Les joints d’etancheites 1

I.GÉNÉRALITES - DÉFINITIONS
Une enceinte est dite parfaitement étanche si aucune quantité de fluide qui y est contenue ne peut en sortir et si aucune particule (ou fluide) étrangère ne peut y entrer.
Il existe une grande variété de joints, cependant on peut les classer en deux grandes familles :
les joints pour étanchéité statique et les joints pour étanchéité dynamique.

1. Les joints pour étanchéité statique
Les surfaces à étancher sont immobiles l'une par rapport à l'autre. Autrement dit il n'y a pas de mouvement relatif entre ces surfaces.

2. Les joints pour étanchéité dynamique
Les surfaces à étancher sont mobiles ou en mouvement l'une par rapport à l'autre.
Exemple : étanchéité entre arbre et moyeu destinée à protéger un montage de roulements.

3. Les principales sources de fuites
Les principales sources de fuite sont :
les défauts de formes,
les états des surfaces à étancher ou rugosités,
les dilatations,
la porosité des matériaux et leur non-compatibilité avec le milieu environnant (lubrifiant, atmosphère...)

4. Paramètres à prendre en compte pour le choix d'une étanchéité

- nature du fluide à étancher
- pression du fluide (pointes de pression)
- température et dilatations
- mouvement relatif des surfaces à étancher
- vitesse du mouvement
- formes des surfaces à étancher
- dimensions et tolérances
- etats de surface (rugosité)
- durée de vie souhaitée
- une fuite est-elle tolérable ?
- compatibilité chimique entre le joint et le fluide à étancher
- porosité des matériaux
- simplicité de la conception
- contrôle de l'étanchéité
- entretien, maintenance
- aspect commercial, coûts...

II. MATÉRIAUX POUR JOINTS
De nombreux matériaux sont possibles : papiers, fibres diverses, composites (base :
métallique, verre, carbone, céramique...), métaux (pour pressions et températures élevées), élastomères et plastiques, etc.
Cas des élastomères et de certains plastiques : ils occupent une place de choix. La
température et la compatibilité chimique avec le milieu sont les principaux paramètres pour les choisir.
Le nitrile, pour usages courants, et les élastomères fluorés, pour milieux plus agressifs et températures plus élevées (exemple : viton) sont les plus utilisés. Ils sont compatibles avec la plupart des huiles.

1. Remarques et recommandations
Beaucoup de joints sont prévus pour des systèmes hydrauliques ou des dispositifs contenant des huiles ou des graisses et doivent donc résister à celles-ci. La plupart des élastomères changent de volume ou "gonflent" en présence d'huile à base de pétrole.
La résistance à la traction et la dureté sont de bons indicateurs sur la résistance à l'abrasion et à l'extrusion, qualités essentielles pour les joints dynamiques.
L'utilisation d'un polymère non approprié affecte la performance de l'étanchéité.
Il est toujours possible de confondre des joints de même couleur, de même dimension mais dont les matières sont différentes, il faut donc toujours vérifier l'origine des joints.
Certaines applications (distribution et appareils à gaz : distribution d'eau potable, d'oxygène, industrie alimentaire...) exigent des joints homologués.

III. JOINTS TORIQUES
C'est l'un des joints les plus utilisés, il convient particulièrement aux applications statiques et
à certaines applications dynamiques, notamment en pneumatique et en hydraulique, avec
vitesse réduite et pression modérée.
Ayant la forme d'un anneau, il est économique, léger, peu encombrant, facile à monter (pas
de sens de montage), fiable en service et nécessite peu d'entretien.
Il est disponible dans des milliers de dimensions, y compris des diamètres de plusieurs
mètres, et dans de nombreuses nuances d'élastomères : nitrile, viton, PTFE, etc. Ils peuvent
être gainés ou revêtus (par exemple : fine pellicule PTFE de 30 m...) pour des applications
en milieu chimique agressif.
Ils peuvent être métalliques (inox, cuivre, nickel, acier doux...), être enrobés ou non
(cadmium, PTFE, argent, or, cuivre, nickel...), pressurisés (avec pression interne), fendus ou
étanches sous pression, creux ou pleins, présenter une haute résistance mécanique, thermique
et chimique...
Dans certains cas d'application de transformation de mouvement sans effort, les joints
toriques peuvent être utilisés comme courroies.

1. Phénomène d'extrusion
L'action de la pression comprime le joint et l'applique avec force contre les surfaces de
contact. Plus la pression est forte et plus l'élastomère doit être dur pour éviter l'extrusion ou
l'expulsion du joint.
L'extrusion dépend du jeu diamétral au montage, de l'intensité de la pression et de la dureté
du joint. Un mouvement relatif augmente les risques.
Les bagues antiextrusion (PTFE...) permettent une bonne correction du phénomène.

IV. JOINTS A QUATRE LOBES
C'est une forme variante des joints toriques et il se caractérise par quatre lèvres arrondies. Par
rapport aux joints toriques, ils présentent une double zone d'étanchéité, demandent une
compression initiale plus faible, ont un frottement réduit, présentent moins de risque de
vrillage et sont mieux adaptés aux applications dynamiques : mouvements alternatifs...
Les pressions élevées sont possibles avec des bagues antiextrusion. Elles sont disponibles
dans les mêmes dimensions que les joints toriques (mêmes diamètres intérieurs) et dans une
grande variété de matériaux : NBR, nitrile, HNBR, CR, EPDM, VMQ (silicone), MFQ
(florosilicone), FPM (viton)...

V. JOINTS A LEVRE À CONTACT RADIAL POUR ARBRE TOURNANT
Ce sont des joints pour étanchéité dynamique, pour mouvement de rotation uniquement et
essentiellement utilisés avec les huiles et les graisses. Ils sont souvent employés pour
l'étanchéité des montages de roulements. Compacts, ils se composent d'une lèvre d'étanchéité
(nitrile, viton...) en forme de couteau frottant radialement sur l'arbre. Dans un grand nombre
d'applications, un ressort jarretière (spires jointives de forme torique) assure le maintien du
contact lèvre-arbre. La lèvre peut être lisse, avoir des microstries (repoussant les particules)
ou être de forme sinusoïdale (étanchéité hydrodynamique et meilleure répartition de la
chaleur). Un grand nombre de matériaux et de revêtements (téflon) sont possibles.

2. Conditions d'utilisation et usures comparées
Conditions d'utilisation : les joints doivent être utilisés sous de faibles différences de
pressions, généralement moins de 1 bar, éventuellement 5 à 7 bars pour certaines
applications en ajoutant un support rigide.
La vitesse circonférentielle V, admissible au contact arbre-lèvre, varie suivant les
réalisations, entre 5 et 18 m/s. En pratique, cette vitesse dépend de la matière et du type de
joint (voir tableau), de la rugosité de l'arbre, de la lubrification de la lèvre et de la substance à
étancher.


3. Caractéristiques et tolérances géométriques
Les dimensions proposées sont extraites de divers catalogues fabricants (Paulstra, Simrit-
Freudenberg, SKF/CR...) et englobent la plupart des dimensions normalisées (NF, DIN...). À
noter que de nombreuses autres dimensions sont également disponibles

6. Dépose et remplacement
On ne réutilise jamais un joint radial déposé au cours d'une opération de maintenance. De ce
fait, leur dépose est rarement un problème, néanmoins il est recommandé de noter le sens de
montage du joint afin de pouvoir orienter correctement la lèvre d'étanchéité du joint de
remplacement.
La lèvre du joint de remplacement ne doit pas utiliser la même surface d'appui (sur l'arbre)
que celle du joint précédent. À cet effet on peut utiliser différentes méthodes :
une rondelle entretoise entre le joint et le logement,
pose du joint neuf à une profondeur différente lorsque c'est possible,
utilisation d'un manchon ou bague d'usure du type Speedi-Sleeve.
7. Manchons d'usure Speedi-Sleeve
Ils sont en acier inoxydable, leur épaisseur est de 0,254 mm, la dureté de 95 HRB, la rugosité
0,25<Ra<0,5 micro-mètre. Une fois montés sur l'arbre, ils permettent d'utiliser un joint de
remplacement de la même taille que celui d'origine sans avoir à retravailler ou retoucher
l'arbre. La collerette, amovible (grâce à une rainure de prédécoupage), agit comme un
déflecteur lorsqu'elle est conservée. A noter que le manchon ne peut pas tourner sur l'arbre et
qu'il n'y a pas lieu de le coller.


