L’éolien a le vent en poupe et représente une part de plus en plus conséquente du bouquet énergétique. Au cours du premier trimestre 2023, le Royaume-Uni a produit plus d’électricité à partir de parcs éoliens qu’à partir de centrales à gaz, ce qui est une première.

L’envol de cette forme d’énergie repose directement sur les éoliennes et leur capacité à produire efficacement de l’électricité. Ce résultat est le fruit d’une multitude de facteurs, dont la conception, l’ingénierie et l’exploitation & maintenance (O&M).

Les systèmes de maintenance conditionnelle (CMS) sont une technologie bien rodée pour préserver les performances des éoliennes, mais ils n’ont pas toujours fait l’unanimité. « L’emploi de CMS dans le secteur éolien a désormais atteint un niveau de maturité significatif, estime Rusmir Bajric, expert en chef CMS chez RWE Offshore Wind. Toutefois, je me souviens d’une époque où l’on doutait de leur nécessité même. »

Ce temps est révolu, se félicite-t-il. La collecte de données est indispensable au bon fonctionnement d’un parc éolien offshore en raison des avantages que cette opération peut entraîner. « Les équipements sont de très grande taille et le moindre temps d’arrêt coûte très cher. »

RWE a déployé plus d’un millier de SKF IMx dans ses parcs éoliens de par le monde. Ces systèmes en ligne recueillent les « constantes » des pièces tournantes, à savoir les vibrations des roulements, leur température et d’autres indicateurs. Collecter les données est une opération essentielle, mais elle n’est utile que si celles-ci peuvent être correctement analysées.

« La multiplication de nos éoliennes s’est accompagnée de celle des données à traiter. » Afin d’accroître la productivité – un facteur fondamental pour RWE, l’équipe O&M de l’entreprise réclamait des données de meilleure qualité. Cela lui permettrait de gagner en précision, les données étant exploitées pour prédire les problèmes avec plus d’exactitude. « L’équipe O&M veut recevoir le moins possible de fausses alertes et vise, dans la mesure du possible, zéro fausse détection de problème. Or, ce peut être compliqué de gérer à la fois un tel volume de données et les exigences du secteur. »

C’est la raison d’être des unités IMx. Elles surveillent généralement les composants de la ligne d’arbre, recherchant de manière proactive les défauts pouvant être corrigés avant qu’ils ne deviennent des problèmes. On sait que la maintenance représente une part très conséquente des coûts d’exploitation d’une éolienne. Minimiser les risques – en évitant les pannes catastrophiques, par exemple – est un élément essentiel pour une exploitation efficace et rentable.

Internaliser la maintenance

La maintenance est une opération primordiale en matière d’éolien. Avec le temps, les pièces mécaniques tournantes de grandes dimensions sont inévitablement victimes de défaillances, en partie en raison de la dureté de leurs conditions de fonctionnement. Les CMS permettent de repérer les signes avant-coureurs le plus tôt possible. Ils sont donc un élément pivot de la stratégie de RWE qui souhaite gérer l’O&M en interne. « Nous voulons de plus en plus entretenir et exploiter nous-mêmes nos équipements éoliens », confirme Rusmir Bajric.

De ce fait, RWE a la haute main sur le flux de données émis par les capteurs et sur leur interprétation. « Le réseau, l’infrastructure des données et leur post-traitement sont entièrement contrôlés par nos soins, avec l’assistance de SKF. » C’est un type de service que SKF propose souvent à ses clients. Dans le cas présent, RWE souhaitait procéder autrement.

Cela ne signifie pas pour autant que SKF n’est pas du tout impliqué. « Nous voulons bénéficier des versions les plus récentes du logiciel et du micrologiciel afin d’améliorer la collecte et l’interprétation des données. Nous voulons également rester en contact avec SKF, échanger les bonnes pratiques et intégrer le prétraitement et le post-traitement des données recueillies. C’est tout l’avantage de la collaboration. » Cette collaboration prend plusieurs formes. SKF organise des formations pour les ingénieurs de RWE afin, par exemple, de les aider à améliorer leurs compétences en matière de maintenance préventive conditionnelle.

Il y a également l’assistance technique. « Nous connaissons notre logiciel, explique Bernd Heintz, ingénieur en maintenance conditionnelle chez SKF. Nous organisons des ateliers pour faire connaissance et faire évoluer les paramètres mis en place. »

La mise à jour permanente des logiciels contribue à surmonter les « points de douleur ». « La version la plus récente nous permet de surveiller certains cas ayant entraîné des dommages et de détecter des problèmes. »

Le cœur de métier de SKF étant la fabrication de composants, l’accord avec RWE comprend également la fourniture d’une série de pièces détachées, la rationalisation et l’optimisation des stocks et des services de génie mécanique de haut niveau.

Du point de vue de Rusmir Bajric, le partenariat avec SKF s’inscrit dans une logique d’amélioration continue. « Nous relevons tous les deux le défi que constitue l’amélioration des CMS des éoliennes. Nous devons mieux comprendre et traiter les données que nous récupérons. Une meilleure interprétation peut nous permettre d’être plus proactifs et productifs. »

Alerte précoce

La notification en amont des problèmes est un avantage majeur de la mise en place de la maintenance conditionnelle. Dans l’éolien, cela ne se limite pas uniquement à la détection précoce de l’éventuel mauvais état d’un roulement. « Ce n’est guère intéressant pour les exploitants de parcs éoliens en mer d’être avertis qu’un problème doit être résolu immédiatement, estime Rusmir Bajric. Les anomalies doivent être signalées à l’avance, afin que la maintenance puisse être programmée. »

RWE a identifié la nécessité de recevoir de telles notifications et a travaillé avec SKF pour combler les lacunes existantes et rendre le processus plus efficace.

Les deux entreprises discutent actuellement de la nouvelle version du logiciel et de la manière dont celle-ci peut contribuer à combler ces lacunes. Cela permet d’éviter les défaillances, lesquelles peuvent entraîner des problèmes aussi graves que la fissuration d’un multiplicateur. Dans ce cas, il est possible que l’huile présente dans le multiplicateur fuit au niveau de la nacelle et s’écoule le long du mât. « La difficulté consiste à faire en sorte de recevoir une notification très en amont qui évitera ce genre de situation. C’est l’un de nos objectifs. »

Indispensables données

Pour une entreprise d’ingénierie telle que RWE, l’information est essentielle à l’amélioration de ses opérations. « Parmi les projets à venir, il y a un CMS de haut niveau, conçu pour être proactif, révèle Rusmir Bajric. La coordination avec les ingénieurs CMS internes permettra à RWE d’intégrer ces données plus en amont. »

Le CMS peut rapidement fournir des informations sur l’état d’un équipement. Les données peuvent servir à mettre en place un programme de maintenance proactif, poursuit-il : « Sans données, on ne peut pas vraiment concevoir une technique ou une stratégie de maintenance. »

RWE n’en est plus au stade de peser le pour et le contre en matière de CMS. « Notre secteur est désormais suffisamment arrivé à maturité pour ne pas commettre l’erreur d’exploiter des équipements de production sans CMS. C’est particulièrement le cas en matière de maintenance offshore, où la connaissance de l’état des composants est fondamentale pour faire tourner les parcs éoliens, c’est-à-dire rester compétitif et assurer l’exploitation et la maintenance des équipements au moindre coût possible. »