IN THE FIELD
Maintenance Magazine 139 – février 2018
‘Easy-Maintenance’ s’appuie sur un code QR unique placé sur la pompe donnant tout l’historique des opérations, les plans et les vues éclatées. (Photo : KSB)
“Le modèle de l’industrie 4.0 dans sa forme idéale (intelligence et autonomie totale des pompes) est encore un projet sur le long-terme”, selon Marc Herman, Managing Director de KSB Belgium et KSB Services. (Photo : KSB)
Le SupremE est un moteur synchrone à reluctance, sans aimants, de classe IE5 promettant une économie énergétique possible de 15% . Secondé par son variateur de vitesse, le PumpDrive, elles pourraient atteindre jusqu’à 70%.
Le Pump Meter, unité de surveillance intelligente sur la pompe, mesure en permanence la pression en entrée et sortie de la pompe et indique le point de fonctionnement réel par rapport à la courbe caractéristique de celle-ci.
Au cœur des processus industriels les plus encadrés tels que le traitement des eaux, la chimie ou encore le bâtiment, les systèmes de pompages font l’objet d’exigences toujours plus nombreuses : efficacité énergétique, flexibilité, réduction du coût total d’exploitation, sans oublier le paquet de législations locales et autres directives européennes. Produit mature et hautement concurrentiel, la pompe n’échappe pas non plus à l’évolution vers le modèle 4.0 : des solutions facilitant la maintenance prédictive, au partage avancé de données par Cloud, jusqu’au contrôle par smartphone... Peut-on pour autant déjà envisager une “Pompe 4.0”, avec tout ce que cela sous-entend en terme d’autonomie et d’intelligence ? Il reste encore du chemin à faire selon Marc Herman, Managing Director de KSB Belgium et KSB Services, même si le groupe a clairement posé les étapes d’un premier prototype.
Actif depuis 2011 au sein de KSB et nommé au poste de Managing Director KSB Belgique et KSB Services en juillet 2016, Marc Herman a pu observer l’évolution des besoins client au fil des années : “De manière générale, je constate une évolution des besoins et des comportements notamment en terme de services, de personnalisation et de réactivité. A l’instar de l’industrie automobile qui s’est adaptée à ces changements en intégrant plusieurs concepts de l’industrie 4.0 au niveau de la production, les mentalités commencent à changer aussi dans le domaine des pompes où de plus en plus de clients sont à la recherche de la perle rare, et la veulent le plus vite possible.” Un constat bien intégré dans la vision de M.Herman, qui cible une croissance de l’activité ‘Services’ pour les prochaines années : “La part de service représente entre 15 à 20% de nos activités et nous souhaitons croître dans ce secteur, que cela soit au niveau des inspections, améliorations, mises en service, réparations, vente de pièces de rechange mais aussi les services à valeur ajoutée telles que le retrofit d’installations existantes.” Une approche qui semble porter ses fruits puisque KSB Belgique enregistre une croissance de 10% pour l’année écoulée ainsi qu’une augmentation de son effectif d’environ 20%, principalement des ingénieurs. Un nouveau bâtiment a d’ailleurs été inauguré dernièrement sur son site de Wavre. Mais quid d’un premier prototype de pompe 4.0 ?
M.Herman est clair sur ce point : “Le modèle de l’industrie 4.0 dans sa forme idéale (intelligence et autonomie totale des pompes) est encore un projet sur le long-terme. Actuellement dans le domaine des pompes et plus généralement dans l’industrie process, cela concerne encore purement les fonctions de maintenance préventive et prédictive. Les raisons à cela sont principalement liées à l’écart de coût entre la pompe classique de moins en moins coûteuse, et l’investissement nécessaire pour mettre en place une intelligence avancée, lequel commence seulement à prendre des proportions acceptables. D’autre part, le fait de recueillir des données à la volée reste pour beaucoup de clients un frein culturel non-négligeable.” Cela n’a cependant pas empêché la filiale belge de mettre le pied à l’étrier, en 2013 déjà.
L’optimisation des opérations de maintenance grâce au digital n’est pas un fait nouveau, reconnaît M.Herman : “Lorsque je suis arrivé chez KSB, mon ambition était d’améliorer la maintenance des machines : la question était, entre autres, de réduire au maximum le délai entre le moment où le défaut est constaté et la mise en place de l’action corrective. Nous avons ainsi mis en place en interne un service cloud de maintenance, appelé ‘Easy-Maintenance’, en collaboration avec une spin-off de l’Université de LLN. Le système s’appuie sur un code QR unique placé sur la pompe donnant tout l’historique des opérations, les plans et les vues éclatées. Le technicien dispose en un seul scan de toutes ces informations, et peut grâce à sa tablette rédiger le rapport immédiatement. En sortant de chez le client, le rapport est déjà disponible sur le serveur et est envoyé immédiatement au client. Cela nous a permis de réduire grandement le délai d’action.” Un concept made-in-Belgium récompensé par la Région Wallonne et la Commission Européenne, et qui a été transposé à l’étranger dans d’autres filiales du groupe KSB. L’autre avantage de cette approche est qu’elle permet un “data-mining” fort utile à la production, en vue d’adapter continuellement celle-ci selon l’évolution des performances réelles sur le terrain, et des besoins qui en découlent.
