Contrôle des capteurs industriels : enjeux et bénéfices
Les capteurs sont les yeux des industriels, sans ces outils précieux, il serait impossible de suivre et piloter les installations, et encore moins d’optimiser leur fonctionnement. Seulement les capteurs industriels, comme tout autre équipement, s’usent au fil du temps. A travers cet article, notre expert instrumentation, Rémi Pelletier, nous rappelle l’importance du contrôle capteur et de la maintenance préventive.
Les capteurs industriels, des éléments centraux de l’installation
Généralement placés au sein des process et des utilités, les capteurs industriels permettent de mesurer différentes grandeurs physiques : masse, distance, température, pression, débit, courant électrique, etc.
“L’exploitation de ces grandeurs physiques permet à propos d’une installation : de suivre les consommations (énergie, production, etc.), de l’évaluer, de la réguler et de l’optimiser. Entre autres, les capteurs industriels sont le point de départ pour assurer une compréhension optimale du fonctionnement d’une usine. Sans ces derniers, les équipes ne pourraient pas piloter et optimiser efficacement l’installation.”
Rémi Pelletier, Chargé de projet chez Dametis
Quelle que soit la taille de l’usine, toutes disposent de nombreux capteurs, faisant remonter une quantité de données considérable à fiabiliser.
Rémi Pelletier :
“Ce n’est pas parce que les industriels ont un nombre conséquent de mesures qu’il est nécessaire de toutes les analyser. Il faut seulement récolter, analyser et exploiter les données qui répondent aux besoins de l’industriel pour atteindre ses objectifs.
Pour mieux comprendre ça, un parallèle très simple peut être fait avec la vie quotidienne. Dans une voiture on a de nombreuses données qui circulent, pourtant quand on conduit, on a sur notre tableau de bord uniquement les informations essentielles qui s’affichent : la vitesse, le niveau d’essence, les voyants d’alerte. Si les données au global permettent de déclencher les alertes, elles ne sont pas affichées sur le tableau de bord, heureusement car il y en aurait un nombre tellement important qu’on n’y verrait plus rien.
C’est exactement le même fonctionnement en industrie. Et c’est pourquoi chez Dametis on a développé un logiciel EMS qui permet de récolter toutes les informations grâce aux capteurs industriels. Mais cet outil va plus loin, il valide la donnée, la norme et la contextualise. Cela permet d’afficher de manière très visuelle les données les plus pertinentes. Ainsi l’usine peut plus facilement prendre des décisions pour atteindre ses objectifs de production, de performances énergétiques et environnementales, etc.”
Seulement pour mesurer l’atteinte des objectifs et mettre en place des actions d’optimisation efficaces, les données d’entrée doivent être fiables.
“La fiabilité des données intégrées au logiciel est essentielle pour garantir la justesse des analyses, des préconisations et des calculs de gains.”
C’est la raison pour laquelle il devient essentiel de contrôler, vérifier et fiabiliser les capteurs présents sur place.
Quelle méthode pour contrôler les capteurs industriels ?
Le contrôle capteur, c’est l’intervention métrologique d’un technicien qui se déplace sur les sites avec des moyens pour tester, évaluer et comparer les mesures présentes chez les industriels. Il s’assure alors que les valeurs renvoyées par le capteur industriel sont justes et cohérentes par rapport à la grandeur mesurée réelle. In fine, ce technicien vient certifier que les valeurs sont correctes et donc exploitables.
Rémi nous donne plus de détails sur la réalisation d’un contrôle capteur !
Rémi, à quelle fréquence les capteurs doivent-ils être contrôlés ?
“Ça varie en fonction de plusieurs facteurs liés aux capteurs : les conditions d’utilisation, les technologies, l’année des équipements, leur vétusté et l’environnement ambiant dans lequel ils sont. Mais cette périodicité de contrôle varie aussi en fonction du système de management de l’énergie de l’usine (type ISO 50001).”
Les critères sont nombreux, la fréquence des contrôles capteur doit donc être adaptée à chaque installation.
“A titre d’exemple, les sondes de pression, de température et les débitmètres doivent être plus régulièrement contrôlés. Dans le cadre de l’ISO 50001 notamment, un débitmètre mesurant une donnée liées à un UES, doit faire l’objet de contrôles plus fréquents. À l’inverse, la mesure d’un courant électrique est moins susceptible de dériver et ne nécessite pas de contrôles aussi réguliers.”
