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Écologisation des opérations de maintien

Photo: shaunl / Getty Images.

Le changement climatique est aujourd’hui dans tous les esprits, et le secteur de l’entretien ne fait pas exception. Qu’il s’agisse de réduire les fuites pour s’assurer que les substances nocives pour l’environnement ne s’échappent pas, d’utiliser l’IA, les drones et d’autres technologies pour garder un œil sur les actifs à portée de main, ou de remplacer les actifs actuels par une version plus efficace, les responsables du maintien ont fort à faire pour naviguer dans la nouvelle réalité.

Nous avons contacté des experts des services publics, de la fabrication, de l’analyse, de la gestion des actifs et des services de conseil, afin d’obtenir un aperçu complet de la manière dont l’écologisation des opérations de maintien est réalisée. Ils comprennent Susan Lubell, consultant principal, Steppe Consulting Inc.; Erika Mazza, Gestionnaire de projet par intérim, Groupe des politiques des systèmes et processus, Département des travaux publics, Municipalité régionale de Durha; James Reyes-Picknell président et consultant principal, Actifs conscients; Stan Shantz, Cofondateur et vice-président, Perspect Analytics Inc.; and Hugues Therrien, Responsable d’ABB Motion Services, Canada.

Quel est l’effet des activités de maintenance sur l’environnement?
LUBELL: Les activités d’entretien prédictive qui détectent les émissions fugitives sont essentielles pour détecter et réparer rapidement les fuites et éviter ainsi les émissions indésirables. Dans le cas des fuites d’air des instruments, la détection et la réparation des fuites peuvent entraîner une réduction des besoins de compression de l’air, et donc une réduction de la demande d’énergie pour produire l’air comprimé. Cela peut également signifier que les systèmes de compression existants sont correctement dimensionnés pour répondre aux exigences de fonctionnement de l’usine.

La maintenance prédictive ou conditionnelle effectuée pendant que l’équipement ou l’actif fonctionne encore minimise le nombre de fois où les actifs passent par des cycles de démarrage-arrêt, évitant ainsi les émissions ou les produits non conformes qui pourraient se produire pendant cette transition de l’état de fonctionnement. Les choix en matière de conception et de composants, comme l’installation de garnitures de valves à faible taux d’émission, permettent de réduire encore davantage les émissions fugitives.

MAZZA: Les activités de maintien sont exécutées au cours de la phase la plus longue du cycle de vie des actifs et peuvent donc avoir un impact positif ou négatif sur l’environnement. Tout dépend de la nocivité des consommables utilisés, de la fréquence des activités de maintenance et de la manière dont nous éliminons les déchets générés par ces activités. Les activités de l’entretien ont également un impact sur l’efficacité de l’actif, d’où l’empreinte environnementale qu’elles entraînent.

REYES-PICKNELL: Les équipements fonctionnant à leur efficacité maximale consomment le moins d’énergie. Un équipement bien entretenu peut être utilisé à ce stade, à condition qu’il soit adapté au rôle que les opérations lui assignent. La conversion de l’énergie se dégrade si le moteur fonctionne à une température trop élevée ; l’entretien des ailettes de refroidissement du moteur permet donc d’optimiser la consommation d’énergie. Le fait de maintenir les moteurs au registre et les réglages du système d’alimentation en carburant à la bonne température permet de minimiser la consommation de carburant. Dans le cas des variateurs de fréquence (vitesse), l’appareil de commande de l’entraînement doit être exempt de poussière et de saleté. Les panneaux et armoires électriques sont souvent équipés de ventilateurs de refroidissement et de filtres à air – ils doivent être dégagés et capables de laisser passer l’air pour un refroidissement correct afin que les appareils électriques fonctionnent dans les plages prévues.