En pratique on distingue quatre formes de fuite :
le cas sans fuite ou "étanche" pour lequel il n'y a pas de détection d'humidité,
les "fuites humides" qui apparaissent sur l'arête d'étanchéité sous forme d'humidité et ne
dépassent pas l'arrière de la bague,
les "fuites mouillées" qui dépassent l'arrière de la bague mais sont sans écoulement,
les "fuites mesurables" avec écoulement du fluide à étancher (qui peut être recueilli et
mesuré).
Les fuites statiques
Elles apparaissent au repos. Localisation et principales causes :
logement (rugosité alésage, mauvais ajustement, porosité logement, arrachement du joint),
lèvre d'étanchéité (arbre : rugosité ou rayures longitudinales ; détérioration de la lèvre ;
décalage de l'arbre ou défaut de coaxialité, décollement de la lèvre sous l'effet de la
pression).
Les fuites dynamiques à la lèvre
Elles apparaissent en cours de fonctionnement, principales causes :
détérioration de la lèvre au montage,
les défauts de l'arbre (rugosité, rainures ou rayures),
fuites causées par le lubrifiant (incompatibilité chimique entre lubrifiants ou entre
élastomère et lubrifiant, dépôts d'additifs dans la zone de contact),
fuites liées aux facteurs ambiants (salissures dans l'huile, pollution côté air, pression
trop élevée côté fluide),
fuites liées à des facteurs thermiques (température d'huile trop élevée pour l'élastomère
choisi, mauvaise dissipation de la chaleur : arbre creux, profil lèvre mal choisi).

VI. JOINT A LEVRE A CONTACT AXIAL POUR ARBRE (V-RING, VSEAL...)
C'est un joint entièrement en élastomère (nitrile, viton...), à frottement axial, pour étanchéité
dynamique. Sa lèvre, de forme conique, s'appuie sur une surface perpendiculaire à l'axe de
l'arbre et agit comme un déflecteur centrifuge qui éjecte les boues, poussières, huiles, eau...
Disponible en grands diamètres, jusqu'à 4 m, il supporte de plus grandes vitesses de rotation
que les joints à lèvre radiale mais est moins efficace. Il autorise également un léger rotulage ou défaut d'inclinaison (1° à 4° environ selon la vitesse) de l'arbre. Plusieurs types ou profils
sont disponibles.


3. Indications pour le montage
Les joints V-ring, entièrement en élastomère, sont très élastiques et ils peuvent être
facilement étirés pour être positionnés. En cas de remplacement nécessitant une longue
opération de dépose de plusieurs autres composants, il est possible de sectionner le joint puis
d'utiliser un équipement de vulcanisation portable pour raccorder les deux extrémités.


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Les joints d’etancheites

1. Principales familles de joints et propriétés
En dehors des joints toriques et assimilés (voir paragraphe 3) les principales familles sont :
Les joints en U (à double lèvre) : permettent d'étancher des surfaces annulaires à la fois sur les diamètres intérieur et extérieur. Il existe de nombreux profils montés dans des logements carrés ou rectangulaires. Applications : joints de tige ou de piston. Matériau courant PUR, vitesses limites de l'ordre de 0,5 m/s.

Les joints à lèvres ou en coupelle : caractérisés par un faible coefficient de frottement, ils
ont une seule lèvre d'étanchéité. Le profil varie selon l'usage : joint de tige ou de piston. Les
variantes avec renforcement du talon (matériau toilé ou bague anti-extrusion intégrée)
permettent de limiter les risques d'extrusion. Les brusques montées en pression (coup de
bélier), les pressions élevées et les vides sont à éviter.
Les joints en chevron : ils consistent en un assemblage de plusieurs éléments en V (3 à 5).
Sous charge, les lèvres s'écartent et les efforts de plaquage augmentent. Ils ont une bonne
efficacité mais les frottements sont élevés. Application : joints de tige ou de piston en
conditions d'utilisation sévères. Il existe des variantes en PTFE. Les brusques montées en
pression sont à éviter.
Les joints compacts : les joints compacts simple effet sont une évolution des joints en U
(joint U combiné avec un joint torique ou un ressort assurant une précontrainte) et sont
utilisés dans des applications éprouvantes et à forte usure. D'autres profils, plus robustes que
les U, ont été développés pour les pistons à double effet (logement plus petit et plus simple à
réaliser). Vitesses limites usuelles de 1 à 2 m/s.
Les joints composites : c'est l'assemblage d'un joint torique avec une bague d'étanchéité
(PTFE chargé de carbone...). Ils sont peu sensibles aux brusques variations de pression et
peuvent supporter de fortes pressions si la protection contre l'extrusion est suffisante. Plus
souvent utilisés en joints de piston avec une surface d'étanchéité plane ou légèrement

profilée, ils sont aussi employés avec les tiges avec une bague plus profilée... Vitesse limite
de 2 à 15 m/s.
Les joints racleurs : ils ne sont pas destinés à travailler aux pressions élevées. Leur mission
est d'empêcher les particules ou la pollution de l'extérieur d'entrer dans l'appareil. La lèvre
exerce une précontrainte sur la tige et exige un élastomère résistant à l'usure.
Les joints en T (et en H) : ils ont une lèvre d'étanchéité (avec ou sans ressort) et une bride
de fixation. Ils sont utilisés comme joints de piston dans le cas d'applications simples et sous
faibles pressions (< 10 bars). Il existe des variantes symétriques en H pour tiges.
Les joints pour la pneumatique : les joints rencontrés en pneumatique travaillent dans des
conditions différentes de ceux de l'hydraulique. Ils subissent des pressions moins élevées (5 à
20 bars contre 100 à 500 bars), doivent avoir une étanchéité satisfaisante aux gaz,
s'accommoder d'une lubrification réduite, s'adapter aux variations de pression et avoir les
précontraintes les plus réduites possibles. Certaines variantes sont conçues pour assurer les
amortissements en fin de course.

3. Détériorations et défaillances
Détériorations des joints d'étanchéité fonctionnant avec les fluides hydrauliques
Les fuites aux joints se produisent de deux manières :
 par extrusion brutale du joint, souvent liée à une variation brutale de la pression et qui
entraîne un arrêt immédiat du dispositif,
 fuites faibles au début qui vont en s'accentuant au cours du temps.
Remarques : quelques précautions simples, au stockage, au montage, puis en service
permettent souvent de limiter un grand nombre de fuites.
Principales causes de défaillance des joints : erreurs de montage, usure par abrasion,
présence de contaminants dans l'huile (filtration, joint racleur...), présence d'air dans l'huile
(effet diesel, cavitation, érosion, cloques ou explosion du joint...), pression de remorque, jeu
d'extrusion trop important, etc.


VIII. JOINTS DIVERS
Les diaphragmes sont des joints particuliers utilisés comme "pistons" dans des
transmissions de mouvements sous l'action de forces de pression agissant d'un seul côté. Les
formes plates (simples et économiques), coniques, de circonvolution et à membranes à
déroulement sont les plus courantes.
Les membranes standard, type BFA (diamètre D2 de 25 à 200 mm), avec entoilage, pour
courses longues, sont utilisées dans divers appareils de commande et de réglage (appareils de
mesure, appareils indicateurs, multiplicateurs de pression, dispositifs compensateurs de
pression, régulateurs...), sous des pressions de fonctionnement inférieures à 10 bars. L'effort
résistant est faible et la surface de travail constante sur toute la course. Une fin de course
mécanique est indispensable.
Il existe des versions spéciales, type BFAO, sans entoilage, utilisées sous des pressions
inférieures à 1 bar.
Matériaux possibles : NBR avec ou sans entoilage polyester, VMQ, FPM, EPDM...

Les soufflets à plis sont des éléments de protection contre les salissures, les projections
d'eau, la poussière, les intempéries. Ils peuvent, selon leur forme, absorber des mouvements
angulaires et des mouvements axiaux ou rectilignes plus ou moins élevés. Matériaux usuels :
NBR.
Les plis ne doivent pas entrer en contact avec des arêtes vives ou des pièces de machines en
mouvement. La fixation est réalisée sur les embouts par des colliers de serrage. Les
fabricants (Simrit...) proposent de nombreuses variantes et de nombreuses dimensions en
standard.
Exemples d'applications : joints de cardan ou assimilés, levier de changement de vitesse...

IX. INDICATIONS SUR LE SERVICE, LA MAINTENANCE ET LE STOCKAGE DES JOINTS
1. Principales causes de destruction des joints
L'usure (cause la plus répandue),
la présence de contaminants dans l'huile,
les pollutions extérieures (poussière, sable, ozone...),
la présence d'air dans l'huile (hydraulique),
un jeu d'extrusion trop important (hydraulique),
mauvais état de surface,
des erreurs de conception,
des erreurs de montage,
l'influence thermique du fluide,
l'influence chimique du fluide.
2. Paramètres à prendre en compte concernant les conditions de service :
la dilatation thermique des élastomères étant importante, une bonne évacuation des
calories par le lubrifiant est déterminante dans la durée de vie des joints (maintenir l'huile à
une température faible...) ;
une élévation de température de 10°C diminue de moitié la durée théorique d'utilisation du
caoutchouc ;
une augmentation de la vitesse entraîne une élévation de la température. Exemple : en
passant de 1500 à 3000 tr/min, la température augmente d'environ 10°C et la durée de vie des
joints diminue de moitié ;
une augmentation de la pression du circuit tend à augmenter les forces de contact et à
améliorer l'étanchéité. Par contre, elle génère un accroissement des frottements et une
élévation de la température,
les contraintes sur le joint doivent rester inférieures aux limites d'élasticité du matériau ;
la durée de vie d'un joint est fonction inverse de la rugosité de la surface en contact.
Remarques : l'action de l'huile sur les joints :
peut provoquer un durcissement (survulcanisation) du caoutchouc avec la température,
une dissolution des plastiques,
un ramollissement par dégradation des liaisons chimiques internes.

