Penser la maintenabilité dès la conception : redéfinir la rentabilité des systèmes ferroviaires
Penser la maintenabilité dès la conception : redéfinir la rentabilité des systèmes ferroviaires
Morgane Gouyon-Rety, Directrice du développement produit et de la modularisation pour la gamme Matériel roulant et composants, et Eric Holmes, Vice-Président pour Services Development, expliquent comment les retours d’expérience des équipes de maintenance ferroviaire alimentent la conception des nouveaux trains, afin d’en réduire les coûts sur le long terme.
Qu'est-ce que la « conception pour la maintenabilité » et pourquoi est-elle considérée comme essentielle dans l'industrie ferroviaire actuelle ?
MGR: La conception pour la maintenabilité consiste à concevoir les trains de manière à ce que les opérations de maintenance, qu’elles soient préventives ou correctives, puissent être réalisées en toute sécurité, efficacement et avec la qualité requise tout au long du cycle de vie du train. Lorsqu’un produit n’a pas été pensé pour le service, sa maintenance devient un véritable casse-tête et engendre des coûts importants sur la durée.
Si, par exemple, l’accessibilité des composants n’a pas été prise en compte lors de la conception, la réparation de ces derniers devient plus complexe, prend plus de temps et coûte plus cher. Chez Alstom, nous intégrons des membres de nos équipes Services dès la phase de conception, afin que leur expérience terrain éclaire nos choix techniques. Alstom conçoit et entretient les trains, il est donc dans notre intérêt de garantir des trains bien pensés, bien conçus, faciles et moins coûteux à maintenir.
EH: Nos clients investissent des sommes considérables dans l’acquisition de nouveaux actifs et souhaitent maximiser l’utilisation opérationnelle de leurs trains, qu’il s’agisse de transporter des passagers ou des marchandises. Il est donc essentiel, dès la conception, de veiller à ce que leurs actifs passent le moins de temps possible au dépôt.
Concevoir avec les activités de maintenance en tête, c’est aussi réfléchir à la manière dont nous pouvons diagnostiquer et résoudre rapidement les différents défauts, afin de les corriger du premier coup et de façon fiable. Le portefeuille de services d’Alstom et sa présence mondiale sur une large gamme de produits ferroviaires sont inégalés. Notre savoir-faire et notre expérience en matière de maintenabilité se sont développés depuis plus de 25 ans, ce qui constitue un atout majeur pour Alstom et ses clients.
Que doivent prendre en compte les fabricants ferroviaires dans la phase de conception pour garantir la maintenabilité ? En quoi le savoir-faire d'Alstom sur l'ensemble du cycle de vie est-il un réel avantage ?
EH : En tant qu’organisation, nous innovons en permanence en développant des outils permettant d’évaluer numériquement la maintenabilité et l’accessibilité tout au long de la phase de conception. Nous configurons nos composants pour les rendre plus faciles à maintenir, en priorisant ceux qui nécessitent des interventions plus fréquentes.
Outre l’accessibilité et la maintenabilité, il est également essentiel de prendre en compte la périodicité des activités de maintenance et de concevoir nos produits afin qu’ils puissent être entretenus à la fréquence optimale. Cela peut aussi inclure la capacité de nos composants à transmettre des données à distance sur leur état de santé, permettant ainsi la maintenance prédictive.
MGR : De plus, en plus de nos systèmes embarqués et au sol sont digitaux, et nous collectons aussi une grande quantité de données. Nous pouvons désormais accéder à des données quasi instantanées sur les flux de passagers et l’état des trains. Cela signifie que nous pouvons adapter la manière dont nous assurons la maintenance de nos trains presque en temps réel. Nous pouvons ensuite intégrer le retour d’expérience des activités de maintenance dans la conception de nos trains.
En plus de notre branche Services, nous travaillons également avec les départements opérationnels et industriels pour garantir que ce que nous concevons puisse être facilement assemblé et fabriqué. Comme Alstom est présent sur l’ensemble de la chaîne de valeur, cela nous place dans une position unique pour apporter une véritable valeur ajoutée aux opérateurs.
Quels sont les avantages concrets constatés par les clients et les équipes de maintenance lorsque la priorité est donnée à la maintenabilité lors de la conception des trains ?