Une bonne surveillance proactive de l’état des équipements à l’aide d’ultrasons, d’imagerie thermique et d’analyse des vibrations permet de repérer les équipements qui se détériorent, de trouver les fuites et d’identifier les défauts électriques alors qu’ils sont encore mineurs. Agir sur un défaut alors qu’il est encore au début de son état de dégradation peut s’avérer utile en termes d’efficacité énergétique.
Lorsque des équipements doivent être remplacés, un remplacement à l’identique peut faire perdre des occasions d’appliquer des avancées technologiques qui contribuent à la conservation de l’énergie ; il convient d’examiner les dernières technologies disponibles et les avantages qu’elles peuvent présenter.

SHANTZ: Les activités de maintien peuvent avoir un impact positif ou négatif sur l’environnement. Par exemple, une personne est chargée de remplacer un moteur électrique défectueux de 100 ch. Le moteur entraîne une boîte de vitesses par l’intermédiaire d’un système d’entraînement par courroie trapézoïdale. La personne se sent obligée d’effectuer la réparation rapidement. Elle installe le moteur électrique et décide de ne pas prendre le temps d’aligner correctement les courroies. Elle génère un nouveau bon de travail pour retourner aligner correctement les courroies. Cependant, elle est appelée pour une tâche urgente avant d’établir le nouveau bon de travail et oublie de le générer.

Un défaut d’alignement peut augmenter la consommation d’énergie du moteur électrique jusqu’à 10 %. Cela signifie que vous devez acheter 10 % d’électricité en plus, ce qui se traduit par des émissions de carbone supplémentaires en raison de la décision de l’entreprise de ne pas prendre 30 minutes pour aligner correctement le moteur. Multipliez ce chiffre par une pléthore de moteurs électriques dans une installation, et vous comprendrez l’impact des activités de maintenance sur l’environnement.

THERRIEN: La maintenance peut prolonger le cycle de vie des équipements, ce qui signifie que le renouvellement et la mise au rebut des composants sont moins fréquents. Avec l’entretien planifiée plutôt qu’imprévue, elle peut être encore plus efficace, en évitant les temps d’arrêt, en réduisant le gaspillage des ressources et en garantissant la prévisibilité. Le bon niveau de performance des équipements permet d’économiser de l’énergie et du CO2 grâce à l’optimisation des performances des équipements et à l’évitement des interventions non planifiées. Par exemple, des améliorations significatives en matière d’économie d’énergie sont possibles grâce au réglage correct d’une combinaison de moteur et d’entraînement, moins d’interventions physiques signifient moins de déplacements et un bon entretien permet d’éviter le remplacement et la mise au rebut prématurés des composants.

Comment voyez-vous l’évolution du monde de l’entretien vers plus de respect de l’environnement ?
MAZZA: L’innovation en matière de nouveaux consommables respectueux de l’environnement est essentielle pour réduire les déchets, l’IA prédit avec plus de précision les modèles de maintien préventive qui réduiront le nombre d’interventions tout en maintenant la fiabilité des actifs, l’éco-responsabilité de l’industrie étant désormais intégrée dans les plans stratégiques de gestion des actifs qui se répercutent ensuite sur la manière éco-responsable dont nous exécutons les activités de maintenance. Ces éléments modifient notre façon de travailler et améliorent les effets positifs des activités de l’entretien.

REYES-PICKNELL: La première chose à faire est de reconnaître notre rôle dans la protection de l’environnement qui nous entoure. Nous devons veiller à ce que les « choses » restent confinées là où elles doivent l’être et remédier rapidement à toute rupture de ce confinement, le cas échéant. Il convient de mener une enquête pour identifier les endroits où l’entretien n’a peut-être pas été effectuée à l’origine et de les inclure dans les itinéraires d’inspection. Les inspections peuvent être améliorées par l’utilisation d’équipements de surveillance spécialisés ou de drones configurés pour lire les signaux provenant de dispositifs « en champ proche » ou utiliser des systèmes de vision pour repérer les anomalies telles que les fuites, les ultrasons pour détecter les fuites, les infrarouges pour identifier les défauts de l’isolation thermique ou les problèmes éventuels des dispositifs électriques dans les zones difficiles d’accès.

