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Responsable(s) Antoine Tahan

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École de technologie supérieure
Département de génie mécanique
Responsable(s) de cours : Antoine Tahan


PLAN DE COURS

Été 2019
MEC702 : Techniques de maintenance prédictive et fiabilité (3 crédits)



Préalables
Programme(s) : 7684
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    MAT350 ET MEC525    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8 66,7 % 33,3 %




Qualités de l'ingénieur

Qn
Qualité visée dans ce cours  
Qn
  Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué



Descriptif du cours
Acquérir les éléments de base pour l’organisation et le contrôle de la maintenance en industrie. S’initier aux techniques de mesure et de diagnostic des défauts de machines.

À la fin du cours, l’étudiant sera en mesure :
• de modéliser et d’identifier les paramètres de fiabilité et de disponibilité d’un composants et/ou d’un système;
• de coordonner une analyse de modes de défaillance des opérations de maintenance afin d’y identifier le risque associé;
• de discriminer les différents types de maintenance (curative, préventive systématique et prédictive) et sélectionner les techniques associées à une maintenance conditionnelle (thermique, vibratoire, analyse d’huiles, etc.);
• de concevoir le protocole expérimental pour une analyse vibratoire (capteur, montage, échantillonnage, etc.) et de concevoir des gabarits de suivi et de sévérité du niveau vibratoire acceptable;
• de diagnostiquer les principaux défauts des machines tournantes (mécaniques et électriques).

Fiabilité des équipements : concepts de fiabilité et de disponibilité, périodes de vie, courbe en baignoire, taux de défaillance. Distributions de probabilité utilisées en fiabilité : loi binomiale, loi normale, loi exponentielle, loi de Weibull. Estimation des durées de vie, des taux de défaillance et estimation des périodes de maintenance. Essais de fiabilité : données, méthodes d'échantillonnage et déverminage (ESS). Analyse des modes de défaillance (AMDEC). Analyse des redondances, système série, parallèle, combiné. Objectif et rôle de la maintenance : maintenance corrective, maintenance préventive, maintenance conditionnelle. Organisation d'un programme de maintenance conditionnelle. Techniques de surveillance (analyse d'huile, température, infrarouge, vibrations). Maintenance conditionnelle par surveillance des vibrations : courbes de tendance, analyse spectrale, établissement des niveaux d'alarme. Techniques de mesure vibratoire : fonctionnement des capteurs, choix de capteurs et de chaîne de mesure, acquisition de données, analyse du signal périodique, transitoire, aléatoire. Diagnostic des défauts de machines : déséquilibre, lignage, roulements, paliers lisses, serrage, courroies, problèmes aérodynamiques, engrenages, moteurs. Intégrité structurale des machines par analyse modale.

Séances de laboratoire portant sur l’AMDEC, l’équilibrage des rotors et le diagnostic des défauts de machines.



Objectifs du cours

Objectifs spécifiques du cours

  • Familiariser les étudiant(e)s avec les principes de base et les techniques d'analyse de fiabilité, de maintenabilité et de disponibilité des machines et des composantes;
  • Permettre aux étudiant(e)s d'acquérir des éléments essentiels pour l'organisation et le contrôle de la maintenance prédictive en industrie;
  • Donner aux étudiant(e)s les outils nécessaires pour identifier et diagnostiquer un problème de défaillance d’une machine;
  • Apporter aux étudiant(e)s une connaissance des équipements de mesure utilisés dans un programme de maintenance prédictive.

 

À la fin du cours, les étudiant(e)s devront être en mesure de :

  • Connaître les méthodes de maintenance;
  • Connaître les différentes phases de durée de vie d'un produit, équipement ou service et connaître les différentes techniques pour l’analyse et la quantification de la fiabilité;
  • Estimer la durée de vie utile d'un produit selon des critères statistiques;
  • Établir des planifications d’entretien de machines par les techniques de surveillance des machines;
  • Effectuer un diagnostic préliminaire des défauts de machines;
  • Utiliser adéquatement les techniques de mesure dans un programme de maintenance prédictive (maintenance basée sur la fiabilité).