3. Stockage des joints
Lieu de stockage : frais, sec, sans poussière et modérément aéré.
Les solvants, l'essence, les lubrifiants, les produits chimiques, les acides, les produits
germicides ne doivent pas être conservés dans le lieu du stockage des joints.
Les solutions à base de caoutchouc doivent être entreposées dans le respect des règlements
administratifs concernant les liquides inflammables.
Certains métaux comme le cuivre ou le manganèse agissent de manière nuisible sur les
caoutchoucs.
Éviter les contacts mutuels entre produits en caoutchouc de composition différente et de
couleurs différentes.
Température de stockage
La plus favorable est située entre 15 et 25°C.
Les températures au-dessus de 25°C sont à proscrire : risques élevés de modification des
propriétés physiques ou diminution de la durée de vie.
En dessous de -10°C les caoutchoucs peuvent devenir très rigides. Les laisser revenir en
température avant utilisation.
Durée de stockage
Les produits doivent être stockés un minimum de temps, il faut séparer les nouveaux produits
des anciens.
Chauffage
Stocker les joints à une distance suffisante, au moins 1 m, des éléments et des conduites de
chauffage.
Humidité
Ne pas stocker les joints dans des milieux humides (humidité < 65%).
Éclairage
Protéger les joints de la lumière du soleil, des UV des lampes fluorescentes, etc.
Par exemple : protéger du soleil en peignant les fenêtres en rouge ou en orange, jamais en
bleu.
Pour l’éclairage, préférer les ampoules ordinaires.
Courants d’air et oxygène
Stocker les joints dans des conteneurs étanches à l’air ou du moins protégés des changements
atmosphériques et de tout courant d’air (système de ventilation...).
Ozone
L'ozone est particulièrement préjudiciable aux élastomères. Il peut être produit par les lampes
fluorescentes, les moteurs électriques et tous les appareils produisant des étincelles, venir de
gaz ou de vapeurs de combustion, de processus photochimiques, etc.
Déformations
Stocker les produits sans tension ni déformation (favorisent les fissures et les déformations
permanentes).
Ne pas suspendre les joints à des crochets, etc.
Produits appropriés au stockage

Le talc, la craie blanchie à la chaux, la poudre de mica et l'amidon de riz sont utilisables pour
un saupoudrage éventuel.
Ne pas utiliser de films plastique ou des emballages contenant des éléments nuisibles :
cuivre, essence, huile, plastifiants...
Nettoyage
Utiliser du savon et de l'eau chaude (30°C), rincer à l'eau claire et laisser sécher à
température ambiante.
Ne pas utiliser les solvants comme le trichloréthylène, le tétrachlorure de carbone et les
hydrocarbures. Proscrire les objets coupants, les brosses métalliques, la toile émeri...
Après un stockage prolongé, 6 à 8mois, les produits peuvent être nettoyés à l'aide d'une
solution de carbonate d'ammonium à 1,5%. Ceux constitués de métal et d’élastomère peuvent
être nettoyés avec un mélange 1/10 de glycérine dans de l’alcool.
http://www.mecanique.fi5.us/showthread.php?t=611&p=1197#post1197

Maintenance Générale

Concepts généraux–Maintenance (Norme AFNOR X 60-010)
•Ensemble des actions permettant de maintenir ou de rétablir un bien dans un état spécifié ou en mesure d’assurer un service déterminé.–Entretien•Historiquement, il existe une opposition de sens entre les termes Maintenance et Entretien:•Définition actuelle:ensemble des travaux ayant pour but de maintenir dans leur état initial des ouvrages ou équipements existants, sans changer leur usage ou leur fonction. L’entretien peut s’avérer nécessaire plusieurs fois pendant la durée de vie, il limite ainsi les risques de désordre ou de pannes (composante préventive de la maintenance).


Exploitation (d’un bâtiment)
•Ensemble des opérations qui consistent à faire fonctionner les équipements techniques du bâtiment. En matière de génie climatique, on parle également de conduite des installations.
–Fiabilité (Norme AFNOR X 60-500)
•Aptitude d’un équipement à accomplir une fonction requise dans des conditions données, pendant un intervalle de temps donné.
•On suppose en général que l’entité est en état d’accomplir la fonction requise au début de l’intervalle de temps donné,
•Le concept de fiabilité est traduit souvent dans la pratique comme l’aptitude d’une entité à avoir une faible fréquence de défaillance.
•R(t): Probabilité que l’entité accomplisse une fonction requise dans des conditions données, pendant un intervalle de temps donné (0, t).
–Maintenabilité(Norme AFNOR X 60-500)
•Aptitude d’un équipement à être maintenu ou rétabli dans un état dans lequel il peut accomplir une fonction requise, lorsque la maintenance est accomplie dans des conditions données, avec des procédures et des moyens prescrits.
•M(t): pour une entité utilisée dans des conditions données d’utilisation, probabilité pour qu’une opération donnée de maintenance puisse être effectuée sur un intervalle de temps donné (0, t), lorsque la maintenance est assurée dans des conditions données et avec l’utilisation de procédures et moyens prescrits.


Disponibilité (Norme AFNOR X 60-500)
•Aptitude d’une entité à être en état d’accomplir une fonction requise dans des conditions données, à un instant donné ou pendant un intervalle de temps donné, en supposant que la fourniture des moyens extérieurs nécessaires soit assurée.
•D(t): Probabilité qu’une entité soit en état de disponibilité dans des conditions données, à un instant donné en supposant que la fourniture des moyens extérieurs nécessaires soit assurée.
–Réparation
•La réparation consiste en la remise en état, de façon durable, dans le but de supprimer ou de réduire les conséquences de la vétusté, de l’usure ou du désordre, d’un équipement n’assurant plus dans des conditions acceptables la fonction qui est la sienne.
–Panne
•Inaptitude d’une entité à accomplir une fonction requise.
–Défaillance (Norme AFNOR X 60-010)
•Altération ou cessation de l’aptitude d’une entité à accomplir une fonction requise.
–Dépannage
•Action sur un équipement en panne, en vue de le remettre en état de fonctionnement, au moins provisoirement. Compte tenu de l’objectif, un dépannage peut s’accommoder de résultats provisoires et de conditions de réalisation “hors norme” et, dans ce cas, sera suivi de réparation.


Diagnostic
•Analyse d’un ensemble de facteurs ou de symptômes, visant à établir l’état d’un élément ou les causes d’un éventuel désordre constaté, afin de choisir les mesures à prendre pour y remédier.
•Examen permettant d’apprécier l’état d’usure d’un composant, afin de déterminer les opérations de maintenance à exécuter, ou la durée de vie restante.
–GMAO (Gestion de la Maintenance Assistée par Ordinateur)
•Système informatique permettant la gestion des moyens nécessaires à la maintenance et la gestion de la mise en oeuvre de ces moyens. Une GMAO doit donc permettre:
–D’établir l’inventaire des éléments à maintenir,
–De gérer les interventions de maintenance préventive et corrective sur le plan de la programmation technique et sur le plan financier,
–De gérer les stocks et les achats,
–De faire un historique des interventions,
–De gérer les entreprises sous-traitantes ouco-traitantes,
–D’apprécier l’état global de santé des éléments maintenus,
–De prévoir leur remplacement en fonction des durées de vie théoriques et des interventions.

I.2. Concepts relatifs à l’état d’un équipement–MTBF (MeanOperatingTimeBetween Failure)•Temps de fonctionnement moyen entre défaillances (ou FMED). Moyen mnémotechnique: Moyenne des Temps de Bon Fonctionnement.–MUT (MeanUp Time)•Temps moyen de disponibilité (TMD)–MDT (MeanDown Time)•Temps moyen d’indisponibilité (ou TMI).–TMED (Temps Moyen Entre Défaillances)•Il est égal à la somme du MUT et du MDT–MRT (Mean RepairTime)•Temps moyen nécessaire à la réparation–MTTF (Meanoperating Time Tofirst Failure)•Durée moyenne de fonctionnement avant la première défaillance (ou FMAP).