Les robots spécialisés (autonomes ou télécommandés) peuvent prendre en charge certaines fonctions dangereuses dans les ateliers ou s’occuper d’activités à distance dans des endroits difficiles ou dangereux. Les robots ne se fatiguent pas et ne font pas d’erreurs. S’ils sont programmés correctement, certains travaux répétitifs pourraient être retirés au mainteneur humain et confiés aux « mains » du robot, ce qui éliminerait le risque d’erreur humaine.

THERRIEN: Les produits eux-mêmes deviennent plus fiables, avec un nombre réduit de composants et une maintenance moins fréquente. Cette évolution va dans le sens de la protection de l’environnement. Le maintien de la fiabilité de chaque actif fait partie de l’équation, mais l’expertise devrait se concentrer sur le maintien des meilleures normes d’efficacité d’un parc d’actifs. Il peut être avantageux pour l’application de remplacer et de moderniser les équipements afin de tirer parti des nouvelles technologies pour améliorer les performances environnementales. Par ailleurs, la circularité est un sujet qui revêt une grande importance dans le secteur de la maintenance. Le recyclage et la réutilisation des équipements et des outils en sont des exemples. Comment prolonger le cycle de vie tout en améliorant les performances est une question clé à laquelle il faut répondre.

LUBELL: Utilisation accrue d’outils à air comprimé ; accent mis sur la détection et la réparation des sources d’émissions fugitives et de fuites d’air ; plus d’options pour le recyclage des composants usagés. En outre, des batteries de secours alimentées par l’énergie solaire dans les endroits les plus reculés et l’installation de turbines éoliennes pour produire de l’électricité sur les sites miniers éloignés. Enfin, une demande accrue de métiers spécialisés dans la maintien avec des compétences dans l’entretien des équipements de production d’énergie renouvelable tels que les éoliennes, les panneaux solaires ou l’énergie hydroélectrique.

Quelles sont les mesures prises récemment pour rendre la maintenance plus durable ?
SHANTZ: Il existe quelques mesures simples que les fabricants peuvent prendre pour être plus durables. Au lieu de changer l’huile régulièrement, passez-la dans une machine « rein », changez les filtres et faites l’appoint si nécessaire. Faites analyser l’huile pour déterminer si elle doit être changée ou si vous pouvez ajouter des additifs pour ramener l’huile aux normes des équipementiers. Cette approche consomme moins d’huile et minimise les déversements, ce qui peut favoriser la durabilité environnementale.

Concentrer les artisans et les techniciens sur la qualité de l’exécution des travaux. Aidez-les à comprendre comment leurs décisions quotidiennes affectent l’environnement. Les normes de qualité du travail aident les employés à prendre les bonnes décisions pour équilibrer le rendement de la production et la durabilité de l’environnement. Associer le programme de fiabilité des équipements à l’initiative de durabilité environnementale de l’entreprise. Cela permet de gérer correctement les risques environnementaux de l’entreprise.

THERRIEN: L’opportunité réelle d’aller de l’avant avec les pratiques de l’entretien durable vient de la numérisation. Il sera utile de pouvoir surveiller, en temps réel, les performances d’un actif, à la fois du point de vue de la fiabilité, mais aussi de son efficacité. En allant plus loin, avec de meilleures analyses et la technologie de l’IA, la maintenance sera plus prévisible et aidera les opérateurs à prendre de meilleures décisions manuelles et automatisées pour la performance et l’application de leurs actifs.

MAZZA: Au Canada, certains niveaux de gouvernement offrent des incitations pour les réductions de consommation d’énergie qui pourraient être le résultat direct d’une performance efficace des actifs. Le développement durable devient la pierre angulaire de la compétitivité de l’industrie, ce qui se répercute sur la révision des stratégies de maintenance afin de soutenir la réalisation des objectifs de l’entreprise.

