INFRASTRUCTURE  
Maintenance Magazine 155 – mars 2022

Evergem donne le ton de la maintenance prévisionnelle pour les écluses flamandes

En raison d’une utilisation fréquente et d’un certain nombre de cas de dommages, la grande écluse d’Evergem requérait une réparation approfondie. Le service flamand des voies navigables et le Service gouvernemental flamand de la Mobilité et des Travaux publics (MOW) ont profité de l’occasion pour équiper de capteurs supplémentaires les portes de l’écluse, en vue d’une maintenance et d’une gestion plus efficace et plus effective à l’avenir.

par Koen Mortelmans

L’écluse d’Evergem est située sur la jonction la plus importante pour la navigation intérieure entre le port de Gand-Terneuzen et l’arrière-pays sud. Elle charrie chaque année des dizaines de milliers de péniches. « Ce projet pilote ne se concentre pas sur les écluses présentant d’éventuels défauts liés à l’âge. Son but est d’acquérir autant de données utiles que possible avec divers types de capteurs et d’acquérir de l’expérience dans l’interprétation de ces informations. Actuellement, de nombreuses écluses flamandes sont déjà équipées de capteurs pour le contrôle-commande et les gestionnaires des voies navigables enregistrent ces données temporairement », explique Leslie Etneo, ingénieur au MOW. « Cependant, les portes elles-mêmes de ces écluses ne sont pas équipées de capteurs. En outre, les données acquises ne sont guère utilisées à des fins de maintenance ou pour la gestion des portes d’écluse. »

Passage du réactif au proactif

Le MOW est entre-temps convaincu que les principes et technologies de maintenance prédictive déjà utilisés dans l’industrie peuvent également être appliqués aux portes d’écluse. En effet, les écluses sont des pièces mobiles et peuvent donc être considérées comme des machines. « Cette vision est innovante. Jusqu’à présent, les écluses étaient plutôt considérées comme des ‘œuvres d’art robustes’. Doter les portes d’écluse de divers capteurs et combiner ces informations avec les données déjà disponibles offre de nombreux avantages. D’une part, les données des capteurs peuvent être pertinentes pour des applications directes, d’autre part, nous pouvons également utiliser les nouvelles données et celles existantes pour définir des variables prédictives. Nous voulons arriver à une maintenance prévisionnelle et préventive des écluses à l’aide d’une analyse avancée des données. »

Renouvellement des pivots

Le projet a été précédé d’un certain nombre d’ateliers avec les parties prenantes, afin de clarifier le besoin. Une consultation du marché a ensuite été organisée, suivie de l’élaboration d’un cahier des charges. Sur cette base, la commande pour la fourniture et la pose des capteurs a été confiée à la société privée Zensor. En octobre, dans l’atelier sidérurgique où étaient réparées les portes de l’écluse, Zensor a posé 68 capteurs sur ces dernières (27 sur chaque porte amont et sept sur chaque porte aval); elles ont été remises en place début novembre. Pendant les travaux, les pivots des portes de l’écluse ont également été partiellement renouvelés. Pendant les travaux, la navigation pouvait toujours utiliser la deuxième écluse (plus petite) d’Evergem. MOW faisait placer en février les six derniers capteurs au-dessus de la ligne de flottaison et installait le système d’acquisition de données. Début novembre, la grande écluse était rouverte et la troisième phase des travaux démarrait. Au cours de cette dernière, les systèmes hydrauliques et électromécaniques des portes seront révisés en profondeur. Les travaux seront entièrement terminés en août 2022.

Types de capteur

Chaque capteur a sa propre fonction spécifique. Certains mesurent l’étirement du métal, d’autres la pente ou la vitesse d’écoulement de l’eau. Ils doivent être en mesure d’identifier les situations problématiques potentielles à un stade précoce. « Il est utile pour le transport maritime que les gros travaux de maintenance puissent être planifiés au préalable », explique l’ingénieur chef de projet Bart Verbeke (MOW). « Le défi du projet pilote est de faire en sorte que Zensor mesure autant de phénomènes que possible avec une configuration de capteurs la plus efficace. Les différents phénomènes pertinents relatifs à la maintenance de l’écluse sont par exemple l’usure des roulements, l’affaissement de porte, la pression et les fuites d’eau ... Les paramètres sont mesurés par différents types de capteurs et convertis en informations pertinentes. Par exemple, des accéléromètres sont utilisés pour surveiller le comportement des roulements. » Les capteurs d’inclinaison eux sont utilisés pour surveiller à la fois l’inclinaison lors de l’ouverture et de la fermeture de la porte (ferme-t-elle bien ?) et celle du vantail dans le temps (la porte penche en raison de l’usure des roulements ou de l’augmentation du poids due à l’accumulation de boues). « Nous utilisons également des jauges de contrainte et des capteurs de tension de boulon pour surveiller la force agissant sur l’écluse. Outre la mesure des phénomènes liés à la maintenance, il est également requis de déterminer avec précision la position des portes. Pour cela, nous utilisons des encodeurs rotatifs et linéaires à inclinomètres. »

Boues

Les données déjà enregistrées pour cette installation sont les niveaux d’eau et les pressions des cylindres. « Nous pouvons probablement en tirer également beaucoup d’informations, telles que la précision ou l’agilité de fermeture des portes ? Quelque chose coince ou trop de boues s’amoncelle ... ? » Un exemple typique de passage d’une maintenance corrective à une préventive est l’évacuation des boues qui s’accumulent devant les portes amont. « Actuellement, nous les dragons périodiquement ou lorsque les portes ne se ferment plus correctement. Avec une bonne analyse des données, nous devrions être en mesure de remarquer beaucoup plus tôt que des boues s’accumulent. »

Apprendre à interpréter

Le datalab et le département Expertise Béton et Acier du MOW travaillent actuellement sur un outil d’alerte maintenance basé sur les données existantes. L’objectif est de capturer plus de données à l’aide de capteurs supplémentaires afin de justifier la maintenance préventive et prévisionnelle du point de vue ‘Structural Health Monitoring’. « Beaucoup d’événements peuvent mal tourner avec une porte d’écluse. Notamment des désalignements, des portes qui s’affaissent, des roulements qui s’usent ... Nous avons délibérément placé de nombreux capteurs à Evergem. Le but est de connaître les informations cruciales et celles qui ne le sont pas pour la gestion et la maintenance. Nous pouvons ensuite utiliser ces informations pour équiper d’autres portes d’écluse avec un plus petit nombre de capteurs, ces derniers étant immédiatement significatifs. Il n’est pas possible de déduire directement des données de mesure des capteurs ce qui doit être entretenu ou remplacé. Nous devons les combiner les unes avec les autres et apprendre à reconnaître les modèles dans cette combinaison », ajoute Etneo. Au bout d’un an, les initiateurs espèrent avoir collecté suffisamment d’informations pour également équiper de capteurs d’autres écluses. De cette manière, les écluses devront être fermées moins souvent inopinément et moins de cycles complets d’assèchement seront nécessaires pour inspection.