Les missions de la maintenance
•II.1. Mission Globale
–Diminution du rapport
•II.2. Plus précisément
–Conservation du potentiel fonctionnel
–Les éléments maintenus constituent des outils pouvant assurer diverses fonctions (production, fabrication, activités commerciales, services, spectacles…)
–Ces fonctions ne peuvent perdurer que grâce à une maintenance régulière, et dont le rendement doit être optimum.
–Dans ce cadre, la fonction maintenance est responsable:
•du diagnostic permanent des équipements et installations en apportant les remèdes aux dégradations constatées,
•de la réparation et de la remise en état de l’élément lorsqu’elles se révèlent nécessaires,
•de la réalisation des travaux neufs d’installation ou d’aménagement jugés opportuns


Exploitation de l’infrastructure technique
–La fourniture d’énergie et la distribution des fluides constituent généralement un domaine pris en charge par la fonction maintenance.
–Gestion patrimoniale
–La conservation de la valeur du patrimoine, voire son augmentation, est souvent liée à la qualité de la maintenance.
–Aspects commerciaux
–La qualité de l’entretien des équipements d’une entreprise contribue activement à l’image de celle-ci.
–Respect de l’environnement
–La maintenance est souvent responsable de la lutte contre les nuisances, de l’évacuation des déchets et autres effluents, et du traitement éventuel des eaux usées.
–Respect de la réglementation et sécurité
–La protection des individus contre les accidents fait l’objet de nombreux textes légaux qui sont nécessairement complétés par des prescriptions et des actions de mise en conformité exécutées généralement par la maintenance.
–Les établissements recevant du public sont notamment soumis à des dispositions légales entraînant l’installation d’équipements de sécurité dont l’entretien doit être assuré et garanti.


Amélioration des conditions de travail
–La maintenance des équipements de confort et des outils de travail contribue pour une large part à l’ambiance sociale des entreprises.
–Optimisation des dépenses
–Les coûts de maintenance représentent des postes de plus en plus importants pour une entreprise, difficiles à gérer car entrant souvent dans la catégorie des frais généraux. Un suivi détaillé de ces coûts et de leurs causes s’avère nécessaire pour les maîtriser.


Origine et définition du coût global
–trouve ses origines dans le domaine industriel dans les années 75
–en 1976, le département Américain de la Défense s’oriente vers le Design toCost, qui est une approche de conception prenant en compte les coûts d’acquisition, d’utilisation et de maintenance,cumulés sur toute la vie d’utilisation du produit
–concept issu de l’analyse de l’évolution des coûts dépensés au cours du cycle de vie du produit, comparée à l’évolution du pouvoir d’influence sur ces coûts.

Coût global d’un bâtiment
Les coûts initiaux comprennent les coûts de propriétaire et les coûts deconstruction• Les coûts de propriétaire recouvrent l’acquisition du terrain avec ledéveloppement du projet en tant qu’installations et soutènements (bienen toute propriété, terrain, expropriations…). Ils peuvent inclure les fraisde dossier, de consultants, de notaire et d’autres frais professionnels.• Les coûts de construction incluent toutes les fournitures, leséquipements et le financement de la phase de construction.• Les coûts associés représentent les coûts d’utilisation fonctionnelle(autres que les coûts opérationnels), les coûts engendrés par le retardque l’on appelle aussi des pénalités.




Les coûts opérationnels contiennent les coûts de personnel, dematériaux nécessaires pour faire fonctionner l’installationconvenablement. Ils peuvent parfois être les plus importants, c’est le casd’un hôpital où ils s’élèvent à environ le tiers de coût d’achat ou deconstruction de l’installation.• Les autres coûts peuvent comprendre les dépenses identifiables liées àdes décisions d ‘installation, non couvertes dans les autres catégories,tels que la protection contre l’incendie, l’assurance, le broyeur à orduresetc…• Le concept de valeur résiduelle permet de comparer des investissementsavec des vies économiques différentes. La vie économique d’unimmeuble dépend de 3 éléments :- le temps d’utilisation de l’immeuble,- le temps nécessaire avant qu’il ne deviennetechnologiquement vétuste ,- la tenue de l’immeuble• Les coûts financiers représentent l’amortissement de la dette subie pourfinancer les coûts initiaux, ils peuvent être considérés comme étant unecharge annuelle.


La conception en coût global
Dans la filière construction, les coûts de maintenance et d'exploitation des bâtiments, dont la durée de vie est estimée entre 30 et 50 ans, représentent entre 5 % et 30 % de l'investissement initial. Ces coûts dépendent de la nature des constructions et des choix architecturaux. Pour les maîtriser et les réduire, il convient de les estimer dans le coût de l'investissement : c'est l'objet de la conception en coût global.
Expérimentée pendant près de 20 ans, le développement de la conception en coût global fait l'objet, depuis septembre 1991, d'un groupe de travail interprofessionnel, sous l'égide des ministères de l'industrie, du commerce extérieur, de l'équipement et du logement, du transport et de l'espace.
Calcul du coût global
Il s'effectue à la date de livraison du bâtiment (date de référence) et doit permettre de comparer différents scénarios. Il inclut :
-les paramètres techniques : investissement, exploitation, maintenance,
-les paramètres économiques : taux d'actualisation, inflation, glissement des prix,
-l'horizon économique : durée de vie et de renouvellement des équipements, obsolescence, durée des emprunts.
Quand utiliser la démarche du coût global ?
Le plus en amont possible, dès l'intention de construire. Sinon lors des études préalables et au pire lors des phases de Dossier de Consultation des Entreprises, lors des appels d'offres.


Intérêts de la démarche en coût global pour les différents acteurs
-Elle permet aux décideurs d'arbitrer les choix et d'équilibrer les budgets.
-Elle favorise aussi la concertation entre les différents intervenants ( maître d'ouvrage, maîtred'oeuvre, constructeurs, gestionnaires, exploitants, etc.), ainsi que le développement d'une démarche qualité et l'analyse des risques.
-Elle facilite la prise en compte des besoins des utilisateurs finaux et rend plus compétitive la filière bâtiment.
Freins au développement de la méthode
Les principaux freins concernent :
-les comportements des différents acteurs,
-le manque de capitalisation d'expérience sur les ouvrages construits,
-la complexité de la réglementation financière des marchés publics,
-la complexité technique,
-la diversité des cas et des solutions adoptées,
-la méconnaissance de l'impact des choix techniques,
-les freins psychologiques et sociologiques, etc.

III.2. Les coûts de maintenanceLa mise en place d’une organisation rationnelle de la maintenancese traduit rarement par des gains immédiats sur les dépensesrelatives à la maintenance. On peut associer à ces dépensesrelatives à la maintenance, deux catégories : les causes directes etles causes indirectes.


Les causes directes : les interventions curatives, suite à desdésordres ou pannes graves, qui sont longues et difficiles, doncplus coûteuses. Les interventions en urgence sont égalementplus coûteuses que les interventions préventives qui sontprogrammées pendant des périodes favorables (arrêt de laproduction, absence de clients).• Les causes indirectes : les défauts de suivi d’exploitation quipeuvent, à cause d’un fonctionnement défectueux ou demauvais réglages, entraîner des surcoûts très importants desconsommables. En cas de sinistre ou de désordres graves, lesconséquences peuvent être très lourdes sur le plan économique(arrêts de la production ou de l’activité commerciale,dégradation de la qualité du produit ou du service, perturbationsdiverses, mécontentement de la clientèle, des usagers ou desrésidents etc…). L’absence de maintenance peut égalemententacher l’aspect d’un patrimoine et avoir, lorsqu’il sert desupport à des activités de service, un effet négatif auprès de laclientèle.
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III.2.1. Coûts de maintenance (directs)
Ils peuvent se décomposer en quatre parties: les dépenses de maind’oeuvre interne et d’outillage; les dépenses d’achats et de sorties demagasin (pièces de rechange et matières courantes) ; les dépenses demain d’oeuvre externe (co-traitance) et de location de moyens ; et les fraisgénéraux.a) Main d’oeuvre interne et outillage : ces coûts sont obtenus à partir destemps passés et des taux horaires de la main d’oeuvre, lesquels sontcalculés et réajustés périodiquement et prennent en compte les salaireset charges, les matières consommables , l’amortissement du matérielutilisé, et un pourcentage des frais généraux.b) Achats et sorties de magasin : ces dépenses comprennent tous lesproduits consommés et les pièces ou ensembles remis en état pouréchanges standards à l’exclusion toutefois des achats de moyenscomme des outils par exemple.c) Main d’oeuvre externe : il s’agit de toute main d’oeuvre n’appartenantpas au personnel de l’entreprise mais y travaillant au forfait, en régie(travaux réalisés par un sous-traitant, dont la facturation est fondée surle nombre d’heures passées et le remboursement du prix des matériauxutilisés), en dépense contrôlée, ou en fonction de toute clausecontractuellement convenue entre la dite entreprise et un contractant.d) Frais généraux : ils comprennent tous les salaires et charges dupersonnel ne travaillant pas sur les interventions (cadres, préparateurs,magasiniers, comptable, gestionnaire…)et tous les frais matériels(locaux, chauffage, énergie, fluides, imprimés, matérieladministratif…)


