La puissance de l'intelligence

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    2014 octobre 28, 09:00 CEST

    Lors du salon de Hanovre en 2013, SKF a dévoilé une nouvelle technologie innovante qui promettait de révolutionner la manière dont les ingénieurs utilisent et interagissent avec les roulements. Appelée SKF Insight, cette nouvelle technologie intelligente, intégre un capteur miniature sans fil et auto-alimenté, au cœur du roulement. Elle a permis aux ingénieurs de surveiller, pour la première fois et en temps réel, les conditions de fonctionnement d'un roulement au sein d'une machine. Ainsi, l'usure et les défaillances potentielles des roulements ne pouvaient plus seulement être anticipées, mais aussi planifiées et évitées.

    18 mois plus tard, cette technologie est en cours de validation et trouve des applications pratiques dans différents secteurs de marché. Avant de développer ce point, examinons, dans un premier temps, les qualités qui font de SKF Insight une technique révolutionnaire.

    Le projet Insight est né du fait que peu de défaillances de roulements se produisent pendant des conditions de fonctionnement normales. En effet, la plupart des défaillances survenant en cours de fonctionnement sont le résultat d'une utilisation inappropriée, d'une négligence, de problèmes de lubrification ou de conditions de fonctionnement qui n'avaient pas été prises en compte lors de la conception de la machine ou du choix initial des roulements. 

    La maintenance conditionnelle classique vise à détecter les signes de défaillance précoces en mesurant les niveaux de vibrations. Des signaux de vibrations sont normalement produits lorsque les premiers petits fragments d'acier commencent à s'écailler de la surface des pistes des bagues ou des éléments roulants. Lorsque ce défaut est suffisamment étendu pour pouvoir être détecté par des capteurs classiques, il est déjà trop tard : le roulement a subi des dommages qui affectent ses performances et sa durée de service.

    Les ingénieurs SKF se sont demandés ce qui se passerait si, au lieu d'utiliser des dispositifs de surveillance externes, un roulement pouvait détecter les paramètres critiques affectant son environnement de fonctionnement immédiat, puis communiquer instantanément ces informations par une connexion sans fil à l'opérateur de l'installation ou au fabricant de la machine.

    Surveiller les conditions de fonctionnement de cette manière permettrait d'éviter les dommages potentiels ou du moins de les identifier avant qu'ils ne posent problème, et ainsi de prendre des mesures correctives pendant le fonctionnement de la machine. Il serait ainsi possible d'éviter les défaillances coûteuses et perturbantes, et donc de réduire le coût total de possession et de prolonger considérablement la durée de service de la machine.

    La solution développée utilise des capteurs miniatures et des composants intelligents sans fil, intégrés au roulement, qui sont alimentés par l'environnement de l'application pendant la rotation du roulement. L'ensemble est donc parfaitement indépendant et aucun câble n'est requis pour l'alimentation ou la sortie des capteurs. Une fois installé, le dispositif fonctionne de manière autonome.

    La technologie intelligente sans fil embarquée dans le roulement lui permet de communiquer dans des environnements où le protocole WiFi classique ne fonctionne pas. Elle permet également de configurer les roulements dans des réseaux intelligents communiquant via un portail sans fil.

    Un roulement SKF Insight peut surveiller la charge appliquée, la qualité de la lubrification, la vitesse de fonctionnement, la température et les vibrations. Il peut également détecter les changements dans la micro-structure de l'acier du roulement et donc les signes précoces indiquant un dommage imminent au niveau de la macro-structure. Les données peuvent ensuite être transmises par l'intermédiaire de serveurs cloud à un opérateur local, qui peut utiliser une application spécialisée sur un smartphone ou une tablette, ou à un centre de surveillance à distance. Dans les deux cas, des outils de diagnostic interprètent les données pour déterminer les fluctuations par rapport aux conditions de fonctionnement optimales, y compris les charges excessives, les écarts de service et la contamination du lubrifiant, afin que ces conditions puissent être immédiatement modifiées (ajout de lubrifiant, mitigation des surcharges transitoires, etc.).

    Les roulements étant autonomes, ils peuvent être utilisés dans des applications où il était auparavant impossible d'intégrer des capteurs au cœur d'une machine. Ceci non seulement représente une étape importante de la maintenance conditionnelle en temps réel, mais également permet d'obtenir une bien meilleure compréhension de l'environnement de fonctionnement afin de pouvoir, par exemple, améliorer une machine pour en prolonger la durée de service ou élargir ses capacités au-delà des spécifications initiales. 

    L'un des objectifs de la technologie SKF Insight est de rendre la maintenance conditionnelle plus largement applicable et accessible, en particulier dans les applications où elle était auparavant considérée comme impossible ou peu pratique. C'est l'une des raisons pour lesquelles la technologie est mise à l'essai dans des industries exigeantes telles que celles de l'énergie éolienne, des transports ferroviaires et de la sidérurgie.

    Les parcs éoliens sont parfois isolés et difficiles d'accès. Dans certaines applications offshore, le coût de remplacement du roulement principal d'une éolienne peut être si élevé qu'il n'est même pas économiquement viable de construire cette éolienne. D'un point de vue commercial, il est donc utile d'enregistrer les charges et les conditions de lubrification pendant le fonctionnement et de prendre des mesures pour éliminer les facteurs de défaillance.

    SKF travaille aujourd'hui avec ses clients pour intégrer la technologie SKF Insight et développer des roulements intelligents pour la surveillance des éoliennes. Ceci permet de mesurer des informations dynamiques sur le roulement dans l'état de fonctionnement réel et de les transmettre par la communication sans fil à des centres de surveillance à distance ou à des équipes de maintenance locales. La solution actuellement à l'étude peut surveiller la vitesse du roulement, les vibrations, la température et la lubrification et peut être installée en deuxième monte pour améliorer instantanément le potentiel opérationnel de dizaines de milliers d'éoliennes dans le monde entier. 

    Une solution similaire est en cours de développement pour les roulements de moyeu de roue utilisés dans le secteur ferroviaire. Ces composants essentiels à la sécurité sont normalement remplacés à des intervalles fixes quel que soit leur état. L'installation de SKF Insight permet d'obtenir une méthode extrêmement économique pour collecter des données de maintenance conditionnelle afin de déterminer avec précision la durée de service des roulements, et donc les intervalles de remplacement, à partir des conditions de fonctionnement réelles plutôt que des conditions prévues. 

    La technologie des roulements intelligents ouvre de nouvelles dimensions dans le domaine de la maintenance conditionnelle et de la conception, de l'utilisation et de la durée de service des machines. Pour la première fois aujourd'hui, des innovations telles que SKF Insight permettent aux ingénieurs et aux responsables commerciaux de disposer des outils et données critiques dont ils ont besoin pour maximiser l'efficacité, la productivité et la rentabilité de leurs équipements.

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    SKF est le premier fournisseur mondial de produits et de solutions sur les marchés des roulements, des solutions d'étanchéité, de la mécatronique, des systèmes de lubrification et des services. Les services incluent l'assistance technique, la maintenance, la maintenance conditionnelle et la formation. SKF est représenté dans plus de 130 pays et compte environ 15 000 distributeurs dans le monde entier.

    Les ventes annuelles, pour l’année 2013, s'élèvent à 63 597 millions de SEK. Le nombre de collaborateurs s'élève à 48 401. www.skf.com

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