Comment l'installation détermine la réussite de l'alignement des machines tournantes

Les normes d'installation existent déjà. Le problème survient lorsque certains décident de ne pas les respecter.

Ils estiment que la machine est installée, alignée et mise en service, et qu'elle se désaligne progressivement de cet alignement spécifié par l'usage.

De ce fait, les corrections d'alignement sont souvent considérées comme un simple entretien de routine.

L'installation est le moment critique

Cependant, Roman Megela, ingénieur fiabilité senior chez Easy-Laser , estime que ce point de vue néglige une réalité plus fondamentale et plus courante.

« C’est lors de la phase d’installation que tout se joue », explique-t-il. « Si vous construisez une maison et que le menuisier installe la porte d’entrée de travers, elle restera de travers pour toujours et ne fonctionnera jamais correctement. »

« Il en va de même pour les machines tournantes. Planéité, niveau, appui souple, alignement de l'arbre : tout cela doit être fait avant la mise en service de la machine. L'installation détermine l'état de la machine, et cet état la suivra tout au long de sa durée de vie. »

Ainsi, lorsque les vibrations, la chaleur, le bruit, la fatigue et l'usure prématurée apparaissent plus tôt ou plus gravement que prévu, Megela affirme que la cause profonde réside souvent dans l'installation elle-même.

En d'autres termes, la fiabilité commence bien avant même la mise en service d'une machine.

Les suppositions nuisent à la fiabilité

Selon Megela, la taille imposante de l'équipement crée une fausse impression de robustesse.

Pour Megela, la plus grande menace pour la fiabilité n'est pas un problème technique. Ce sont les hypothèses.

Les projets industriels modernes impliquent de longues chaînes d'acteurs. Clients, ingénieurs, fabricants, transporteurs, installateurs et opérateurs, tous jouent un rôle dans la réalisation d'une machine, de sa conception à sa mise en service.

« L’erreur la plus fréquente que je constate est une mauvaise interprétation des données lors de la conception, de la fabrication, du transport et de l’installation », révèle-t-il.

« On part toujours du principe que quelqu’un d’autre sait ce dont nous avons besoin. Le client suppose que le bureau d’études le sait. Le bureau d’études suppose que le fabricant le sait. Le fabricant suppose que le transporteur le sait. »

« Mais la chaîne est tellement longue que ces maillons finissent par se rompre. La plupart du temps, ils se rompent. Il y a beaucoup de suppositions dans ce secteur, et les suppositions nuisent à la fiabilité. »

Lorsque des suppositions remplacent des exigences clairement définies, les erreurs s'enracinent dans le projet et ne sont souvent découvertes qu'après la mise en service du matériel.

Fondations : là où l'intégrité prend racine

L'un des domaines où ces erreurs se produisent fréquemment est la préparation des fondations.

Alors que les discussions sur l'alignement se concentrent souvent sur les arbres, les accouplements et les composants rotatifs, Megela soutient que le véritable alignement commence sous la machine elle-même.

« L’équipement doit reposer sur des fondations parfaitement planes et stables. C’est la base », explique-t-il. « Les fondations sont conçues pour supporter l’équipement et dissiper les forces dynamiques issues du processus et de la machine. »

« Si les fondations ne sont pas planes, l'équipement bouge et se tord. Dès qu'on tord cette machine, tout change. Et l'un des pires ennemis des équipements rotatifs est la déformation du carter. »

Selon Megela, la taille imposante de l'équipement crée une fausse impression de robustesse.

Roman Megela, ingénieur fiabilité senior chez Easy-Laser

Des secteurs pétrolier, gazier et des énergies renouvelables jusqu'aux industries manufacturières et de transformation, « beaucoup de gens pensent que les machines de 10 tonnes sont comme des cuirassés. Mais ce n'est pas le cas. »

Malgré leur taille, les compresseurs et autres équipements rotatifs sont des machines complexes fonctionnant avec des jeux internes extrêmement réduits. De nature intrinsèquement fragile, même des déformations relativement mineures peuvent affecter leur fiabilité et leur rendement énergétique.

Et leur nature délicate dépend non seulement de la qualité des fondations, mais aussi du transport.

Protéger l'intégrité dès le départ

« De nombreux problèmes surviennent lors du transport », explique Megela. « Après les tests et le calibrage en usine, les machines sont démontées et expédiées en plusieurs unités. »

Durant ce transport, le matériel sera soumis à des vibrations, à des opérations de levage répétées et à une manutention par des sous-traitants qui peuvent avoir peu de connaissances ou d'expérience concernant ces machines. Ainsi, des composants conformes aux spécifications à leur sortie d'usine peuvent arriver sur site avec des dommages ou des déformations déjà présents.

Le défi ne s'arrête pas là. Une fois livrée, la machine doit être manœuvrée jusqu'à sa position de fonctionnement finale avant d'être réassemblée.

Comme l'explique Megela, cela se produit souvent dans des conditions très différentes de celles de l'usine où la machine a été construite, obligeant les équipes d'installation à s'adapter au fur et à mesure aux contraintes du site.

« Le matériel arrive sur le chantier, et tout est neuf », explique Megela. « On n’a ni le même espace, ni le même personnel, ni les mêmes outils. Du coup, on se retrouve face à un problème : impossible de le soulever, alors on va le pousser. Utiliser le chariot élévateur et le pousser. »

Pour Megela, chaque transfert de responsabilité crée une nouvelle occasion pour les suppositions de remplacer la vérification.