Ces coûts de maintenance sont à ventiler par nature ou par périodes :a) Ventilation par nature : elle peut s’effectuer par travail effectué, parouvrage, par équipement, par famille d’équipement, par secteurd’activité, par méthode de maintenance (correctif, systématique,conditionnel…), par catégories professionnelles (électricien,chauffagiste…) ou encore par origine (main d’oeuvre, pièces,consommables …)b) Ventilation par période : les coûts de maintenance peuvent êtrefournis tous les mois ou tous les trimestres avec un cumulé depuis ledébut de l’année budgétaire. Il existe une certaine répétitivité desdépenses de maintenance au cours de l’année (en fonction des saisons,de la répétitivité de l’activité…° il est donc intéressant d’analyser lescoûts de maintenance par périodes et sur la totalité de l’année afin decomprendre les causes des variations.
III.2.2. Coûts de défaillance ou d’indisponibilité (indirects)
La connaissance des coûts de la maintenance ne suffit pas pour apprécierson efficacité. Le coût le plus utile à connaître pour juger de l’efficacité dela maintenance sera celui qui intègre aux dépenses de maintenance toutesles pertes et manques à gagner induits : c’est le coût de défaillance. Onconsidérera qu’il y a défaillance, non seulement en cas d’indisponibilitétotale de l’élément à maintenir, mais aussi pour tout cas de réduction enquantité ou en qualité du service assuré par celui-ci. Le coût de défaillancecomprend notamment les éléments suivants :
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a) Salaires et charges sociales du personnel exploitant non utilisé :La perte peut être entière si le personnel est totalement inactif, partielle si lepersonnel est employé à un travail secondaire, ou entrer dans la catégoriedes coûts de maintenance s’il exécuté lui même tout ou une partie desinterventions de maintenanceb) Coût d’amortissement de l’élément défaillant :Si la défaillance engendre une interruption de la production du produit oudu service attendu, on peut considérer que le coût d’amortissement horaireest perdu puisqu’il ne pourra être intégré dans aucune rémunération de lapart de la clientèle.c) Pertes de production :Trois cas peuvent se présenter :- la fabrication ou le service fournit ne subissent pas de conséquences de ladéfaillance et aucune perte n’est à comptabiliser,- la reprise du travail est impossible et la perte est totale s’il s’agit de laproduction d’un service, et partielle s’il s’agit d’un produit (le produitsemi-oeuvré pouvant alors éventuellement resservir comme matièrepremière et il y a perte uniquement sur la valeur ajoutée).- le produit peut ne pas être réutilisable et la perte est totale (coût matièrepremière et valeur ajoutée).Les pertes de production peuvent aussi être dues à la baisse de qualité ouaux retards de livraison nécessitant des rabais ou portant préjudice àl’image de marque de l’entreprise, pouvant entraîner la perte de clientèle.d) Charges fixes et frais généraux:Tout ralentissement de production entraîne une augmentation du coûtunitaire des éléments produits car les charges fixes et frais générauxexistent quel que soit le niveau de production.


III.3. Le coût moyen de fonctionnement (ou coût de possession)
Le coût moyen de fonctionnement permet de fixer la date de renouvellementd’un matériel par une étude économique.Il est donné par la totalité des dépenses effectuées sur l’équipement(coût global) divisée par le service rendu.Les dépenses comprennent le prix d’achat et les frais d’installation, deraccordement…jusqu’à la mise en service, puis les dépenses defonctionnement (énergie, graissage, outillage, fluides employés et toutes lesdépenses autres que la maintenance), et enfin les dépenses de maintenance.Le service rendu peut se chiffrer en heures de marche, kilomètres parcourus,quantité de produits fabriqués, loyers perçus…Le quotient obtenu pour tout équipement décroît dans les premières années,passe par un minimum pour recroître ensuite en raison de l’augmentationprogressive des dépenses de maintenance et de la diminution de la valeurrésiduelle de l’équipement.Le calcul prévisionnel du coût moyen de fonctionnement peut servir à faireun choix lorsque, à la suite d’un grâve incident sur un matériel, il fautdécider entre une réparation coûteuse et un remplacement. Ceci supposed’estimer le montant des dépenses de maintenance et la valeur de revente,mais donne un renseignement suffisamment précis.Dans la plupart des cas, la première solution (réparation) est pluséconomique que la seconde (remplacement) dans le début de la période quisuit l’incident. Ensuite, c’est le remplacement qui devient le pluséconomique.


Problème de l’actualisation
Le cycle de vie d’un élément maintenu peut s’étaler sur des années, voire des dizaines d’années. Se pose donc le problème de l’actualisation, visant à tenir compte de l’évolution des valeurs monétaires au cours du temps.
Il existe 3 façons de comparer les coûts présents et futurs:
-En prix actuels et constants :
-Hypothèse de base: les prix resteront égaux aux prix actuels ou aux prix d’une période de référence
-Solution de facilité ne se justifiant que lorsque la période d’étude est courte ou quand les rapports entre les prix ne sont pas susceptibles de varier de façon significative.
–En monnaie courante :
-Hypothèse de base: les prix de certains éléments varient dans le temps selon des lois différentes (salaires, matières premières, technologies particulières…) mais l’unité monétaire utilisée pour les quantifier à une valeur stable.
-Cette méthode est inutilisable seule car elle suppose une unitéet une stabilité monétaires discutables étant donnés les phénomènesd’inflation et d’érosion monétaire.


En monnaie constante :
-Hypothèse de base : l’évolution des prix est constituée de 2 composantes :
-Une évolution générale, par exemple l’érosion monétaire : cette évolution est soumise aux aléas de la conjoncture et à l’action des pouvoirs publics,
-Des évolutions relatives des prix les uns par rapport aux autres, principalement liées à des évolutions structurelles spécifiques, telles que les progrès différenciés de productivité, les modifications de consommation etc...
Travailler en monnaie constante consiste à tenir compte de ces deux phénomènes.

IV.1.4. Dépannage
En dehors des défaillances imprévisibles qui guettent tout équipement,le dépannage est la méthode la plus appropriée pour :- les équipements secondaires au fonctionnement sporadique(occasionnel),- les équipements à faible coût de défaillance,- les équipements pour lesquels une méthode de maintenance plusélaborée est inadéquate : difficultés de démontage pour visites oucontrôles, matériel en fin de carrière, matériel bon marché…Du fait du caractère imprévu de la panne, l’ordonnancement destravaux de dépannage est impossible. Cependant, on doit envisager uneamélioration des conditions d’exécution, afin de faire du dépannageune méthode rationnelle et efficace.Se préparer au dépannage consiste donc à :• Etre prêt à intervenir : pour cela, le personnel doit être compétent,entraîné et équipé pour certains travaux, éventuellement spécialisédans certains types de pannes et d’équipements, disponible, formépour toute nouvelle technologie introduite sur le site, il doit disposerde moyens d’alerte, d’outillages et d’éléments de rechange adaptés àla demande supposée.• Savoir où intervenir : l’efficacité du dépannage passe par une trèsbonne connaissance des équipements, de leur fonctionnement, et descirconstances qui peuvent amener à la défaillance. Cetteconnaissance peut être améliorée par exemple en procédant à desanalyses fonctionnelles des équipements, comme par exemple pourune automobile :
Savoir comment intervenir : une fois la cause de la pannedécouverte, le problème doit être résolu le plus rapidementpossible, selon la procédure la plus logique possible. Toute pertede temps due à des hésitations concernant l’ordre de démontage,toute fausse manoeuvre conduisant à endommager un composantsain, peuvent être évitées si l’on dispose de documents d’aide àl’intervention guidant le personnel au cours des opérations.L’efficacité du dépannage peut aussi être accrue par letraitement de sous-ensembles en échanges standards : afin degagner du temps, plutôt que de réparer sur place le sous-ensemble défectueux, on le remplacera par un autre en bon état.La réparation de l’élément défaillant sera alors entrepriseultérieurement dans de bonnes conditions, en atelier.
La détection du symptôme peut être suffisante dans une démarchede maintenance palliative, mais le diagnostic est indispensable àtoute action de maintenance corrective curative.


Objectifs du dépannage et problèmes potentiels :- Protéger les utilisateurs et le matériel : le risque sera-t-ilsuffisamment réduit ? pendant combien de temps ? quellesprécautions doit-on prendre ?- Permettre de continuer l’exploitation : le service fournit nesera-t-il pas dégradé ?- Permettre d’attendre le moment opportun pour faire laréparation définitive : peut on décider à quel moment cetteréparation définitive pourra être faite ?- Donner le temps de préparer et de planifier la réparation.

IV.1.5. Réparation
Elle peut prendre différentes formes :- Réparation limitée, intervenant après panne,- Echange standard d’un sous-ensemble,- Remise en état de l’échange standard précédemment déposé.La réparation permet la remise en état, de façon durable, d’unéquipement usagé ou immobilisé à la suite d’un incident, ou dégradé,n’assurant plus dans des conditions acceptables la fonction qui est lasienne. Elle doit donc satisfaire à deux exigences :- Sécurité d’exploitation,- Fiabilité.La réparation doit en outre restituer ses qualités initiales àl’équipement. Cependant, le retour aux performances initiales peuts’avérer très onéreux, et l’on se limitera lorsque c’est possible, à unniveau acceptable bien qu’inférieur à celui de l’équipement neuf.La réparation n’est pas exclusivement une activité de maintenancecorrective, elle peut intervenir :- A la suite d’un dépannage provisoire,- Après une visite en maintenance conditionnelle, ayant permis dedéceler un risque de défaillance à venir,- Après un arrêt programmé en maintenance systématique,- Sur un équipement en panne ou présentant des signes dedéfaillance.


