SKF a mis au point un produit innovant qui permet de déceler les anomalies de roulements de roue sur les camions et les remorques. Le dispositif de surveillance de moyeu SKF détecte les dommages potentiels et l’usure bien avant l’apparition de la défaillance, réduisant ainsi le risque que le véhicule reste en panne sur le côté de la route.

Dans le secteur des transports de marchandises, la concurrence est féroce. Les camions et remorques doivent être constamment sur les routes pour respecter les délais serrés des livraisons échelonnées. L’une des principales préoccupations des transporteurs est, par conséquent, d’éviter les coûts supplémentaires et les immobilisations de véhicules non planifiées.

SKF fait se bild ure de pionnier dans ce domaine depuis très longtemps. Conçus pour contribuer à garantir un acheminement fiable des marchandises jusqu’à leur destination finale, les roulements de roue intégrés sans maintenance de SKF ont allongé la durée de vie des moyeux jusqu’à un million de kilomètres et même plus.

Toutefois, aucun roulement n’est à l’abri d’un dommage et de la défaillance qui en découle – sauf si l’anomalie est identifiée à un stade précoce. Si elle passe inaperçue, une défaillance du roulement risque fortement de se produire sur la route, entraînant inévitablement l’immobilisation du camion. Des études montrent que 30 % de l’ensemble des pannes de camions sont localisées au niveau de l’ensemble roue et qu’elles sont dues, pour la plupart, à un endommagement des pneus ou du système de freinage.

De coûteuses réparations
Si un roulement endommagé entraîne une immobilisation du camion, le transporteur peut être amené à supporter des coûts exorbitants pour les réparations, les pièces détachées, en plus des pertes liées à la mise hors service du camion. De plus, certains pays appliquent des amendes importantes en cas de pannes sur le côté de la route (ces mesures légales ont pour but de contraindre les entreprises de transport à assurer une maintenance correcte de leur parc).

Les aspects financiers auxquels est confronté un transporteur ne sont cependant qu’une petite partie du problème. Des conséquences sur la collectivité et sur l’environnement sont également possibles. Un incident impliquant un camion et/ou une remorque peut entraîner un risque significatif pour tous les autres usagers de la route, tandis que l’incendie d’une remorque ou la perte de matières dangereuses ont toujours des répercussions sur l’environnement, même si des mesures de nettoyage sont prises immédiatement.

Déterminé à apporter sa contribution pour résoudre ce problème, SKF a démarré la production en série du dispositif de surveillance de moyeu après plusieurs années de travaux de développement. Sa longue expérience de la technologie des roulements et de leurs modes de défaillance a permis de déterminer l’évolution d’un problème survenu au niveau des roulements de roue. Cette réflexion a donné naissance à un nouveau produit mécatronique capable de détecter et signaler de façon fiable une anomalie au niveau d’un roulement de roue, bien avant l’apparition d’une défaillance.

Le dispositif de surveillance de moyeu SKF, fixé sur l’extérieur de la jante d’une roue de camion ou de la remorque par le biais de deux écrous de roue (se bild . 1), enregistre les vibrations du roulement de roue. Cependant, le roulement de roue n’est pas la seule pièce qui occasionne des vibrations au niveau de la roue : le roulement des pneus, l’état de la route et des conditions d’excitation d’autres pièces du véhicule transmises par le biais de la suspension, sont susceptibles de générer des vibrations également détectables au niveau de la jante. Grâce à une technologie sophistiquée et à une logique d’évaluation intelligente, le dispositif de surveillance de moyeu est capable de distinguer les vibrations résultant d’un roulement endommagé (écaillage des pistes du roulement) ou imputables à d’autres causes.

La se bild ure 2 montre des données de mesure enregistrées et traitées par le dispositif de surveillance de moyeu sur un véhicule d’essai. Les tests ont été réalisés sur l’essieu avant d’un camion. Le graphique montre les données de vibrations relatives à deux roulements endommagés (en bleu et orange) et plusieurs roulements intacts (en mauve) ayant parcouru diverses distances en fonction de la vitesse de rotation des roues. On observe une nette différence entre les roulements endommagés et les roulements intacts, visible à partir d’une certaine élévation de la vitesse. La logique d’évaluation inclut une valeur-seuil en fonction de la vitesse, qui permet d’établir une classification précise du signal dès que le camion dépasse une vitesse minimale déterminée. Ce seuil de vitesse est établi à partir d’une estimation de la vitesse réalisée par le capteur fixé à la jante (se bild . 1).

Simple indicateur
Lorsque le dispositif de surveillance de moyeu détecte un roulement endommagé (se bild . 3), une LED rouge clignote automatiquement pendant plusieurs jours pour signaler l’anomalie. Un voyant vert indique que le roulement est en parfait état ; un voyant rouge indique que le roulement est endommagé. Ce principe simple d’indicateurs visuels a permis de développer un produit qui tient compte des pressions de coûts, particulièrement fortes dans l’industrie automobile.

Lorsque le dispositif de surveillance de moyeu SKF détecte et signale une détérioration précoce de l’état du roulement, celui-ci peut encore fonctionner pendant plusieurs milliers de kilomètres avant l’apparition d’une véritable défaillance. Une maintenance préventive est alors possible ; le transporteur peut livrer les marchandises au client et programmer la prochaine intervention de maintenance afin de remplacer le roulement défectueux.

Pendant la phase de développement de ce nouveau produit, une attention particulière a été apportée à la validation du dispositif de surveillance de moyeu SKF dans des conditions de « circulation sur route ». Dans ce contexte, le dispositif de surveillance de moyeu a dû faire ses preuves lors de deux séries d’essais sur le terrain à grande échelle, aux États-Unis et en Australie. Des tests ont été réalisés dans différentes régions sous une grande variété de conditions climatiques (froid et chaleur extrêmes, poussière fine, etc.) et ont ainsi permis d’évaluer le comportement du produit dans des environnements extrêmes.

La production en série des dispositifs de surveillance de moyeu SKF a démarré fin 2008. Hendrickson International, leader américain des systèmes de suspension pour véhicules utilitaires et remorques, a accepté d’être client pilote pour ce nouveau produit. Dès mars 2007, Hendrickson a présenté le dispositif de surveillance de moyeu SKF comme composant de série pour son concept d’essieu innovant QUAANTUM™ FX7 lors de la conférence Technology and Maintenance Council en Floride. Depuis septembre 2007, SKF fournit à Hendrickson non seulement un nouveau modèle de roulement de roue intégré, mais aussi le dispositif de surveillance de moyeu.

Aperçu des projets futurs
Le dispositif de surveillance de moyeu SKF, peut être considéré comme le premier d’une série de produits mécatroniques destinés à la surveillance de l’état des moyeux. Des méthodes alternatives pour la transmission du signal sont envisageables pour l’avenir et devraient permettre d’élargir ses fonctionnalités actuelles. Outre les roulements, d’autres éléments des moyeux pourraient alors également être placés sous surveillance.