A noter, qu’il est obligatoire de contrôler périodiquement les capteurs industriels. Cependant, il convient à chaque industriel de déterminer une périodicité de contrôle et celle-ci peut varier d’un capteur à un autre.
Peut-on avoir un exemple concret de périodicité déjà vécue chez un client ?
“Oui, on a un client de l’agroalimentaire, qui fait le choix de contrôler ses capteurs de température et de pression sous une récurrence annuelle. En revanche ce client à des centrales de mesures remontant des données électriques. Il fait le choix de les faire contrôler tous les 3 ans, car les dérives liées à celles-ci sont moins fréquentes.
“Plus la mesure est importante pour nos clients à la fois en vue des réglementations, mais aussi des consommations et des objectifs à atteindre, plus nous lui conseillons de vérifier régulièrement les capteurs industriels liés à ces données, donc tous les ans par exemple. En revanche, si les données mesurées sont moins critiques pour le client, qu’elles ont moins d’impact dans les analyses et autres, nous préconisons une récurrence de contrôle plus étalée (tous les 2, 3, 5 ans).”
Comment se déroule un contrôle capteur ?
“Il y a plusieurs méthodes pour cela.
La première consiste à se référer à un équipement étalon tracé métrologiquement. On installe alors le capteur étalon en parallèle du capteur à contrôler. On fait remonter les mesures de chacun et on compare les résultats. A la suite de la première mesure, on réitère l’opération en modifiant la consigne. Cela nous permet de s’assurer du bon fonctionnement du capteur industriel sur toute sa plage de fonctionnement.
La seconde méthode consiste quant à elle à comparer les résultats entrants et sortants sous la même temporalité et les mêmes unités. On compare alors le sous-comptage avec le compteur général. L’écart que met en avant cette comparaison permet ou non de valider le contrôle des mesures sous-comptées.
Sur certaines mesures plus contraignantes, il est possible de réaliser des comparaisons entre un mètre étalon et une mesure in-situ sur l’environnement même du capteur industriel, en fonction de sa technologie. Cette méthode offre une comparaison partielle, toutefois une validation du capteur est quand même assurée.”
Contrôle capteurs et ISO 50001, quelles informations supplémentaires
La certification ISO 50001 introduit des exigences renforcées sur la mesure des usages les plus énergivores, et en l’absence de vérification de capteurs industriels, les données peuvent être erronées. C’est pourquoi la norme impose de garantir la fiabilité et la traçabilité métrologique des capteurs ayant un impact sur lui suivi des consommations.
Les industriels sont donc dans l’obligation d’identifier ces équipements, de planifier et d’enregistrer leur contrôle périodique. Aujourd’hui la norme n’impose aucune périodicité pour les contrôles capteurs, c’est donc à l’industriel de définir lui-même ses propres intervalles de vérification.
L’importance du contrôle capteur en industrie
Lorsque les industriels contrôlent régulièrement leurs capteurs ils s’assurent de :
- Garantir la fiabilité de leurs mesures et de leurs analyses pour une amélioration en continue des performances. “Avec le contrôle capteur, on assure que les analyses soient qualitatives, cela permet ensuite de se concentrer sur l’optimisation des performances.”
- Anticiper, détecter et corriger les dérives. “Un contrôle fréquent permet d’identifier rapidement l’usure d’un capteur industriel. S’il dérive légèrement, il est possible que les logiciels EMS ne détectent pas cette dérive (celui-ci activant une alarme par rapport à des seuils configurés). Ce contrôle permet donc d’anticiper toute dérive, d’agir en conséquence en appliquant un ajustement ou un remplacement. Entre autres, il est utile pour éviter de perdre toute fiabilité dans les analyses.”
- Prévenir et éviter les risques liés au matériel, à la qualité et à la performance globale. “Appliquer une pression trop importante sans en avoir connaissance peut endommager certains matériels. Également une température réellement basse qui est affichée plus haute peut impacter la qualité de production.”
- Optimiser le dimensionnement des installations futures. Les capteurs apportent un historique fiable des données de l’installation actuelle, on ne part pas d’une page blanche, mais d’une base solide existante. Si l’industriel décide d’étendre son installation en ajoutant une nouvelle ligne de production par exemple, cela pourra être réalisé sans surdimensionner ou sous-dimensionner le fonctionnement des équipements déjà en place.
- Avoir une meilleure vision pour optimiser efficacement le pilotage de l’installation dans sa globalité. Un essentiel pour accroître sa démarche d’efficacité énergétique.
