South West Water – maintenance préventive conditionnelle au long du cycle de l’eau
Comment South West Water atteint ses objectifs commerciaux grâce à la surveillance vibratoire
South West Water fournit un approvisionnement fiable et efficace en eau potable de haute qualité et se charge du retraitement des eaux usées pour environ 1,7million d’habitants en Cornouailles, dans le Devon, les îles Scilly et certaines parties du Somerset et du Dorset. Pour couvrir les besoins de ses clients, l’entreprise stocke de l’eau dans plus de 20retenues et traite l’eau potable dans une quarantaine d’installations.
South West Water exploite également 650 stations d’épuration des eaux usées. En fait partie la station de Marsh Mills en périphérie de Plymouth. Environ un tiers des eaux usées des 230000 habitants de la ville y est traité en plusieurs étapes avant d’être réintroduit dans le cycle de l’eau. Après un premier traitement mécanique, South West Water réalise à Marsh Mills une épuration biologique utilisant un procédé de boues activées. Dans ce procédé, des microorganismes éliminent les matières organiques dissoutes dans l’eau. «Comme il s’agit de microorganismes aérobies, il est essentiel que suffisamment d’oxygène soit amené dans l’eau pour que le processus de décomposition puisse se dérouler avec la qualité souhaitée», indique Brendan Teague, responsable de la maintenance chez South West Water. Cette tâche est assurée par neuf aérateurs d’une puissance de 615kW qui pompent jusqu’à 390 mètres cubes d’air par minute dans les bassins d’activation.
Les aérateurs – un équipement injustement négligé
«Le besoin en maintenance des moteurs d’aérateurs était jusqu’ici contrôlé environ une fois par mois. Il pouvait cependant arriver qu’entre ces maintenances périodiques une installation tombe en panne car des détériorations de roulements étaient passés inaperçues ou s’étaient développées pendant l’intervalle.»
Un autre «problème» est que les bruits qui pourraient indiquer une dégradation de l’état du moteur ne peuvent pas être entendus de l’extérieur. «Les moteurs sont dotés d’une isolation phonique, on peut donc littéralement passer à côté d’eux sans les remarquer. C’est peut-être une des raisons pour lesquelles, dans le secteur du traitement de l’eau et des eaux usées, les aérateurs sont souvent négligés alors qu’ils jouent un rôle critique, par exemple pour le bon fonctionnement des pompes utilisées pour l’approvisionnement en eau potable.»
Brendon Teague a finalement décidé d’équiper à Marsh Mills neuf unités d’aérateurs d’un diagnostic vibratoire d’ifm. Cette première étape est logique et n’est donc pas surprenante.
De puissants aérateurs pompent de l’air dans le bassin d’activation – à Marsh Mills, jusqu’à 390mètres cubes par minute.
Maintenance préventive conditionnelle: garder un œil sur l’état de santé de l’installation
«Je collabore depuis longtemps avec ifm pour protéger les installations de South West Water contre les arrêts imprévus grâce à la maintenance préventive conditionnelle», explique Brendan Teague. Avec son équipe, il a installé plus de 200 boîtiers de contrôle VSE100 ainsi que les accéléromètres y étant raccordés dans les installations de traitement d’eau et les stations d’épuration des eaux usées de South West Water.
Le système d’analyse vibratoire consiste en des accéléromètres et un boîtier de contrôle. Les capteurs – South West Water utilise des capteurs du type VSA001 – sont installés à des positions stratégiques de l’installation et transmettent les données au boîtier de contrôle, dans ce cas un VSE100. Celui-ci évalue en permanence les informations de quatre capteurs. En cas de dépassement d’un seuil, il envoie les signaux correspondants au système de supervision. Une interface Ethernet permet aussi de transmettre les données et les alarmes à un poste de supervision.
Facilitation de la recherche d’erreur et de la planification de la maintenance à distance
Grâce au diagnostic vibratoire, l’état de santé d’une machine est enregistré en permanence. La surveillance des vibrations sur une plage temporelle et fréquentielle permet de détecter à temps les détériorations imminentes et de les analyser en temps réel au moyen du logiciel d’ifm dans une analyse FFT approfondie (transformation de Fourier rapide). Comme une fréquence précise peut être affectée aux différents composants de l’installation ou aux modèles de détérioration, la recherche d’erreur sur place, qui nécessite souvent beaucoup de travail, n’est plus nécessaire et les travaux de maintenance peuvent être préparés efficacement, même à distance. Les heures de maintenance et les temps d’arrêt peuvent ainsi être significativement réduits.
Les capteurs contribuent à l’atteinte des objectifs de l’entreprise
«C’est un réel avantage de disposer d’une vue centralisée des états de toutes les machines importantes grâce au logiciel et d’être informé dès qu’une valeur dépasse un seuil critique», affirme Brendan Teague. Le responsable de la maintenance peut ainsi obtenir rapidement un aperçu de la situation, évaluer le besoin d’intervenir et, en cas d’urgence, informer l’équipe de maintenance sur place.
«Sous cette forme, la maintenance préventive conditionnelle nous aide à atteindre nos objectifs de respect de l’environnement en matière de traitement de l’eau et d’épuration des eaux usées. Grâce à la détection précoce des détériorations, nous pouvons souvent réagir à temps et ainsi prévenir les arrêts et les réparations coûteuses.Nous considérons que grâce à l’introduction de la surveillance d’état, nous pouvons réduire les coûts d’entretien et de remplacement des installations endommagées de 100000 à 150000 livres sterling en moyenne par an.»
Maintenance préventive conditionnelle: en standard sur les machines nouvellement installées
Pour profiter encore mieux de ses avantages à l’avenir, South West Water a défini comme standard technique la maintenance préventive conditionnelle des pompes et aérateurs. «Chaque nouvelle installation doit ainsi être équipée de capteurs et d’une électronique de traitement pouvant être intégrés dans notre structure existante. Cela apporte non seulement une meilleure fiabilité pour les installations importantes, mais nous aide aussi à maintenir de manière efficiente et efficace la qualité des installations de traitement plus petites en zone rurale et de tout conserver en parfait état.»
L’avenir: collaboration sur la plateforme IoT
Brendon Teague s’imagine tout à fait que la prochaine étape de développement pourrait être le passage à la nouvelle plateforme IoT moneo d’ifm. Avec moneo, même les infrastructures complexes de capteurs sont faciles à maîtriser, tandis que le module optionnel moneo RTM offre de grandes possibilités pour une analyse vibratoire encore plus complète. «En combinaison avec les nouveaux edgeGateways d’ifm et donc avec la possibilité de rendre disponibles les données dans un environnement de cloud, je pourrai partager de manière encore plus efficace les données pertinentes avec mes collègues de la maintenance, pour être en mesure d’améliorer significativement la qualité de la maintenance et la rapidité d’intervention en cas d’alarme.»
Les capteurs de vibrations sur les moteurs détectent à temps les prémisses de dégradation, avant que des détériorations plus importantes puissent se produire.
South West Water utilise environ 200 boîtiers de contrôle de type VSE100 pour surveiller les machines dans ses installations de traitement d’eau et d’épuration des eaux usées.
Conclusion
Grâce à un système complet de maintenance préventive conditionnelle, South West Water peut efficacement prévenir les défaillances graves de ses pompes, centrifugeuses et aérateurs – équipements critiques pour l’approvisionnement en eau et l’épuration des eaux usées. Cela permet à l’entreprise d’importantes économies au titre des réparations ou remplacement d’équipements. La surveillance des installations permet également d’atteindre ses objectifs d’utilisation responsable de la ressource en eau.