DIAGNOSTIC DE VIEILLISSEMENT EN FATIGUE DES EQUIPEMENTS


A la différence de la plupart des autres phénomènes de rupture des matériaux, la fatigue est un phénomène cumulatif dont l’origine est l’hétérogénéité au niveau intime de la matière, l’ampleur du phénomène est aléatoire, les résultats des essais présentent une grande dispersion et les calculs de durée de vie utilisent donc des méthodes statistiques. pont écroulé

La mise en évidence d’un cumul de dommages par fatigue est impossible par des contrôles non destructifs puisque le principe même de la vérification en fatigue est de "garantir, dans le cadre de la probabilité de la méthode, qu’au cours de la durée de vie aucune fissure de dimension supérieure à la dimension critique (détectable par contrôle non destructif) n’apparaîtra".

Il est quasiment impossible de connaître de façon réaliste dans le cas général et plus encore dans celui des assemblages soudés, la vitesse d’évolution d’une fissure de fatigue.

L’application de la démarche a été étendue à l’activité portuaire pour les raisons suivantes:
- l’activité portuaire est une activité à risques et le nombre d’accidents graves et d’incidents qui auraient pu l’être, dont l’origine est le développement de fissures de fatigue, est important et semble même augmenter en gravité.

- le risque pénal corrélatif est ressenti avec acuité par les responsables portuaires.

- la norme ISO 12482-1, qui traite de la surveillance particulière des engins anciens au regard des risques de fatigue faisant l’objet d’une recommandation d’application d’une commission nommée par le Ministère français des Transports, est maintenant quasiment obligatoire dans les ports.

- le vieillissement en fatigue affectant de façon inégale les divers éléments et leurs assemblages, une approche globale à l’échelle de l’engin par rapport à son ou ses classements contractuels n’est pas suffisamment pertinente au regard des risques (sollicitations différentes, services différents, qualité d’exécution, contrôles réalisés pendant l’exécution...).

- la sensibilité de la variation des divers paramètres influant sur la durée de vie des assemblages étant souvent importante et parfois considérable, il est indispensable que, pour le diagnostic de vieillissement en fatigue de la structure des engins, les services passés (histogramme des charges en nombre de cycles) soient reconstitués avec le plus grand soin et de la façon la plus réaliste possible et que l’estimation du facteur de concentration de contraintes soit une démarche très pragmatique.

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Par cette démarche AQUASS :

- répond aux interrogations que se posent les responsables portuaires et d’équipements de levage dans le cadre de leur politique d’optimisation d’utilisation des équipements existants :

  1. bilan pour décision de poursuite d’activité ou de déclassement.
  2. politique de modernisation (avec ou sans augmentation des performances)
  3. mise au point de la politique des contrôles préventifs de fatigue

schéma- apporte une solution au problème que posent les contrôles non destructifs en ne permettant pas de déterminer une durée de vie résiduelle avant ruine éventuelle

- applique une méthode pragmatique déposée qui débouche sur des informations directement exploitables pour la gestion d’ensemble de l’engin ou du parc d’engins

- va au-delà des historiques et statistiques portuaires qui ne sont pas effectués dans l’objectif d’une reconstitution d’activité des équipements sous l’angle de la fatigue

- permet d’établir une politique de prévention des risques par rapport à l’environnement.

Cette étude de vieillissement dite aussi évaluation spéciale permet de déterminer la durée de vie résiduelle d’un appareil de levage (ou tout autre structure mécanique complexe motorisée) et de définir un plan de surveillance et/ou des travaux de sécurisation.

 

 

La méthode appliquée  est la synthèse des travaux réalisés en partenariat avec les ports français et le CETMEF entre 2001 et 2003, pour adapter les modalités d'application de la norme ISO 12482-1 au parc d'appareils de manutention portuaires français. Cette méthode s’appuie sur les  « recommandations du CETMEF » qui ont été éditées en novembre 2003 sous la forme du guide technique n° PM 03.01.

télécharger les recommandations

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Pourquoi effectuer une étude de vieillissement sur votre appareil ?

  • La structure de l’appareil est ancienne (plus de 10 ans pour certains équipements et 20 ans pour d’autres suivant leur catégorie FEM).
  • Le nombre de cycles d’exploitation dépasse le nombre de cycles prévu par le constructeur.
  • Le service prévu à l’origine a été modifié.
  • La fréquence et l’importance des dysfonctionnements est en augmentation.
  • L’appareil de levage est un élément essentiel à la production.
  • L’appareil manutentionne des charges dangereuses, et/ou à forte valeur ajoutée.
  • L’appareil évolue dans un environnement sensible.
  • Pour justifier ou planifier l’investissement de matériel neuf de remplacement

 

Déroulement de l’étude de vieillissement

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L’étude est systématiquement scindée en 4 étapes dont le déroulement s’enclenche successivement, l’étape précédente permettant de déterminer la consistance de l’étape suivante, et chaque étape permettant d’interrompre le processus si ses résultats sont trop négatifs pour l’équipement diagnostiqué.

Cette évaluation spéciale va au delà de l'inspection habituelle au cours de laquelle seul l’état de conservation est apprécié. Les inspections habituelles sont réalisées à un instant donné, et basées sur l'observation de l'existant. L’évaluation spéciale localise les zones où la probabilité d’apparition de fissures est la plus élevée.

En conclusion, l’évaluation spéciale est un outil pour la mise à l’abri des pannes et des pertes de production de vos équipements, en maîtrisant les risques liés aux phénomènes de fatigue et au vieillissement de leur structure métallique et de leurs chaînes cinématiques mécaniques.

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