Dans les trois premiers cas, elle est prévisible et planifiable, ce quiautorise une préparation très poussée permettant d’en rationaliserle déroulement. Dans le dernier cas, elle est imprévue et sa mise enoeuvre revient à celle du dépannage.Quel que soit le contexte, la réparation, encore plus que ledépannage, doit être préparée et précédée d’un diagnostic. Cediagnostic consiste à identifier les défauts dont souffrel’équipement à partir des effets détectables (bruits, vibrations,température…). Cette recherche est facilitée si l’on dispose desdocuments d’aide au diagnostic, de dossiers techniques etd’historiques.Cette première étape a pour but la détermination approximative del’importance des travaux à entreprendre (en termes de coûts, detemps, de moyens, de compétences…), qui permettra elle même dedécider du choix à faire entre réparer et remplacer.

•IV.2. Maintenance préventive
C’est l’ensemble des activités réalisées selon des critères prédéterminés, dans l’intention de réduire la probabilité de défaillance d’un bien ou la dégradation d’un service rendu.
Lorsque le critère est un nombre prédéterminé d’unités d’usage (heures de fonctionnement, kilomètres parcourus, pièces produites…), on se place dans une démarche de maintenance systématique, et s’il est une valeur prédéterminée (un seuil) significative de l’état de dégradation du bien ou du service, on est alors dans le cas de la maintenance conditionnelle (appelée également maintenance selon état).
V2.1. Maintenance conditionnelleLa maintenance conditionnelle se traduit par une surveillancedes points sensibles de l’équipement, exercée au cours devisites préventives.Ces visites soigneusement préparées, permettent d ‘enregistrerun degré d’usure, un jeu mécanique, une température, unepollution, ou tout autre paramètre qui puisse mettre en évidencel’imminence d’une défaillance.


Objectifs de la maintenance conditionnelle :- Eliminer ou limiter le risque de panne, l’intervention ayantlieu avant que la dégradation n’atteigne un caractère critique(et donc, ralentir le vieillissement),- Limiter les perturbations subies par l’utilisateur, en réalisantune meilleure préparation des interventions,- Réduire les dépenses de maintenance en intervenant à unstade précoce des dégradations, évitant ainsi les remises enétat très coûteuses.Quand une entreprise prend la décision d’appliquer la maintenanceconditionnelle à un équipement, il est indispensable que les moyensnécessaires soient mis en place pour avoir, en permanence,connaissance de l’état et de l’évolution de l’équipement considéré.Cela est possible par la pratique de contrôles réguliers réalisés aucours de visites préventives dont la préparation et la planificationferont l’objet de soins attentifs.

Démarche générale de préparation des visites préventives :1- Déterminer en fonction de leur criticité (éléments desécurité, d’usage courant ou de confort), de leur robustesse,et de leur coût, les éléments devant passer en maintenanceconditionnelle,2- Pour chacun des équipements retenus, faire l’inventaire descomposants à surveiller,3- En déduire la liste des points clés devant faire l’objet decontrôles,4- Définir les défauts possibles, préconiser les conditions devisite, les paramètres à contrôler, les valeurs limites et fixerla périodicité des visites,5- Regrouper les opérations de même périodicité en listesdistinctes, afin d’établir des gammes types, ou processus devisite préventive. Ces gammes seront complétées par la listedes outillages, des instruments de contrôle, des petitesfournitures et consommables, et des temps nécessaires.

6- Planifier les visites préventives.

L’appellation Maintenance prédictive concerne plusparticulièrement la surveillance d’équipements grâce à destechniques ne nécessitant ni arrêt de production ni démontage telsque :- le contrôle des vibrations,- la thermographie (mesure de l’intensité des émissions de rayonsinfrarouges),- la tribologie (étude dynamique des paliers lubrifiés par analysedu lubrifiant, des particules d’usure ou ferrographie,- le contrôle des paramètres de processus (pressions, intensitéélectrique, vitesses…),- l’inspection visuelle,- le contrôle ultrasonique,- le contrôle des émissions acoustiques,- l’analyse des particules magnétiques…Le suivi régulier des paramètres dont il est question permet de serendre compte :- De l’évolution qu’ils subissent, qui reflète l’état de santé del’équipement,- De la durée résiduelle probable de bon fonctionnement, enfonction du seuil d’arrêt, valeur préalablement fixée et nedevant pas être dépassée.

Conditions d’applicabilité de la maintenance conditionnelle :1- L’équipement doit présenter un dégradation progressive etdétectable,2- Cette dégradation doit pouvoir être saisie et mesurée à l’aided’un paramètre,3- L’appareillage de mesure doit être fiable et les résultatsinterprétables par un personnel qualifié,4- La valeur initiale et la valeur finale du paramètre doiventpouvoir être fixés,5- La limite fixée doit bien correspondre à un seuil significatif pourla perte de fonction de l’équipement,6- La périodicité de mesure doit être définie et suffisante poursaisir toutes les évolutions du paramètre


V.2.2. Maintenance systématiqueLa maintenance systématique se traduit par l’exécution sur unéquipement, à dates planifiées (ou à volume prédéfini d’unitésd’usage atteint), d’interventions dont l’importance peuts’échelonner depuis le simple remplacement de quelques piècesjusqu’à la révision générale.Les travaux ont un caractère systématique, ce qui suppose uneparfaite connaissance du comportement de l’équipement, de sesmodes et de sa vitesse de dégradation.La maintenance systématique se pratique quand on souhaiteprocurer à un équipement une sécurité de fonctionnement quasi absolueen remplaçant suffisamment tôt les pièces ou organes victimesd’usure ou de dégradations.Cette recherche de garantie de fonctionnement conduit à remplacer despièces dont l’usure est incomplète. C’est donc un procédé qui coûte cheret que seule la nécessité d’une sécurité de haut niveau peut justifier.Etant donné son caractère particulier, la maintenance systématiquedoit être appliquée avec discernement, elle conviendra plusparticulièrement :- aux équipements dont la panne risque de provoquer desaccidents grâves,- aux équipements présentant un coût de défaillance élevé,- aux équipements soumis à la législation, c’est à dire faisantl’objet de mesures de sécurité règlementées.
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L’organisation de la maintenance systématique recouvre deuxaspects :1) La détermination du contenu des interventions,2) Le choix de la périodicité.Ces éléments sont fréquemment fixés par le constructeur ou par lelégislateur, mais ils peuvent aussi être le fait de l’utilisateur ou duresponsable de la maintenance de l’équipement, qui ayantpréalablement testé en dépannage et/ou maintenanceconditionnelle les réactions de l’équipement, estime posséder deshistoriques suffisamment documentés et précis pour en extrairedes lois de dégradation fiables.Une opération de maintenance systématique consiste à réaliser destravaux en fonction d’un planning, ces travaux pouvant prendre laforme :- d’inspections faisant l’objet de fiches d’inspection etpermettant de parfaire la connaissance de la nature destravaux à effectuer,- d’interventions conduites avec le support du guide d’entretienet des gammes types d’entretien systématique, et consistantgénéralement à réaliser le remplacement de pièces d’usure,des échanges standards et des révisions partielles ou totales.Les inspections et les interventions sont planifiées, leur lancementfait l’objet d’un bon de travail. Les inspections doivent donner lieuà un compte rendu permettant au préparateur de vérifier laconformité des lois d’usure, de décider définitivement duprogramme d’intervention et de rassembler tous les élémentsnécessaires à cette intervention.

La norme X 60-010 distingue 5 degrés de maintenance, classés demanière croissante, selon la complexité des interventions àeffectuer.•V.1. Maintenance 1erniveau Les actions de maintenance premier niveau sont des actions simples nécessaires à l’exploitation et réalisées sur des éléments facilement accessibles, en toute sécurité, à l’aide d’équipements de soutien intégrés au bien. Ce sont par exemple les réglages et contrôles ou inspections nécessaires à l’exploitation, les opérations élémentaires de maintenance préventive, le remplacement d’articles consommables ou d’accessoires (fusibles, ampoules…). Ce type d’opérations peut être effectué par l’exploitant du bien avec les équipements de soutien intégrés au bien et à l’aide des instructions d’utilisation.•V.2. Maintenance 2èmeniveau Le deuxième niveau de maintenance concerne les actions qui nécessitent des procédures simples et/ou des équipements de soutien (intégrés ou extérieurs) d’utilisation et de mise en oeuvre simples. Ce sont par exemple les contrôles de performances, certains réglages, les réparations par échange standard de sous-ensembles dont le remplacement est aisé.