Stratégies pédagogiques

Stratégies pédagogiques utilisées

  • 3 h de cours magistral par semaine. De nombreux exemples industriels et simulations seront faits en classe pour permettre aux étudiant(e)s de bien assimiler la théorie et les techniques présentées en cours;
  • 2 h de travaux pratiques par semaine permettant aux étudiant(e)s d'assimiler les notions théoriques;
  • 1 projet en équipe permettant aux étudiant(e)s de mettre en œuvre la méthodologie AMDEC;
  • 1 devoir sur l’estimation de la fiabilité résiduelle d’un équipement industriel;
  • 3 laboratoires en équipe sur la simulation de la fiabilité des systèmes complexes, l'équilibrage des rotors et le diagnostic des défauts de machines par mesures vibratoires;
  • 1 à 2 conférenciers du secteur industriel (Optionnel).



Utilisation d’appareils électroniques

Sans objet




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Lundi 18:00 - 20:00 Travaux pratiques et laboratoire
Mercredi 18:00 - 21:30 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Francis Provost Activité de cours cc-Francis.Provost@etsmtl.ca
01 Marc Brient Activité de cours cc-Marc.Brient@etsmtl.ca



Cours

Cours

Programme et contenus du cours

Heures

1

Concepts de fiabilité des équipements : définitions, les besoins en maintenance des concepteurs et des utilisateurs, classification des défaillances, traitement d'une défaillance progressive, les remèdes. Concepts de fiabilité, période de vie, courbe en baignoire, taux de défaillance.

3

2

Estimation de fiabilité des équipements par la loi exponentielle, types de données, estimation du taux de défaillance et de la durée de vie des équipements. Validité de la loi, Intervalles de confiance dans l’estimation. Méthode graphique.

3

3

Estimation de fiabilité des équipements par la loi de Weibull : méthode graphique, loi Gamma, distribution binomiale, loi normale, loi log-normale et estimation des périodes de maintenance.

3

4

Amélioration de la fiabilité et de la disponibilité par redondances. Systèmes série, parallèle, combiné, en attente. Redondances majoritaires. Systèmes complexes.

3

5

L'analyse des modes de défaillance et de leur criticité (AMDEC) : méthodologie, initialisation, analyse fonctionnelle, analyse qualitative, analyse quantitative, actions correctives, évaluation.

3

6

Les politiques de maintenance correctives (palliatives, curatrices, proactives). L’analyse des coûts de maintenance (remplacement des équipements).

3

7

Les techniques de surveillance (systématique, conditionnelle, prévisionnelle). Courbes de tendance. Organisation d’un programme de maintenance conditionnelle.

3

8

La maintenance conditionnelle par surveillance des vibrations. Niveau global. Analyse spectrale. Types de descripteurs.

3

9

Balourd et théorie du déséquilibre. L’analyse de la phase. Intégrité structurale et résonances. Analyse modale.

3

10

Traitement du signal. Acquisition de données. Décomposition de Fourier. Transformée de Fourier, digitalisation, FFT, fenêtrage. Signaux aléatoires, aléatoires, impulsifs. Fonctionnement et choix d’un capteur. Chaîne de mesure.

3

11

Diagnostic de l'état de fonctionnement d'une machine. Niveaux d'alarme. Reconnaissance des pannes, établissement des alarmes.

3

12

Diagnostic des défauts de machines. Lignage, roulements. Paliers, desserrage, poulies, engrenages, moteurs.

3

13

Les autres éléments à suivre dans le cadre d’un programme de surveillance d’un parc de machines (Thermographie, Analyse d’huile, Ultrasons, tests électriques d’un moteur).

3

 

Total

39




Laboratoires et travaux pratiques

Activité

Description

Dates de remise

Devoir

Identification des paramètres de fiabilité d’un équipement industriel (individuel).