Cette approche est soutenue par les avancées technologiques du constructeur, à commencer par son capteur à demeure, le “Pump Meter” (cfr. image). Cette unité de surveillance intelligente, munie de son propre écran, est placée sur la pompe. Elle mesure en permanence la pression en entrée et sortie de la pompe et indique le point de fonctionnement réel par rapport à la courbe caractéristique de celle-ci (quelle que soit la vitesse). Elle transmet de l’information via un bus de terrain Modbus RTU et garde en mémoire locale 10 années d’historique de profil de charge. De cette manière, l’opérateur est informé en permanence des économies d’énergies potentielles.
Le rendement des entraînements influant directement sur l’efficacité totale de l’installation, le constructeur s’est penché également sur la conception du moteur associé à la pompe : c’est ainsi qu’il présentait récemment une nouvelle génération de moteurs, le “SupremE”(cfr. image), un moteur synchrone à reluctance, sans aimants, de classe IE5. Le constructeur annonce une économie énergétique possible de 15% pour le seul moteur, et une fois secondé par son variateur de vitesse, le ”PumpDrive”, elles pourraient atteindre jusqu’à 70%. La promesse de ces chiffres est principalement liée à une réalité propre aux pompes, souvent rencontrée sur le terrain : régimes de fonctionnement variables parfois en dehors de la plage optimale, trop faible débit ou en surcharge. L’idée est donc de contrôler la puissance en entrée mais aussi de surveiller les courbes caractéristiques de la pompe et déterminer le point de fonctionnement réel. Enfin, le constructeur propose un contrôle du variateur ainsi qu’un accès aux paramètres clés (débits, pression différentielle, alarmes…) directement par smartphone via son application “MyPumpDrive”.
Que cela soit pour la turbine, le corps de pompe ou tout autre élément, le Reverse Engineering permet à KSB aujourd’hui de produire n’importe quelle pièce obsolète ou trop longue à obtenir, en particulier grâce aux techniques de scan et d’impression 3D, comme l’explique M.Herman : “Les possibilités en terme de matériau et de fabrication ayant bien évolué, cette filière devient de plus en plus intéressante, que cela soit pour l’amélioration d’ installations obsolètes ou en décalage avec les besoins actuels. Le 3D-printing devenu suffisamment mature, l’investissement a été fait par KSB et a permis de réduire encore le temps de réponse. Par ailleurs nous n’excluons pas, comme d’autres grands acteurs de l’industrie, d’évoluer un jour vers un business model où le fichier CADCAM serait vendu en tant que tel au client industriel et où ce dernier pourrait immédiatement procéder lui-même à la fabrication de la pièce, par ses propres moyens. Le stock de pièces de rechange pourrait être ainsi drastiquement réduit, avec tous les avantages que cela représente. » Un changement de paradigme, assurément, mais qui ne semble pas encore prêt de voir le jour.
Le voyage vers le modèle 4.0 a donc bel et bien commencé mais n’en est qu’à ses débuts. Le sujet n’a toutefois pas manqué d’agiter le secteur en 2017 : Grundfos nommait en mai dernier Frederik Östbye VP du groupe, et chef du département... Digital Transformation. Le groupe s’est par ailleurs offert les services de Microsoft, à travers sa plateforme logicielle “Azure IoT” afin de mieux collecter et exploiter les données issues des capteurs placés sur les installations de pompage d’eau.
D’autres services en ligne architecturés autour de ce hub seraient d’ailleurs en préparation. Outre-Atlantique, le groupe américain Xylem spécialisé dans la gestion de l’eau entrait ce décembre dernier en phase finale de négociation avec le canadien Pure Technologies, un leader mondial de la détection, du diagnostic et de l’analyse concernant les fuites dans le cadre de la distribution d’eau, pour un montant avoisinant les 400 millions de dollars. Signalons enfin, toujours l’année dernière, le rachat stratégique d’Ensival Moret (220 personnes à Thimister) par le géant suisse Sulzer qui complète son portfolio pour un montant de 80 millions d’euros, et accède ainsi à de nouvelles niches industrielles.
2018 sera-t-elle l’année du renouveau technologique dans le secteur “ancestral” des pompes ? La prochaine édition du Salon Pump & Valves, en mars, apportera peut-être des éléments de réponse...ou pas. <<
par Ayoub Alaoui
