Trois motoréducteurs, un seul arrêt possible avant la livraison
Le service maintenance d'une usine de transformation de céréales exploite trois motoréducteurs identiques sur la même ligne d'ensachage. Le relevé vibratoire hebdomadaire du 14 mars donne, en vitesse globale RMS au palier côté sortie : M1 = 3,1 mm/s ; M2 = 5,8 mm/s ; M3 = 9,4 mm/s. Les seuils internes du site sont 4,5 mm/s pour l'alerte et 7,1 mm/s pour le danger. Le spectre de M2 présente un pic dominant à une fois la fréquence de rotation ; celui de M3 montre un pic à 3,6 fois la fréquence de rotation, entouré de bandes latérales et accompagné d'harmoniques. Le carnet de M3 indique 2 150 h de fonctionnement depuis la dernière révision et quatre arrêts non planifiés en douze mois, pour un temps de réparation moyen de 5 h. Un roulement de rechange est en stock, le second est annoncé à 21 jours. La ligne doit livrer un client sous 6 jours et un arrêt non planifié coûte 4 800 € par heure. Le chef d'atelier veut tout arrêter le jour même ; la production veut tout reporter après la livraison.
1. Interprétez les trois relevés et identifiez, pour M2 et M3, la nature probable du défaut en vous appuyant sur les fréquences observées.
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M1 (3,1 mm/s) : sous le seuil d'alerte de 4,5 mm/s → fonctionnement normal, surveillance hebdomadaire maintenue, aucune action.
M2 (5,8 mm/s) : entre alerte et danger. Le pic dominant à 1 × la fréquence de rotation est la signature d'un défaut de type balourd, mésalignement, faux-rond ou desserrage de fixation. L'absence de bandes latérales et de chocs à haute fréquence écarte l'hypothèse d'un roulement dégradé. Action : contrôle d'alignement, vérification des fixations et de l'équilibrage ; pas d'arrêt immédiat justifié.
M3 (9,4 mm/s) : au-delà du seuil de danger (7,1 mm/s). Le pic se situe à 3,6 × la fréquence de rotation, donc sur une fréquence non harmonique de la rotation, et il est entouré de bandes latérales avec des harmoniques : c'est la signature d'un défaut de roulement (chocs périodiques modulés par la rotation), et non d'un balourd, qui donnerait un pic net à 1 ×.
Conclusion : M1 sain, M2 à surveiller avec action mécanique simple, M3 en défaut confirmé de roulement avec risque de grippage. Le seuil seul ne décide pas : la fréquence caractéristique et la cinétique de dégradation entre deux relevés doivent être vérifiées sur l'historique avant de trancher.
2. Calculez le MTBF et la disponibilité intrinsèque de M3 à partir des données du carnet, puis évaluez le coût d'une défaillance fortuite avant la livraison.
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Temps moyen entre défaillances : MTBF = heures de fonctionnement / nombre de pannes = 2 150 / 4 = 537,5 h.
Temps moyen de réparation : MTTR = 5 h (donnée du carnet).
Disponibilité intrinsèque : A = MTBF / (MTBF + MTTR) = 537,5 / 542,5 = 0,9908, soit 99,1 %.
Lecture critique : cette valeur flatteuse ne doit pas rassurer. Elle est calculée sur quatre événements seulement, donc avec une forte incertitude, et surtout elle suppose un MTTR de 5 h, ce qui correspond à une réparation maîtrisée. Une rupture de roulement en catastrophe sur un motoréducteur peut immobiliser plus longtemps (démontage, pièce, remontage).
Coût d'une défaillance fortuite : 5 h × 4 800 €/h = 24 000 €, sans compter le risque de manquer la livraison à J+6 ni le coût de l'heure supplémentaire. À comparer au coût d'un arrêt planifié de quelques heures, bien inférieur : la défaillance subie coûte au minimum cinq fois plus qu'un arrêt programmé. C'est cet écart, et non le seul seuil vibratoire, qui justifie d'agir avant la livraison.
3. Proposez un plan d'action daté et hiérarchisé pour les six prochains jours, en justifiant le refus des deux positions extrêmes.
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Refus de l'arrêt total immédiat : M1 et M2 sont hors zone de danger. Arrêter toute la ligne le jour même immobilise la production sans gain de sécurité proportionné, et mobilise l'équipe sur des machines qui peuvent attendre.
Refus du report intégral après livraison : M3 cumule un dépassement du seuil de danger, une signature de roulement avérée et un historique de quatre pannes. Le laisser tourner six jours expose à 24 000 € par défaillance et à une rupture de livraison. Le risque n'est pas acceptable alors que la pièce est en stock.
Plan proposé
- J0 : information de la production, préparation de la consignation, réservation d'une fenêtre de 6 h, contrôle du roulement en stock, mise en place d'un relevé vibratoire quotidien sur M3 avec seuil d'arrêt immédiat à 11 mm/s.
- J+1 ou J+2 (au plus tard) : arrêt planifié de la ligne, remplacement du roulement de M3, contrôle d'alignement et de fixation, remise en service avec essai vibratoire.
- Même fenêtre d'arrêt : profiter de l'immobilisation pour réaligner et resserrer M2 (coût marginal quasi nul).
- J+3 à J+6 : surveillance rapprochée, puis livraison assurée.
- En parallèle : commande du second roulement pour reconstituer le stock, sans caractère bloquant.
Le critère de décision est le rapport entre le coût du risque (24 000 € par défaillance) et le coût d'un arrêt programmé, pas la seule position des chefs de service.