prédictive : En s’appuyant sur toutes les informations disponibles sur l’état de l’ouvrage, on parvient à calculer la durée de vie résiduelle de l’ouvrage, ce qui permet de planifier en amont les interventions sans attendre le dépassement d’un seuil dangereux.
Maintenance prescriptive : Sur la base des calculs de durée de vie résiduelle de chaque ouvrage, réalisés lors des démarches de maintenance prédictive, on planifie les actions de maintenance sur l’ensemble du parc d’infrastructures.

Mettre en place une démarche de maintenance prédictive

Afin de mettre en place une démarche de maintenance prédictive sur une infrastructure, 4 étapes principales se succèdent généralement.

#1 - Compilation de toutes les connaissances disponibles sur l’infrastructure

Recueil de toutes les données issues de l’historique des inspections ou d’essais réalisés en vue d’une maintenance conditionnelle, ainsi que toutes les autres variables contextuelles pertinentes disponibles de météorologie ou de géotechnique par exemple. On les structure de façon à obtenir une base de données uniformisée.

#2 – Définition d’un indice de vulnérabilité et d’état

Afin de pouvoir classer les ouvrages entre eux, on définit deux notes : l’indice de criticité caractérisant l’impact de la défaillance d’un équipement ou d’une infrastructure ; la note d’état fournissant une information sur l’état d’avancement du vieillissement de l’ouvrage.

#3 – Prédiction de l’état à venir des ouvrages

A partir des notes d’état et des variables explicatives, on construit des lois de vieillissement des infrastructures pour estimer leur durée de vie résiduelle. On est en mesure de déterminer et de hiérarchiser les actions à prendre pour des ouvrages présentant un risque sans interrompre leur exploitation. Cela se manifeste sous la forme d’un algorithme qui va s’intégrer aux systèmes de GMAO (Gestion de la Maintenance Assistée par Ordinateur).

#4 – Elaboration d’une politique de maintenance prescriptive

Une fois que l’état et le niveau de criticité de chaque infrastructure ont été établis de façon homogène, on est en mesure de déterminer et de hiérarchiser les actions à prendre pour des ouvrages présentant un risque sans interrompre leur exploitation. Cela se manifeste sous la forme d’un algorithme qui va s’intégrer aux systèmes de GMAO (Gestion de la Maintenance Assistée par Ordinateur). On peut ainsi déterminer la politique la plus optimisée possible, en y intégrant également d’autres contraintes par exemple de budget ou d’impact environnemental.

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Nos experts en infrastructures vous accompagnent à toutes les étapes de la mise en place d’une démarche de maintenance prédictive sur vos infrastructures, en vue de développer dans un second temps la maintenance prescriptive sur l’ensemble de votre parc. Ils réalisent les inspections et contrôles nécessaires, assurent leur mise en forme en vue de les exploiter avec les méthodologies de Data Science les plus pertinentes.