Ce type de maintenance peut être effectué par un personnel habilité avec les procédures détaillées et les équipements de soutien définis dans les instructions de maintenance.
Sont ainsi concernées par ce niveau les opérations de remplacement de pièces n’entraînant pas de démontage global de l’équipement. C’est donc un travail portant sur des éléments isolés ou des opérations de vérification de résultats tels que le contrôle des performances du matériel livré.
•V.3. Maintenance 3èmeniveau
Le troisième niveau concerne les opérations qui nécessitent des procédures complexes et/ou des équipements de soutien, d’utilisation ou de mise en oeuvre complexes.
Ce sont par exemple les réglages généraux, les opérations de maintenance systématique délicates, les réparations par échanges de composants.
Ces opérations nécessitent une approche globale du fonctionnement de l’équipement, c’est à dire la prise en compte de plusieurs éléments, de leurs interactions et de leur cohérence.
•V.4. Maintenance 4èmeniveau
Le 4è niveau concerne les opérations dont les procédures impliquent la maîtrise d’une technologie particulière et/ou la mise en oeuvre d’équipements de soutien spécialisés.
Ce sont par exemple les réparations spécialisées, les vérifications d’appareils de mesure...

•V.5. Maintenance 5èmeniveau
Activités de rénovation ou de reconstruction dont les procédures impliquent un savoir-faire faisant appel à des techniques ou technologies particulières, des processus et/ou des équipements de soutien industriels


VI. Introduction à la sûreté de fonctionnement
La sûreté de fonctionnement d’un système correspond à son aptitude au maintien dans le temps de la qualité du service qu’il délivre.
Il s’agit d’un concept global qui intègre principalement les caractéristiques de fiabilité, de maintenabilité, de disponibilité et de sécurité (FMDS).
•VI.1. Fiabilité R(t) / Probabilité de défaillance F(t) / Taux de défaillance λ(t)
Du point de vue statistique, la fiabilité est la probabilité quel’entité accomplisse une fonction requise dans des conditionsdonnées, pendant une période donnée.Considérons un équipement mis en service à l’instant t=0,appelons durée de vie, la variable aléatoire continue X égale autemps (ou au nombre d’unités d’usage) écoulé jusqu’à la premièredéfaillance et notons respectivement f et F la fonction densité et lafonction de répartition de cette variable X. Nous savons pardéfinition que f, F et X sont liées par les relations suivantes :



VIII. Outils informatiques pour la maintenance
VIII.1. GMAO pour bâtiments et infrastructures industrielles (exemple du produit Sam de Site Alpha)
8.1.1 Spécificités
•Structure de données qui n’oublie pas qu’un bâtiment est avant tout composé de zones et de locaux
-Organisation des opérations de maintenance préventive et corrective calquée sur le mode d’organisation habituellement rencontré dans la gestion immobilière
-Gestion des stocks dont la simplicité de concept et d’utilisation est délibérée, mais n’exclut pas l‘efficacité,
-Intégration de fonctionnalités originales telles que les liens avec la documentation graphique, avec les appels bips, la possibilité de créer ses propres ratios de consommations,
-Prix d’investissement et d’exploitation très modéré qui permet d’envisager son acquisition même pour des bâtiments de taille modeste

8.1.2 Fonctions
–Description des équipements:pour décrire les éléments techniques, il y a trois possibilités: les équipements (ex: centrale de traitement d’air, ascenseur…), les composants (ex: revêtements murs-sols-plafonds, lustrerie, parc d’extincteurs), et les articles (fournitures et pièces détachées faisant partie de la décomposition d’un équipement). En complément, il est possible de lier les équipements en réseau (ex: lien de distribution du TGBT jusqu’au moindre équipement répertorié).
-Description géographique: le logiciel permet de définir les espaces selon 3 niveaux de décomposition géographique: bâtiment, zone, local. Il est également possible de regrouper les bâtiments par site, ce qui permet la prise en compte d’un quatrième niveau d’arborescence.
Les descriptions géographiques et techniques sont liées par les notions de localisation (d’un équipement ou composant au sein d’un bâtiment, d’une zone ou d’un local) et de desserte (d’un local par un équipement).


Organisation du préventif: la maintenance préventive est définie par famille et s’applique directement et automatiquement à tous les équipements de cette famille. Une fois le programme déterminé, il suffit de rentrer la date de première intervention et le logiciel gère automatiquement toute la planification. Plusieurs types de maintenance préventive sont gérés par le logiciel:
•La maintenance préventive calendaire: elle est basée sur la définition d’une fréquence d’intervention en jours, semaines, mois, ou années.
•La maintenance préventive par compteur:elle permet d’intervenir suivant des durées réelles de fonctionnement ou de consommation.
•La maintenance préventive conditionnelle:cfdéfinition Norme
–Organisation du correctif:Dans le domaine de la maintenance du bâtiment, la majorité des prestations correctives est constituée de petites opérations difficilement intégrables dans une structure classique de GMAO:ex: interventions sur petits terminaux techniques qui ne sont pas forcément intégrés dans la base de données (prises téléphone arrachées, fuite terminaux de plomberie). Pour ce genre d’intervention qu’il est néanmoins important d’enregistrer, il est possible de ne définir une intervention que par un libellé et de l’affecter à une équipe ou un individu, sans affectation technique ni géographique.


-Gestion et planification des interventions:planification et affectation des opérations, comptes rendus et supervision (fonction contrôleur de maintenance traditionnelle en gestion des bâtiments).
-Gestion des stocks:elle intègre les notions de stock optimum, de point de commande, d’interchangeables et la possibilité d’affecter un “visuel”, c’est à dire une représentation graphique à chaque article. Cette fonction intègre: la notion d’interchangeable, les catalogues fournisseurs, l’assistance au réapprovisionnement, le lien avec la gestion des commandes, la préparation automatique de bons de réception magasin à partir des commandes du module achat.
-Gestion budgétaire: définition des budgets par ligne budgétaire, suivi de leurs engagements, et facturation, suivi des commandes, suivi des factures.
-Fonction patrimoine: elle permet de prévoir les travaux de renouvellement à moyen et long terme par des modèles de vieillissement, des programmes particuliers ou des programmes théoriques validés.
-Gestion des clés et des badges: gestion des trousseaux (prêts), possibilité de couplage avec le logiciel GESCLEF qui gère les organigrammes de clés et la distribution des clés et des badges..
–Appelsbips: la transmission des appels est réalisée directement depuis les écrans du logiciel.

La cotation fonctionnelle dimensionnelle

Les surfaces
Un mécanisme est constitué d ‘un ensemble de pièces associées. Chaque pièce est
délimitée par des surfaces déterminant son contour.
Le fonctionnement correct d’un mécanisme est conditionné par la position relative et
la forme de certaines de ces surfaces.

Paramètres caractéristiques d’une surface
En position
· cote nominale CN
· intervalle de tolérance dimensionnel ITD
· paramètre géométrique de position ITP
En forme
· paramètre géométrique de forme ITF
· état de surface R (rugosité = micro géométrique)

La cotation dimensionnelle

Elle précise les états limites de matière admissible et éventuellement des prescriptions
de correction géométrique et d’état micro-géométrique des surfaces.
Les cotes fonctionnelles satisfont directement les conditions d’aptitude à l’emploi et
dans le cas de pièces d’un assemblage assurent notamment leur interchangeabilité.
Cette cotation contribue à la diminution des coûts de production en donnant les plus
larges tolérances possibles à l’exécution .

Les cotes unilimites
Connaissance de la valeur minimale ou maximale de la cote fonctionnelle.
Ex : cotation de la profondeur d’un trou taraudé.

Les conditions implicites
Ceci concerne particulièrement la géométrie des pièces.
Certaines tolérances géométriques ne sont pas indiquées sur le dessin alors qu’elles sont évidentes.

Les formes admises
Cette indication présente l’avantage de ne pas imposer directement un moyen d’usinage particulier.

ANALYSE FONCTIONNELLE DESCENDANTE

1. Présentation
L’analyse descendante a pour objet de spécifier les fonctions que le système remplit,
indépendamment de la manière dont ces fonctions sont réalisées.
C’est une méthode de décomposition descendante : elle commence par la description la plus générale du système (exprimée dans une « boîte »). Elle se poursuit par la décomposition de cette « boîte » en plusieurs « boîtes » moins complexes et ainsi de suite. On procède par affinage successif des fonctions. A chaque fonction correspond un diagramme d’activité appelé :

2. Description de l’actigramme
Il permet de définir la du système étudié :
Quelques questions fondamentales permettent de cerner la d’un système :
· A quoi sert le système ? Que fait-il ? La réponse est la
· Sur quoi le système agit-il ? La réponse est
· Dans quel but ? Quelles transformations le système opère-t-il sur la matière d’oeuvre La réponse est la
· Sous quelles conditions la transformation peut-elle s’opérer ? La réponse définit les
· Quels sont les éléments matériels qui réalisent cette fonction ? La réponse définit

Exemples de données de contrôle :
Energie : électrique, pneumatique, hydraulique, humaine…
Configuration : programmation d’un API ou ordinateur
Réglage : vitesse, course, paramètres électriques
Exploitation : données opérateur et matériel : départ cycle, réarmement, déclenchement d’un relais…

Le pliage

A - Au niveau des fibres, que se passe-t-il ?
Lors du pliage, la tôle subit une pression qui change l’orientation des fibres.
Les fibres intérieures sont comprimées alors que celles extérieures subissent un étirement.
L’angle obtenu est appelé « angle de pliage ».