Voir calendrier

Labo 1

Simulation du comportement en fiabilité des systèmes complexes – DFR.

Voir calendrier

Labo 2

Équilibrage d'un rotor.

Voir calendrier

Labo 3

Diagnostic des défauts de machines par mesures vibratoires.

Lors du laboratoire

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Deux à trois personnes par équipe pour les laboratoires et le projet.




Utilisation d'outils d'ingénierie

Sera discuté en classe, si applicable.




Évaluation

Activité

Description

%

Date

Rapport/Devoir

Rapport de laboratoire (3) et un (1) devoir individuel

 20

Voir calendrier

Projet

Projet + Présentation *

10

Voir calendrier

Intra

Matières des cours 1 à 6

35

Voir calendrier

Final

Portant sur toute la matière du cours

35

**

 

 




Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Examens-finaux


Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

*    Une pénalité de 10 % sera appliquée par jour de retard pour les laboratoires et le projet.

**  Voir avec le professeur ou selon le calendrier.

Clause particulière.

Une note de 50 % ou plus dans la somme des deux examens est nécessaire pour passer le cours (50 % de 70 % alloué aux examens).




Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département ou du SEG. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Dans tous les cas, l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire prévu à cet effet qui se trouve dans son portail Mon ÉTS/Formulaires. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat, Activité compétitive d’un étudiant appartenant à un club scientifique ou un club sportif d’élite de l’ÉTS ou au programme « Alliance sport étude » ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).



Plagiat et fraude
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/A-propos/Direction/Politiques-reglements/Infractions_nature_academique.pdf ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.  À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire
  1. Thomas M., 2003, Fiabilité, maintenance prédictive et vibration des machines, ÉTS. Référence.

 

 




Ouvrages de références
  1. Richet D. et al, Maintenance basée sur la fiabilité, Sciences de l’ingénieur Masson 1996, 166 p.
  2. Riout J, CETIM, Le guide de l'AMDEC MACHINE, TS156R56.
  3. Riout J, l'AMDEC pour la conception et la maintenance des machines, CETIM information, no. 120, 1991.
  4. Riout J, la pratique de l'AMDEC en maintenance, maintenance et entreprise, no. 448, fév. 1992.
  5. Sherer M., Concevoir avec fiabilité grâce à l'AMDEC, no. 82, octobre 1992.
  6. Riout J, les progiciels d'aide à l'AMDEC, CETIM information, no. 134, juin 1993.
  7. Cloarec J.M., Analyse fonctionnelle ou la préparation de l'AMDEC, Maintenance et entreprise, no 466, novembre 1993.
  8. Failure Mode and Effect Analysis, Automotive Industry Action Group, Southfield, Mich.: AIAG.
  9. Failure Mode and Effect Analysis, FMEA from Theory to Execution, D.H. Stamatis, ASQC Quality Press.
  10. Statistical models in engineering, G.J. Hahn, S. S. Shapiro, New York: John Wiley and Sons, 1967.
  11. MIL-STD-2070 (AS) Procedures for performing a failure modes, effects and criticality analysis for aeronautical equipment. Washington D.C.: Department of Defense.
  12. Bently, D., Hatch, C., Grissom B., Fundamentals of Rotating Machinery Diagnostics, ISBN 0-9714081-0-6, Bently Pressurized Bearing Press.
  13. Boulenger A., Pachaud C., Analyse Vibratoire en Maintenance, Surveillance et diagnostic des machines, 3e édition, Dunod 2007. ISBN 978-2-10-049999-1
  14. Smith D., Fiabilité, Maintenance et Risque, Dunod 2006. ISBN 2 10 049780 4
  15. Francastel J.-C., Ingénierie De La Maintenance, De la conception à l’exploitation d’un bien, Dunod 2003. ISBN 2 10 005732
  16. Taylor James I., The Gear Analysis Handbook, A practical guide for solving vibration problems in gear, VCI 2000. ISBN 0-9640517-1-0
  17. Taylor James I., The Bearing Analysis Handbook, A practical guide for solving vibration problems in bearings, VCI 2004. ISBN 0-9640517-3-7