Que peuvent faire les établissements pour devenir plus respectueux de l’environnement à court terme ? À long terme ?

REYES-PICKNELL: Court terme – maintenir des normes élevées. Moderniser pour améliorer l’efficacité énergétique, le traitement des déchets, en utilisant des technologies plus récentes au fur et à mesure que le besoin de remplacer les anciens systèmes et équipements se fait sentir. Il s’agit d’une démarche graduelle et parcellaire, mais qui peut aboutir à un changement important. Étudier les bâtiments pour détecter les fuites thermiques, d’eau et d’air – les corriger ou les moderniser si nécessaire.

À long terme – envisager des programmes visant l’efficacité énergétique, l’amélioration de la qualité de l’air, l’équilibrage des systèmes de distribution et d’évacuation de l’air.

SHANTZ: À court terme, l’accent est mis sur la mise en place de mesures et la mise en œuvre d’initiatives simples en matière d’IC. À plus long terme, mettre en œuvre des mesures permettant de suivre et de quantifier l’impact de la gestion des actifs et des opérations de maintenance sur l’initiative de durabilité environnementale de l’entreprise. Concentrez-vous ensuite sur l’établissement d’un lien entre le comportement des employés et la technologie afin d’aligner les opérations de gestion des actifs et de maintenance sur l’initiative de durabilité environnementale de l’entreprise.

THERRIEN: Environ 45 % de l’électricité mondiale est utilisée pour alimenter les moteurs électriques dans les bâtiments et les applications industrielles. La première étape consiste à identifier les performances des actifs actuels. Quels sont les éléments d’une usine qui peuvent être améliorés en termes d’efficacité ? Il existe de nombreux fruits à portée de main qui peuvent être ciblés avec la bonne attention. C’est le point de départ, et le potentiel peut ensuite être identifié. Il s’agit ensuite de planifier les activités d’amélioration et de donner la priorité aux opportunités qui ont le plus d’impact.

LUBELL: Envisager une utilisation accrue des véhicules électriques lorsque les distances à parcourir sont raisonnables et que des installations de recharge existent ou sont en cours de construction. Implanter les installations de production nouvelles ou agrandies à proximité des transports en commun ou mettre à disposition des transports en commun de l’entreprise comme des navettes pour encourager le personnel à faire du covoiturage.

Formation continue des agents de maintenance pour qu’ils soient en mesure d’entretenir les équipements les plus récents. Par exemple, des compétences et des techniques différentes sont nécessaires pour entretenir les bus urbains ou les équipements miniers à batterie électrique ou à moteur diesel, ou pour entretenir les panneaux solaires et les turbines éoliennes.

MAZZA: La demande de programmes d’incitation peut aider à conduire le changement à court terme. Commencer à être vert non seulement au niveau stratégique mais aussi au niveau pratique, sur tous les aspects de l’environnement de travail, de la suppression du papier aux toilettes à haute efficacité, cela doit devenir une culture de travail vert.

Pouvez-vous nous parler des actifs les plus écologiques et de ceux qui ont le plus besoin d’être modernisés ?
THERRIEN: Les investissements visant à garder une longueur d’avance, à améliorer la durabilité et à gérer la fiabilité seront toujours des sujets d’amélioration continue. Les options numériques disponibles aujourd’hui pour gérer ces aspects contribueront également à cette évolution. Cependant, lorsqu’il s’agit d’actifs industriels, trois éléments doivent être pris en compte. Premièrement, les actifs eux-mêmes et la manière dont l’investissement dans l’équipement le plus efficace peut contribuer aux objectifs écologiques globaux.

