[PDF] Maintenance et sûreté de fonctionnement

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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

UNIVERSITE DE HASSIBA BENBOUALI DE CHLEF

FACULTE DE TECHNOLOGIE

Destiné aux étudiants Master (Tous les niveaux) Domaine Sciences et Technologies

Filières "Electrotechnique »

Elaboré par :

Dr. Belhadj Djilali Abdelkadir

Année 2020

0 1 EI E2 E1

B A D C Polycopié de cours du module

Maintenance et sûreté de

fonctionnement

Table des matières

Table des matières

Préambule 1

Chapitre 1 : Historique, contexte et définition de la Sdf

1.1 Introduction 2

1.2 Définition 2

1.3 Bref historique 2

1.4 Le système 3

1.4.1 Assurer les fonctions 3

1.5 Taxonomie 6

1.6 Méthodes d'analyse de sûreté de fonctionnement 7

Chapitre 2 : Analyse des systèmes à composants indépendants

2.1 Introduction 8

2.2 Principe 8

2.3 Construction d'un arbre de défaillance 8

2.4 Traitement qualitatif 11

2.4.2 Équation booléenne de l'arbre 11

2.4.4 Coupe minimale 14

2.4.4.1 Cardinal ou Ordre des coupes minimales 14

2.5 Traitement quantitatif 15

2.5.1 Quantification avec des probabilités fixes 15

2.5.2 Quantification avec des probabilités fonction du temps 16

2.6 Signification mathématique des portes ET ou OU 18

2.7 Avantages et limites 20

2.7.1 Avantages 20

2.7.2 Limites 21

2.8 Exercices proposés 22

Table des matières

Chapitre 3 : Analyse des systèmes avec prise en compte de certaines dépendances

3.1 Introduction 24

3.2 Les notions basiques de la chaîne de Markov 24

3.2.1 Méthodologie 24

3.2.2 Construction 24

3.2.3 Représentation 25

3.2.4 Taux de transition 25

3.3 Système à 1 entité 25

3.3.1 Matrice des probabilités 25

3.4 Résolution de l'équation différentielle 26

3.5 Système à 2 entités 28

3.5.1 Dispositif non réparable 28

3.5.2 Dispositif réparable 28

3.6 Simplification 29

3.7 Redondance 29

3.7.1 Redondance active ou chaude 29

3.7.2 Redondance passive ou froide 30

3.8 Calcul de la fiabilité 35

3.9 Avantages et limites 39

3.9.1 Avantage 39

3.9.2 Limites 39

3.10 Exercices proposés 39

Chapitre 4 : Analyse des systèmes avec prise en compte généralisé des dépendances