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Sans objet




Autres informations

Projet : Implantation d’une technique AMDEC

  • Étudier la méthode AMDEC (Analyse des modes de défaillance, de leurs effets et leurs criticités), dans le but d'identifier les sources et de réduire les risques de défaillance;
  • Effectuer une petite recherche bibliographique. En fonction de vos références, faire une synthèse de vos lectures;
  • Déterminer un équipement sur lequel vous pouvez appliquer la méthode et décomposer toute votre démarche pour implanter l’AMDEC. Appliquer la méthode (fichier Excel) et faire une synthèse de vos résultats en proposant des recommandations d’amélioration et rédiger un rapport technique;
  • Présentation orale / Rapport technique très concis : Introduction, objectif, description du produit (équipement, procédé, etc.), méthodologie utilisée, résultats, synthèse, recommandations et conclusion.

 

CALENDRIER UNIVERSITAIRE

SESSION ÉTÉ 2019

Cours : Mercredi 18h00 – 21h30, local : A-4404

TP/Labo : Lundi 18h00 – 20h00, locaux : A-4524/A-1222

 

 

Semaine

Lundi

Mardi

Mercredi

Jeudi

Vendredi

 

1.

29 avril

Début des cours

30 avril

1er mai

Cours #1

2 mai

3 mai

 

2.

6 mai

 

7 mai

 

8 mai

Cours #2

9 mai

10 mai

 

3.

13 mai

TP 1

14 mai

 

15 mai

Cours #3-DEV 1

16 mai

 

17 mai

 

4.

20 mai

Congé férié Journée nat. des patriotes

21 mai

Horaire du lundi

TP 2

22 mai

Cours #4

23 mai

 

24 mai

 

5.

27 mai

TP 3-LAB 1

Remise DEV1

28 mai

29 mai

Cours #5

PROJET

30 mai

31 mai

 

6.

3 juin

TP 4

4 juin

 

5 juin

Cours #6

Remise lab 1

6 juin

 

7 juin

 

7.

10 juin

TP 5- INTRA

11 juin

12 juin

Cours #7

13 juin

 

14 juin

 

8.

17 juin

TP 6

18 juin

 

19 juin

Cours #8

20 juin

 

21 juin

 

 

9.

24 juin

Congé férié Fête nat. du Québec

25 juin

 

26 juin

Horaire du lundi

TP 8- LAB 2

27 juin

28 juin

 

 

10.

1er juillet

Congé férié Fête du Canada

2 juillet

3 juillet

Cours #9

4 juillet

5 juillet

 

11.

8 juillet

TP 9

9 juillet

 

10 juillet

Cours #10

Remise lab 2

11 juillet

 

12 juillet

 

12.

15 juillet

TP 10

ORAL-PROJET

16 juillet

 

17 juillet

Cours #11

18 juillet

 

19 juillet

 

13.

22 juillet

TP 11 – LAB 3

23 juillet

 

24 juillet

Cours #12

25 juillet

 

26 juillet

 

14.

29 juillet

TP 12

30 juillet

31 juillet

Cours #13

 

 

 

 

Période d’examens : 1er au 10 août 2019

 

 

Période de modifications d’inscription sans mention d’échec et avec remboursement (pour tous les étudiants) : du 29 avril au 10 mai 2019.

 

Période d’abandon des cours sans mention d’échec ni remboursement pour les cours de l’été 2019 : du 21 mai au 3 juillet 2019.

 

Période d’entrevue de stage, sans examen pour les cours de jour : du 3 au 14 juin 2019.

 

 

Fin de la session d’été : 10 août 2019.

 

Date limite pour déposer une demande de révision de note de la session d’été : 9 septembre 2019.