Environ 75 % des moteurs industriels en service fonctionnent avec des pompes, des ventilateurs et des compresseurs, une catégorie de machines très susceptible de faire l’objet d’améliorations majeures en matière d’efficacité. Deuxièmement, l’application des actifs. Il peut s’agir d’installations et de mises à niveau, mais il convient également d’examiner comment les équipements peuvent fonctionner ensemble pour répondre aux spécifications de l’usine tout en étant efficaces. Prenons l’exemple d’un simple moteur, qui fait fonctionner une pompe ou un ventilateur. Les performances des moteurs ont évolué au fil du temps et de nombreuses applications de moteurs étaient surdimensionnées dans l’industrie. Le remplacement du moteur peut permettre d’économiser de l’énergie s’il est effectué avec la bonne technologie et appliqué correctement. La norme IE4 pour les moteurs prévoit des pertes d’énergie inférieures de 15 % à celles de la variante IE3. L’ajout d’un variateur de vitesse et l’optimisation de la configuration peuvent permettre d’augmenter encore l’efficacité énergétique, jusqu’à plus de 40 % si la situation s’y prête. Enfin, il convient d’envisager une stratégie de maintenance pour garantir le maintien ou l’amélioration des performances pendant de nombreuses années.

MAZZA: Il existe de nombreux actifs verts sur le marché, à commencer par les installations construites à partir de matériaux recyclés, biodégradables, économes en énergie et à long cycle de vie. Nous devons améliorer la manière dont nous les éliminons une fois que nous en avons fini avec eux, le type de consommables dont ils ont besoin pendant leur phase d’entretien et d’exploitation au cours de leur cycle de vie.

SHANTZ: Les municipalités et les grandes villes sont en avance sur le secteur manufacturier en matière de durabilité environnementale parce qu’elles n’ont pas le choix. Les changements météorologiques dus au changement climatique affectent directement l’espérance de vie de leurs actifs et la sécurité des citoyens, qui les financent par leurs impôts.

Comment l’efficacité des actifs peut-elle rendre une installation plus durable ?
LUBELL: Réduction de la demande d’énergie grâce à une meilleure isolation, à la modernisation des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation et à leur entretien, à la conception des fenêtres et aux choix d’éclairage.

MAZZA: L’efficacité est directement liée au nombre de ressources nécessaires à l’entretien et à l’exploitation d’un bien. Plus les ressources utilisées sont réduites et écologiques, plus les performances globales de l’organisation sont éco-durables.

REYES-PICKNELL: L’efficacité se traduit par une baisse des coûts, ce qui rend l’installation plus rentable. Les actifs rentables ont tendance à durer plus longtemps que ceux qui ne le sont pas. En utilisant au mieux l’énergie grâce à des systèmes et des équipements efficaces, nous réduisons l’empreinte carbone des installations et rendons le bâtiment plus « attrayant » pour ceux d’entre nous qui se préoccupent de l’environnement.

SHANTZ: Plus les processus – humains et technologiques – sont efficaces, plus l’organisation est durable et rentable. De plus, l’amélioration de l’image de l’entreprise n’a pas de prix.

THERRIEN: La durabilité et la maintenance ne sont pas des questions à choix multiples, mais elles vont de pair. Les réglementations étant à l’origine de l’agenda vert, il y a beaucoup de travail à faire pour se mettre en conformité. La performance et la disponibilité des installations sont importantes pour rester compétitif et fonctionner avec succès sur le marché. Ces agendas doivent être associés et ne sont pas des sujets distincts. Par exemple, une application de pompage conventionnelle a un rendement d’environ 28 % et, avec les actifs, l’application et l’assistance appropriés, il est possible d’améliorer ce rendement à plus de 80 %.

La durabilité, l’efficacité et la circularité devraient faire partie intégrante des considérations lors de l’élaboration des stratégies de maintenance, qui devraient à leur tour aller au-delà de la seule fiabilité. La gestion et l’amélioration des performances des actifs permettent d’économiser de l’énergie, du CO2 et de l’argent, et garantissent les meilleures performances de l’usine pour qu’elle soit compétitive. La clé est d’avoir le bon plan et la bonne exécution.
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Mario Cywinski est rédacteur des magazines MRO, Plant, et Food and Beverage, et membre de l’Association des journalistes automobiles du Canada.