Production Maintenance 74

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TECHNOLOGIES AVIS D’EXPERT La thermographie infrarouge, c’est voir ce que l’on ne peut pas voir, pour mieux prévoir ! Sébastien Meunier, responsable maintenance conditionnelle, expert en thermographie infrarouge chez dB Vib Consulting, dresse ici le panorama de ce que peut apporter la thermographie infrarouge aux équipes de maintenance et de production, dans les installations industrielles. La thermographie infrarouge est la technique permettant d’obtenir, au moyen d’un appareillage approprié, l’image thermique d’une scène observée dans un domaine spectral de l’infrarouge (Définition donnée par l’Afnor). Concrètement, tout objet dont la température est supérieure au zéro absolu (-273,15°C ou 0 kelvin) émet un rayonnement thermique dans la plage infrarouge, dû au mouvement de ses propres molécules. Une fois les signaux de puissance émis par l’objet et convertis en signaux électriques par le détecteur, les signaux de sortie de l’appareil d’imagerie peuvent simuler la distribution spatiale de la température de l’objet scanné, sur la base d’un pour un. La caméra infrarouge capte au travers d’un milieu transmetteur (par exemple l’atmosphère) les rayonnements émis par une scène thermique. Le système radiométrique convertit la puissance de rayonnement en signaux numériques ou analogiques : ceux-ci sont transcrits en température par le calculateur et transformés en points lumineux sur un écran. L’image ainsi obtenue s’appelle «Thermogramme». (Cf figure 1) Fig.1. Principe de la caméra infrarouge Le système radiométrique doit corriger le rayonnement capté afin de calculer avec précision la valeur de la température du corps. Cette correction tient compte d’une série de paramètres influant directement la mesure exacte de température. Ces paramètres appelés «Grandeurs d’influence» sont : • L’émissivité : capacité d’un objet à émettre un rayonnement • Transmissivité : capacité d’un objet à transmettre un rayonnement (uniquement en cas de mesure au travers d’un corps non opaque laissant passer le rayonnement infrarouge, comme les hublots thermiques des cellules hautes tension) • Température d’environnement ou température réfléchie • Distance de mesure • Hygrométrie (Cf figure 2) Fig.2. La caméra capte tout le rayonnement qu’elle voit 22ı PRODUCTION MAINTENANCE • N°74 • août - septembre - octobre 2021

TECHNOLOGIES Fig.3. Images thermiques d’organes mécaniques Grâce à une caméra de thermographie, il est donc possible d’obtenir une image de la température instantanée d’un objet sans contact direct UN POTENTIEL D’APPLICATIONS INDUSTRIELLES Cette technologie fut d’abord utilisée et confinée dans le domaine militaire depuis la Seconde Guerre mondiale ; c’est seulement dans les années 1960 que ses potentielles applications au domaine civile furent prises en compte. Depuis, le développement des caméras n’a de cesse d’évoluer avec de nouveaux impératifs tels que la fréquence d et la résolution de l’image… Notamment les applications dans le domaine du développement de la production industrielle sont nombreuses. La poursuite des objectifs de productivité et donc de disponibilité des installations de production, et de réduction des coûts de maintenance, ont poussé les industriels vers une maintenance conditionnelle et proactive dans laquelle la thermographie infrarouge a naturellement trouvé sa place de descripteur en permettant d’identifier bon nombre de défauts des installations sans en arrêter le fonctionnement. Son avantage décisif est de permettre l’estimation de la qualité d’un équipement ou d’une installation en exploitation normale, et de prévenir les irrégularités de fonctionnement bien avant les pannes effectives. MAINTENANCE MÉCANIQUE Les pièces mécaniques en mouvement peuvent s’échauffer anormalement par manque de lubrification, usure ou encore déformation dynamique des pièces (alignement incorrect par exemple). Une inspection des organes tels que paliers, groupes électrogènes, ventilateurs, compresseurs, … permet d’identifier les zones d’échauffement anormal alors qu’ils sont en fonctionnement. Une analyse vibratoire en complément permettra d’en identifier la cause : usure, désalignement, défaut de lubrification… (Cf figure 3) « Les systèmes de caméras infrarouges sont capables de détecter sélectivement les défauts grâce à des fréquences d’images élevées » La nature sans contact des mesures thermographiques est un gros avantage. Le personnel de maintenance peut inspecter les pièces de la machine en rotation ou en mouvement rapide depuis l’extérieur d’une zone dangereuse. Les inspections sont en outre facilitées grâce à une visualisation de la zone inspectée. Ainsi, en cas d’urgence, les premières actions peuvent être entreprises avant même qu’une analyse approfondie des données n’ait été effectuée. Des seuils de température prédéfinis pour les alarmes et d’autres paramètres personnalisés contribuent également à rendre les équipes de maintenance productives en très peu de temps. De nombreux mouvements mécaniques fonctionnent à des vitesses élevées. Les systèmes de caméras infrarouges sont capables de résoudre de tels mouvements pour détecter sélectivement les défauts grâce à des fréquences d’images élevées. Combiné à des outils logiciel d’analyse de séquence, les plus petites failles peuvent être trouvées dès leur émergence. MAINTENANCE DES INSTALLATIONS ÉLECTRIQUES TBT, BT, HTA, HTB Les inspections des installations électriques se concentrent principalement sur la détection des points chauds - des zones avec des températures excessives. Ceux-ci peuvent souvent être détectés par comparaison de composants similaires ayant simplement des températures différentes. Par exemple, une phase peut avoir une température plus élevée par rapport aux autres phases en raison d’un défaut d’équilibrage ou une connectique défectueuse. Déjà une telle analyse comparative appelée thermographie qualitative est absolument suffisante dans de nombreuses situations d’inspection. Le comportement de la charge est très important pour les analyses thermographiques des installations électriques. Lorsque les mesures PRODUCTION MAINTENANCE • N°74 • août - septembre - octobre 2021 ı23