Entre les deux zones de déformations, la fibre neutre qui ne subit aucun allongement ni raccourcissement sera la base de notre calcul de la longueur développée.
En effet, si nous savons déterminer la longueur de cette fibre qui ne subit aucune déformation après pliage, nous
trouverons la longueur de la tôle avant pliage.



II – La cotation en pliage.
En pliage, plusieurs cotations apparaissent : la longueur d’un bord plié, le rayon de pliage, l’angle de pliage, la longueur de pliage, etc. … Nous allons passer en revue tous ces paramètres.


La cotation d’un bord plié se fait en intérieur ou extérieur ou même suivant des cotes mixtes
entre l’intérieur et l’extérieur, cela en fonction du dessinateur ou des contraintes à respecter
pour certaines pièces (contraintes d’ajustement par exemple).
Le rayon de pliage appelé aussi rayon intérieur de pliage ou Ri.
Le rayon de pliage est défini selon la machine employée et les contraintes du dessin de la
pièce. La plupart du temps, le dessin n’impose pas de rayon. C’est la machine utilisé qui
définira à ce moment sa valeur.
Sur une presse plieuse : le rayon intérieur dépend du Vé. On admettra :
Ri = Vé/6
A noter que le rayon intérieur possible varie aussi en fonction de la matière et de son
coefficient d’allongement. Retenons que plus la matière est malléable, plus le rayon intérieur
pourra être petit, sans que l’on observe des défauts de criquage (cassure à l’extérieur du pli).


Sur une plieuse universelle : le rayon de pliage est défini par l’opérateur (ou le plan de définition) durant le réglage du tablier de la machine. Dans ce cas, nous travaillerons avec le rayon extérieur du pli, le tablier parcourant l’extérieur du pli.


L’autre paramètre, essentiel en pliage : l’angle de pliage ou l’angle du pli.
Il est défini par le dessin de définition de la pièce et peut être réalisé suivant les capacités machine.
L’angle le plus travaillé est celui de 90° (entreprises de tôlerie fine pour des coffrets, armoire, etc. …)
La longueur développée d’une pièce pliée varie en fonction de l’angle de pliage (voir tableau des L (pertes au pli).
Le L peut-être comparé à la perte de longueur de matière entre l’état final (pièce pliée) et l’état initial (pièce à plat).


La longueur de pliage.
La longueur du pli est aussi appelé ligne de pliage. Ce paramètre fait varier la force à appliquer pour un pli. Plus la longueur est grande, plus grande sera la Force nécessaire.


III Les paramètres de pliage.
Nous allons aborder les paramètres qui influencent le pliage sur presse-plieuse.
La détermination des paramètres commence par la lecture d’un abaque de pliage. Il en existe plusieurs sortes, souvent dépendants des machines utilisées (Presse plieuse Amada, LVD, Colly, etc. …)


En fonction de l’épaisseur de la tôle (ici 2 mm par exemple), nous pouvons déterminer
plusieurs paramètres tels que :
· La valeur du Vé : ici Vé = 16 mm. Il s’agira toujours de la largeur en millimètre du Vé quelque soit sa forme (vé à 88°, vé à 30° ou même une matrice rectangulaire). Le choix du Vé est déterminant. En général on utilise :
Vé = 6 à 8 x ép.
Pour des pièces d’épaisseur supérieure à 4 mm on utilise :
Vé = 10 à 12 x ép.

· La valeur du bord mini : b = 11 mm. Il s’agit de la valeur minimale de la cote intérieure d’un pli sur un vé donnée. Si votre cote intérieure est plus petite que b, votre tôle glissera dans le vé sans être pliée.
· La valeur du rayon intérieur : Ri = 2,6 mm.
· La Force en Kn/m (ici 170 Kn de pression à appliquer pour 1 mètre de pli). Elle est proportionnelle à la longueur de pliage. Plus votre pli est long plus la force sera grande.
Choix des paramètres.
L’ordre souvent rencontré lors d’un exercice pour choisir les paramètres de pliage ainsi que de déterminer les données de fabrication est le suivant.

Moulage Définitions

Empreinte (MPN 1 – MGM 142 à 149):
L'empreinte est conçue pour donner après solidification et refroidissement de l'alliage, une
pièce dont la forme, les dimensions, l'état de surface, la compacité et les caractéristiques
sont définies par un cahier des charges.
Outre une géométrie « en creux » de la pièce à obtenir, adaptée aux retraits l’empreinte
contient entre autre un système d’attaque de coulée et une alimentation.

• Attaque de coulée (MGM 148 - 197) :
L’attaque de coulée est la canalisation au contact de la pièce à réaliser qui assurera un bon
écoulement du métal en fusion sans dégradations du moule.
Ce système d’attaque contient généralement une géométrie formant un filtre, qui régularise
l’écoulement et filtre certaines « crasses ».
Ces canalisations peuvent également avoir des géométries permettant de capter les
« crasses » et les « scories » (qui flottent sur le métal en fusion).
Ces canalisations sont aussi étudiées pour favoriser la rupture des formes résultant de ces
canaux et entonnoirs qui restent liés à la pièce démoulée (décochage). On peut de cette
manière réduire les coûts d’ébarbage (à la disqueuse) et de parachèvement.

• Alimentation (entonnoirs de coulée, masselottes) (MGM 203 – 208)
L’alimentation se présente en général sous la forme d’un ou plusieurs entonnoirs contenant
une réserve de métal en fusion compensant le contraction, pendant la phase de
solidification.

• Noyaux (MPN 38 – 64 – 78 – MGM 147 - 161 – 165 - 414)
L’empreinte peut également recevoir des noyaux qui réalisent les formes qui n’ont pas été
obtenues par le moule ou qu’il est plus économique de réaliser avec noyaux
Ces noyaux peuvent être internes ou externes .
Ils peuvent être monoblocs ou assemblés.
On essaiera de positionner ces noyaux par des portées de noyaux qui seront en prise dans
le moule.


Lorsque c’est nécessaire, on utilisera des portées de noyaux, généralement en métal, qui
resteront internes à la pièce moulée. En principe, ces portées de noyaux sont fusibles.
Les noyaux sont détruits après démoulage lorsqu’ils ne peuvent pas être extraits de la pièce
moulée. Dans ce cas, ils sont réalisés en sable dans des « boîtes à noyaux » métalliques le
plus souvent, mais aussi en bois, en résine synthétique (MPN 64) (voir les sables et liants
utilisés pour les moules)
Lorsque leur extraction est possible après démoulage, ils peuvent être métalliques (c’est la
cas des broches extractibles qui sont guidées dans les moules métalliques).

• Insert (MPN 49) :
Un insert est une pièce (métallique en général) remmoulée* dans l’empreinte du moule.
L’insert reste donc prisonnier de la pièce moulée.
Les inserts peuvent êtres adoptés pour :
- extension des fonctions de la pièce moulée : amarrages, ailettes, ancrages
- simplification du moule ou des noyaux : circuits tubulaires complexes par exemple
- faciliter l’usinage : en insérant par exemple un insert en fonte grise dans une matrice en
fonte blanche (l’usinage de la fonte grise est plus facile que celui de la fonte blanche)
* remmouler : installer au moment de l’assemblage des différents moules constituant l‘empreinte
• Mise au mille (MPN 1)
Masse d’alliage coulé dans un moule pour obtenir 1000 grammes de pièce parachevée
• Retassure (MPN 5 – MGM 408 - 418)
Cavité se formant à l’intérieur ou à l’extérieur des pièces durant la phase de solidification.
Elle est due aux retraits mal contrôlés.
Pour éviter les retassures, il faut orienter la solidification vers un système d’alimentation en
métal liquide (entonnoir de coulée ou masselotte) ou disposer judicieusement des
refroidisseurs.

• Crique (MPN 5 – MGM 408 - 417)
Les criques sont des fissures dues à des « retraits gênés ». Les contraintes de cohésion
étant dépassées lors des retraits importants, il y a fissuration localisée dans la zone la plus
sollicitée.
On évite les criques par une conception appropriée : éviter les grandes longueurs rectilignes,
les angles vifs,…

• Soufflure (MPN 5 – MGM 405 – 410 - 418)
Cavité formée dans l’alliage en cours de solidification due à la présence de gaz provenant
soit du moule, soit du métal liquide.
On traite ce problème grâce à des charges incorporées au matériau du moule, par un bonne
maîtrise de la fusion, une conception adaptée du moule favorisant l’évacuation des gaz (évents).

• Ségrégation (MPN 5 – MGM 410)
Hétérogénéité chimique se produisant à la solidification.
On peut les réduire par agitation du bain d’alliage avant coulée, maîtrise de la fusion, qualité
du système d’attaque de coulée.

• Contraintes résiduelles (MPN 5 – MGM 414)
Le « retrait gêné » et l’anisotropie du refroidissement de la pièce de fonderie créent des
contraintes internes, résiduelles après refroidissement. Elles provoquent des petites
déformations locales, voire des ruptures.
On peut réduire ces contraintes internes par des traitements thermiques adaptés.