Les spécifications sont importantes

Pour éviter ces suppositions, il faut commencer par définir les spécifications. Contrairement aux essais en usine, l'installation doit tenir compte des conditions de fonctionnement de la machine.

Les cylindres sont contrôlés lors de la révision.

Un compresseur installé au Texas est confronté à des défis différents de ceux rencontrés dans le nord du Canada. Comme l'explique Megela : « Tous ces éléments doivent être spécifiés. Précisément spécifiés. »

C’est pourquoi, selon lui, l’installation ne peut se réduire à une simple liste de contrôle générique.

Le client, la société d'ingénierie, le fabricant, le transporteur et l'équipe d'installation doivent tous travailler dès le départ selon les mêmes exigences clairement définies.

Ce n'est qu'alors qu'il existe une base de référence significative permettant à la mise en service de vérifier l'installation.

La mise en service comme vérification

Megala estime que la mise en service devrait être fondée sur des preuves plutôt que sur des suppositions.

« Vous devez exiger tous les rapports d'alignement et de planéité de l'usine », déclare-t-il.

Ces rapports établissent un point de référence permettant de comparer les conditions du site. La planéité des fondations, la nature du sol meuble, l'alignement du puits et les contraintes sur la tuyauterie doivent ensuite être vérifiés avant la mise en service des équipements.

La déformation des canalisations est particulièrement importante car elle peut engendrer de nouvelles forces dans la machine, même après l'alignement. Selon Megela, une machine peut être correctement alignée et néanmoins présenter des problèmes si des contraintes supplémentaires apparaissent ailleurs dans le système.

Des documents fiables sont tout aussi importants. Megala se souvient d'avoir examiné une documentation de mise en service incomplète.

« L'équipe d'installation a installé les compresseurs et a effectué l'alignement, etc. Ensuite, j'ai reçu leur rapport et il y était écrit : « Le pied souple a-t-il été vérifié ? » Et quelqu'un avait écrit : « Oui ». Et c'est tout. »

Cet exemple met en lumière un problème plus général. Les mauvaises pratiques de documentation par cases à cocher ne fournissent pas les preuves nécessaires pour vérifier les mesures, les valeurs enregistrées ou atteindre les tolérances.

La mise en service n'est donc pas une simple formalité administrative. Il s'agit du processus permettant de prouver que chaque étape préalable à l'exploitation a été correctement réalisée.

En considérant l'ensemble du système

La communication demeure le fil conducteur qui relie tous ces problèmes.

« Il est indispensable que le client définisse un cahier des charges », explique Megela. « Il doit définir les normes requises pour cet environnement, et tous les autres intervenants doivent s'y conformer. Le bureau d'études, le fabricant, l'équipe d'installation : tous doivent travailler de concert. »

Illustration montrant les nombreux éléments des machines tournantes qui doivent être parfaitement alignés lors de l'installation.

Il ajoute : « C'est toujours un problème de communication. Toujours. Il y a toujours quelqu'un qui dit : "On a oublié de le préciser" ou "On supposait que vous le saviez". La fiabilité repose sur la circulation fluide de l'information tout au long du projet. »

Megala souligne également des problèmes de communication entre les équipes d'ingénierie et les services des achats.

« Le bureau d'études affirme que nous avons besoin de ce compresseur car il a fait ses preuves, est fiable et adapté à l'application. Le service des achats, lui, préconise l'achat d'un modèle moins cher, car il respecte le budget. Même entreprise, services différents, mentalité et philosophie différentes », déplore-t-il.

« Le problème, c’est que personne ne considère la situation dans son ensemble. On ne voit pas comment ces décisions affectent la fiabilité, la disponibilité, l’efficacité et la durabilité. »

L'intégrité comme norme

L'alignement n'est pas simplement une activité de maintenance ou une tâche effectuée lors de l'installation. Il résulte de décisions prises tout au long du cycle de vie du projet.

« Le fabricant spécifie comment l’équipement doit être installé, aligné et entretenu. Les normes existent déjà. Les manuels existent déjà. »

« Le problème, c’est que les gens décident qu’ils n’ont plus besoin de les suivre parce qu’ils le font depuis vingt-cinq ans. Puis, quand le matériel tombe en panne, tout le monde est surpris », dit Megela avec ironie.

Au cœur de cet argument se trouve un concept auquel Megala revient sans cesse : l’intégrité.

« L’intégrité, c’est faire ce qu’on a dit qu’on allait faire. Même si personne ne regarde », dit-il, reprenant la célèbre citation de C.S. Lewis.

L'industrie lourde ne manque ni de normes ni de méthodes d'installation éprouvées. Ce qui lui fait souvent défaut, en revanche, c'est la rigueur nécessaire pour les appliquer, les vérifier et les documenter de manière systématique tout au long du cycle de vie du projet.

De la conception initiale des machines à la planéité des fondations, en passant par l'installation et la mise en service, la fiabilité dépend de la garantie que ce qui a été spécifié a été livré et peut être vérifié.

Ce n’est qu’à cette seule condition que la fiabilité, l’efficacité énergétique et la durabilité pourront devenir des objectifs réalisables plutôt que de simples espoirs.

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Cet article a été produit par KHL Content Studio, en collaboration avec des experts d' Easy-Laser.

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Toutes les images sont une gracieuseté d' Easy-Laser.

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