EH : Tout simplement, cela nous donne la flexibilité de concevoir le train et l’exploitation du service autour de l’optimisation de la disponibilité des actifs. En intégrant des capacités digitales dans le train (ou dans le dépôt) pour fournir des données en temps réel sur l’état des composants clés, nous pouvons automatiser des tâches qui seraient autrement manuelles, et ainsi optimiser la durée de vie des composants.
Sur notre plateforme Aventra™, l’adoption de cette approche stratégique dans la conception des trains a permis de réduire les coûts directs de maintenance de plus de 20 % par rapport à la plateforme précédente pour ce secteur de marché.
MGR : Un autre aspect est la modularisation. Sur différents produits, nous favorisons l’utilisation de modules partagés, ce qui facilite la compréhension des différentes pièces et de leur maintenance pour Alstom et ses clients. Nous pouvons ainsi rationaliser le stock, car moins de types de pièces de son nécessaires. Cela ouvre également la voie à la rétrocompatibilité, où l’on peut remplacer un module par un autre plus récent.
Prenons l’exemple d’un système de climatisation (HVAC), qui est le deuxième plus gros consommateur d’énergie à bord d’un train, après le système de traction. Le fait de pouvoir proposer aux opérateurs un modèle plus économe en énergie, qui s’intègre dans le même espace à bord, apporte une valeur significative.
EH : Plus nous pouvons standardiser, plus nous sommes en mesure de produire un produit de très haute qualité qui fonctionne immédiatement, ce qui représente une valeur considérable pour nos clients.
De quelle manière le fait de se concentrer sur la maintenabilité influence-t-il le coût total de possession pour les opérateurs ?
EH : De manière générale, le coût total de possession englobe tous les coûts associés à un produit tout au long de sa durée de vie. Cela inclut le coût d’acquisition (l’achat initial), les coûts liés au cycle de vie tels que la maintenance et l’entretien, les coûts énergétiques pendant l’exploitation, et enfin, les coûts de mise au rebut en fin de vie du produit.
Notre principal objectif avec la conception pour la maintenabilité est l’optimisation des coûts sur l’ensemble du cycle de vie. Au niveau du produit, une bonne accessibilité et une maintenance facilitée réduisent le temps d’intervention et améliorent la qualité de nos opérations, ce qui diminue les coûts.
Nous optimisons également la périodicité des opérations de maintenance des composants en améliorant ces derniers ou en sélectionnant un palier de qualité supérieure pour prolonger la durée de vie des équipements rotatifs, ce qui réduit les coûts du cycle de vie du produit et augmente l’utilisation des actifs par l’opérateur.
À l’échelle de la flotte, cela impacte le coût total de possession, car l’opérateur peut assurer son service avec moins d’actifs et un dépôt de taille réduite.
MGR : Un autre aspect est la maintenance prédictive. Il est toujours préférable d’intervenir avant une panne plutôt que de subir une défaillance en exploitation. Nos clients non seulement réalisent des économies, mais ils sont aussi en mesure de réduire considérablement les risques liés à leur exploitation grâce à nos technologies de maintenance prédictive.
Comment les technologies influencent-elles l'approche d'Alstom en matière de conception pour la maintenabilité ?
EH : La surveillance prédictive de l’état de santé des actifs que nous avons à bord de nos trains à grande vitesse Avelia™ est un excellent exemple. Des capteurs intelligents sont installés sur divers composants qui, historiquement, étaient entretenus par inspection manuelle, comme les roulements de roue. Aujourd’hui, pour les composants de climatisation tels que les filtres à air, nous surveillons le flux d’air afin de détecter lorsqu’un filtre commence à s’encrasser ; dans certaines applications, cela nous a permis de doubler l’intervalle entre deux opérations de maintenance.
Certains trains disposent de plusieurs systèmes répartis sur l’ensemble de leur structure, cela en fait des trains intégralement apte à la surveillance prédictive de leur état de santé (predictive health monitoring - PHM).
Cela permet de réduire significativement les coûts directs de maintenance du train et d’augmenter la capacité de l’opérateur à optimiser l’utilisation de ses actifs.
MGR : Cela s’inscrit également dans la démarche environnementale d’Alstom. Si vous n’avez pas besoin de remplacer vos filtres aussi souvent, c’est bénéfique pour l’environnement. Améliorer la performance du système de climatisation (HVAC) ou du système de traction permet de réduire la consommation d’énergie, et donc les émissions de CO₂. Ce que j’apprécie particulièrement dans cette industrie, c’est qu’il est souvent possible de trouver des solutions gagnant-gagnant !