4.1 Introduction 40

4.2 Les notions de base de réseaux de Petri 40

4.3 Propriétés des réseaux de Petri 44

4.5 Graph des marquages atteignables et Graph de couvrement 46

4.6 RdP Stochastiques 50

4.6.1 Définition des RdP Stochastiques 50

4.7 Analyse d'un RdP stochastique 51

4.8 Avantages et limites des RdP 52

4.8.1 Avantages 52

Table des matières

4.8.2 Limites 52

4.9 Exercices proposés 52

Chapitre 5 : Application des méthodologies de sûreté de fonctionnement

5.1 La fiabilité 55

5.1.1 Définition 55

5.1.2 Indicateurs de fiabilité O et MTBF 55

5.1.2.1 Taux de défaillance O 55

5.1.2.2 Temps moyen de bon fonctionnement 56

5.1.3 Fiabilité de système constitué de plusieurs composants 57

5.1.3.1 Système en série 57

5.1.3.2 Système en parallèle 60

5.2 La maintenabilité 66

5.2.1 Définition 66

5.2.2Taux de réparation 66

5.3 La disponibilité 68

5.3.1 Définition 68

5.3.2 Indicateurs de disponibilité 68

5.4 La sécurité 69

5.4.1 Définition 69

5.4.2 Mesures de sécurité 69

5.4.2.1 Sécurités passives 69

5.4.2.2 Sécurités actives 70

5.5 Exercices proposés 70

Chapitre 6 : Méthodologie de prévision de fiabilité

6.1 Fiabilité prévisionnelle 74

6.1.1 Calculs prévisionnels 74

6.1.2 Objectifs 74

6.2 Défaillance des systèmes 74

6.2.1 Classification des défaillances 74

6.2.2 Causes de défaillance 75

6.2.2.1 Classification des causes de défaillance 75

6.2.3 Effets de la défaillance 76

Table des matières

6.2.3.1 Classification des effets des défaillances 76

6.2.4 Criticité de la défaillance 77

6.2.4.2 Principe des grilles de cotation 78

6.3 Analyse de mode de défaillance et de leur criticité (AMDEC) 79

6.3.2 Evaluation de la criticité 80

6.3.3.1 Avantages 82

6.3.3.2 Les limites de la méthode AMDEC 82

6.4 Techniques de diagnostic de panne et de maintenance 83

Conseils pendant l'examen 92

Examen 93

Correction d'examen 95

Références bibliographiques 100

Préambule

1

Préambule

L'une des raisons du succès de toute usine de production est son engagement sur les mesures de la sûreté de fonctionnement pour garantie la continuité de production sans

panne. La sûreté de fonctionnement est la science de défaillance des systèmes. Elle inclut

ainsi leur connaissance, leur évaluation, leur prévision, leur mesure et leur maîtrise. Ses

principaux concepts sont : la fiabilité, la disponibilité, la sécurité et la maintenabilité.

précités de manière qualitative et quantitative.

Notre cours est divisé en six chapitres :

Le premier chapitre (Historique, contexte et définition de la SDF) présente la définition de la sûreté de fonctionnement, un bref historique, comment un système peut être décrit et les méthodes d'analyse de SDF. Le deuxième chapitre (Analyse des systèmes à composants indépendants) présente le limites de cette méthode. Le troisième chapitre (Analyse des systèmes avec prise en compte de certaines

dépendances) passé à une autre méthode, qui est la chaîne de Markov, leurs avantages et

limites. Le quatrième chapitre (Analyse des systèmes avec prise en compte généralisé des dépendances) dans lequel nous montrons la méthode des réseaux de Petri, les notions de base et ses propriétés. Le cinquième chapitre (Application des méthodologies de sûreté de fonctionnement)

centré sur les quarts éléments essentiels qui doivent être disponibles dans la sûreté de

fonctionnement (Fiabilité, Maintenabilité, Disponibilité et Sécurité). Le dernière chapitre (Méthodologie de prévision de fiabilité) présente le calcul

prévisionnel de la fiabilité, analyse de mode de défaillance et de leur criticité et les

techniques de diagnostic de panne et de maintenance.

Chapitre I

Chapitre 1 : Historique, contexte et

définition de la Sdf

Chapitre 1 : Historique, contexte et définition de la Sdf

2

1.1 Introduction

REMHFWLIGHOD6G)HVWG

propose des moyens pour augmenter la fiabilité et la sûreté des systèmes dans des délais et

avec des coûts raisonnables.

1.2 Définition

La sûreté de fonctionnement est souvent appelée la science des défaillances ; elle inclut

1.3 Bref historique

Le tableau ci-dessous présente un bref historique de la sûreté de fonctionnement.

Période Accidents

Jusqu'aux années 30

Approche intuitive : renforcer l'élément le

plus faible Explosion poudrière (1794)

Premiers systèmes parallèles et redondants

Accident chemin de fer (1842)

Approche statistique, taux de défaillance

Titanic (1912). . .

Premières estimation de probabilité

d'accidents d'avion

Pugsley : premier objectif de safety

taux d'accident d'avion

Qsr?9per ight hour

Explosion poudrière (1794)

Accident chemin de fer (1842)

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