Note de justification technique · Choix techniques et technologiques
Pourquoi ces choix techniques
Cette note explicite et justifie les choix techniques du système de surveillance vibratoire en ligne proposé pour Tongon : chaque choix répond à un besoin opérationnel précis, ancré sur les normes en vigueur, et non à une surenchère technologique.
1 · Objet et principes
Quatre principes gouvernent la conception
Fit-for-purpose
Chaque point de mesure est justifié par un mode de défaillance réel de la machine concernée ; rien n'est instrumenté « par principe ».
Ancrage normatif
Seuils, sévérité et méthodes d'analyse s'appuient sur les normes ISO applicables.
Ouverture
Protocoles standard et export des données brutes : le client reste propriétaire et exploitant de ses données, sans dépendance à une plateforme fermée.
Sécurité OT
L'architecture en ligne est segmentée et sécurisée selon les principes IEC 62443.
2 · Cadre normatif
Références normatives de référence
| Référence | Objet / portée |
|---|---|
| ISO 20816 | Évaluation des vibrations mécaniques par mesures sur les parties non tournantes ; zones de sévérité A/B/C/D (remplace l'ISO 10816). |
| ISO 13373 | Surveillance et diagnostic vibratoires des machines : procédures de mesure (partie 1), traitement et analyse des données (partie 2). |
| ISO 17359 | Lignes directrices générales de la surveillance d'état et du diagnostic des machines. |
| ISO 13379 | Interprétation des données et techniques de diagnostic (aide à la corrélation défaut / symptôme). |
3 · Matrice de justification
Point de mesure ↔ défaut surveillé ↔ machine
Le cœur de la justification : pour chaque famille d'équipement, les points de mesure retenus, le mode de défaillance surveillé et la technique d'analyse associée.
| Organe | Point de mesure | Défaut surveillé | Technique / indicateur |
|---|---|---|---|
| Broyeurs à boulets | |||
| Paliers de tourillon | Palier, radial H/V | Usure, défaut de lubrification | Vélocité RMS (ISO 20816) + enveloppe / émission acoustique (basse vitesse) |
| Couronne – pignon | Carter pignon, radial | Défaut d'engrènement, dents | GMF et bandes latérales (spectre HF) |
| Motoréducteur | Paliers moteur / réducteur | Roulements, désalignement, balourd | Enveloppe (roulements) + 1x / 2x |
| Structure / fondation | Semelle, radial | Desserrage mécanique | Harmoniques de 1x (forme d'onde) |
| Pompes d'alimentation des cyclones | |||
| Roulements | Paliers, radial H/V + axial | Écaillage, grippage | Enveloppe HF (BPFO / BPFI / BSF / FTF) |
| Roue / hydraulique | Bride de refoulement, radial | Balourd (érosion), recirculation | 1x radial + passage d'aubes (n·RPM) |
| Accouplement | Paliers, axial + radial | Désalignement | 2x, composante axiale marquée |
| Corps de pompe | Volute, radial | Cavitation | Bruit large bande HF (spectre « haystack ») |
| Concasseurs (à mâchoires) | |||
| Arbre excentrique | Paliers, radial | Roulements, jeu | Enveloppe + forme d'onde |
| Articulation / mâchoires | Bâti, radial | Chocs, impacts, jeu | Forme d'onde temporelle (facteur de crête, kurtosis) |
| Volant d'inertie | Palier volant, radial | Balourd | 1x |
| Transmission | Support moteur | Courroies (tension, défaut) | Fréquences de courroie / sous-harmoniques |
4 · Chaîne de mesure
Capteurs et bandes passantes par type d'équipement
Le choix des capteurs et de leur montage découle des fréquences à observer et de l'environnement de chaque machine. Le montage vissé (goujon) est privilégié partout où la bande passante utile l'exige.
| Équipement | Capteur & fixation | Bande passante | Indicateurs / traitement |
|---|---|---|---|
| Broyeurs à boulets | Accéléromètre IEPE basse fréquence, haute sensibilité (~500 mV/g), montage vissé | ≈ 0,2 Hz – 10 kHz | Analyse d'ordre, enveloppe, émission acoustique / stresswave (basse vitesse) |
| Pompes cyclone | Accéléromètre IEPE standard (~100 mV/g), montage vissé ; radial H/V + axial | ≈ 1 Hz – 15 kHz | Vélocité RMS, enveloppe roulements, suivi passage d'aubes & cavitation |
| Concasseurs | Accéléromètre robuste haute plage (~100 mV/g, ±50 g), boîtier IP67, câble blindé | ≈ 1 Hz – 10 kHz | Forme d'onde (crête, kurtosis), enveloppe, spectre |
5 · Architecture & cybersécurité
Une architecture en ligne segmentée et ouverte
Le système est permanent (capteurs en ligne → concentrateurs → passerelle → serveur de supervision). Son intégration au réseau du site suit une logique de sécurité et d'ouverture.
Segmentation OT
Le CMS réside dans une zone OT dédiée (VLAN), isolée du réseau bureautique ; flux maîtrisés vers l'automate / la supervision selon le modèle zones & conduits de l'IEC 62443, pare-feu industriel.
Ouverture / anti-dépendance
Communication par protocoles standard (Modbus TCP, OPC-UA) et export des données brutes (formes d'onde et spectres en formats ouverts). Le diagnostic reste possible même sans la plateforme éditeur.
Maîtrise des accès
Authentification, gestion des droits, journalisation, mises à jour et sauvegardes maîtrisées.
Ce volet OT est un domaine d'expertise propre d'INOVATEC : il transforme une exigence de sécurité souvent négligée par les fournisseurs de capteurs en garantie intégrée dès la conception.
6 · Périmètre maîtrisé
Ce que nous retenons, ce que nous écartons
La crédibilité d'une offre d'instrumentation se juge autant à ce qu'elle exclut qu'à ce qu'elle propose. Nos arbitrages sont explicites.
| Retenu — justifié par le besoin | Écarté délibérément — pour éviter la surenchère |
|---|---|
| Instrumentation des machines critiques du circuit (broyeurs, pompes, concasseurs) | Instrumentation systématique des machines non critiques |
| Points de mesure justifiés un à un par un mode de défaillance | Capteurs redondants n'apportant pas de gain diagnostique |
| Techniques adaptées à chaque physique (enveloppe, ordre, forme d'onde) | Fonctions logicielles avancées non exploitées par les équipes |
| Protocoles ouverts et données brutes exportables | Solutions propriétaires fermées créant une dépendance |
7 · Revue de conception
Co-construire les choix plutôt que les imposer
Avant déploiement
Revue de conception conjointe
Revue conjointe du plan de mesure avec l'Instrumentation avant déploiement.
Visite technique
Validation sur site
Validation des points de mesure avec le responsable Instrumentation lors de la visite technique.
Preuve de valeur
Pilote sur une machine
Démonstration de la valeur par la détection précoce d'un défaut réel avant généralisation.