Maintenance prédictive : Total met son parc de machines tournantes sous surveillance

2015-05-04T15:37:53+00:00

Eldfisk 2/7 SLe groupe pétrolier a lancé en 2013 un projet qui vise à assurer un suivi à distance de l’ensemble de son parc de machines tournantes réparties sur ses sites de production de par le monde. En 2018, plus de 1000 équipements seront ainsi surveillés depuis le centre scientifique et technique de l’entreprise implanté à Pau.

« Intervenir en amont d’une avarie sur une machine permet de limiter fortement les coûts et les contraintes liées à un arrêt de cet équipement pour une réparation », rappelle Bernard Quoix, responsable du département des machines tournantes pour Total E&P. « Au-delà des impacts financiers dus aux pertes de production, il y a également la question du torchage des gaz naturels que notre groupe s’est engagé à limiter ».

Quelque 360 lignes d’arbre

Basées dans les locaux du Centre scientifique et technique Jean-Féger (CSTJF) de Pau, les équipes de ce département jouent un rôle clé dans la bonne marche opérationnelle des activités d’exploration-production de la compagnie. Le périmètre de leurs missions s’étend en effet sur l’ensemble des étapes de la mise en œuvre et du déroulement d’un projet, depuis les études conceptuelles jusqu’au support aux opérations au sein des filiales, en passant par la définition des architectures de lignes d’arbre, le lancement des appels d’offre, le suivi d’exécution des projets avec notamment les tests chez les constructeurs ou encore la réception des machines.
Ce qui représente aujourd’hui un parc installé d’un peu plus de 1000 équipements distincts (moteur électrique, turbine à gaz, multiplicateur ou réducteur de vitesse, compresseur, pompe…), répartis sur les cinq continents en quelque 360 lignes d’arbre.

Corréler les données

« Mieux vaut prévenir que guérir », nous dit l’adage. Une démarche qui prévaut également pour ce qui est du maintien en condition opérationnelle dans les secteurs industriels aussi exigeants que celui de l’Oil&Gas. C’est pourquoi en 2013, les services de Bernard Quoix ont fait le choix d’utiliser un outil logiciel capable de prévoir les anomalies des équipements tournants, permettant ainsi de faire de l’analyse prédictive d’incidents. Il s’agit de la solution Proficy SmartSignal, développée par le groupe GE (General Electric).
« Cette solution nous permet de faire un suivi à distance des machines à partir des données de fonctionnement acquises par les différents capteurs équipant ces machines », nous explique le responsable du département. « Il s’agit de données élémentaires comme les pressions d’huile, les températures d’huile, de paliers, de gaz ou d’eau, ou encore les vibrations sur les lignes d’arbre. Ces informations sont recueillies, acheminées et traitées informatiquement en temps réel. L’avantage de rapatrier l’ensemble de ces paramètres sur une même plate-forme logicielle est de pouvoir les corréler avec une matrice de données de fonctionnement dit normal ».

Générer des alertes

Concrètement, une plage de variation dynamique est définie à partir d’un historique de fonctionnement (établi sur une année), et cela pour chaque paramètre et pour chaque équipement suivis. Lorsque l’un (ou des) paramètre(s) « sort » de sa plage de variation de référence, le système émet une alerte. « On peut ainsi déterminer de façon très précise des éventuelles déviations dans le fonctionnement d’un équipement », analyse Bernard Quoix. « Bien avant que le système ait émis une alarme, souvent trop tardive pour éviter la panne, on sait qu’il se passe quelque chose d’anormal ». Cependant, les alertes générées par « l’intelligence » logicielle ne suffisent pas à engager des actions correctives. Elles doivent être interprétées par les ingénieurs du département qui établissent un diagnostic et déterminent ce qui doit être réalisé sur l’équipement concerné.

Planifier les interventions

« Dans un premier temps, nous faisons des recommandations à l’opérateur sur le site », explique Bernard Quoix. « Et si la situation se détériore, nous mettons en œuvre des actions de niveau 2 qui peuvent être menées, si nécessaire, avec le constructeur de la machine ». L’intérêt principal de cette approche prédictive étant que l’on ne subit plus l’avarie, mais que l’on peut la prévenir en dehors de toute urgence, c’est-à-dire organiser et planifier une intervention : main-d’œuvre, pièces de rechange, arrêt des installations… Un avantage de taille quand on sait que, par exemple, le remplacement de garnitures sèches sur un compresseur centrifuge nécessite l’arrêt de cette machine pendant une semaine. Dans tous les cas, cette solution d’analyse prédictive d’incidents ne peut détecter que des évolutions « lentes ».

Un déploiement global pour 2018

« On ne peut pas par exemple anticiper la rupture d’une ailette d’une turbine à gaz car il n’y a pas de capteurs qui permettent de mesurer des paramètres comme la corrosion à chaud ou l’érosion ou les contraintes thermiques », précise Bernard Quoix.Quant à l’efficacité de ce système prédictif, une analyse des données de fonctionnement des machines, enregistrées depuis 2006, a permis de valider que 80% des avaries constatées sur les compresseurs centrifuges et 30 % de celles constatées sur les turbines à gaz auraient pu être évitées.
Après une phase de tests et un pilote de six mois opéré en 2013 sur une trentaine de machines, Total s’est engagé dans un déploiement global de la solution Proficy SmartSignal. Aujourd’hui, une soixantaine de lignes d’arbre sont connectées à la plate-forme logicielle, mais au terme de 2018, « nous surveillerons la totalité du parc de machines tournantes de l’E&P réparties dans le monde entier », se félicite Bernard Quoix, rappelant qu’ainsi le groupe Total est pionnier dans la mise en œuvre d’un outil d’analyse prédictive à cette échelle.

Eric Saudemont

Note  : cet article a fait l’objet d’une publication dans le numéro 1834 de la revue « Pétrole et Gaz Informations » (janvier-février 2015).

Image : Total

 

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