Essais & Simulations 149

DOSSIER MÉTHODOLOGIE

DOSSIER MÉTHODOLOGIE Les principes de la MBD au cœur de la maintenance prévisionnelle des équipements critiques embarqués sur les systèmes d’armes terrestres Deux fois récompensés en 2021 (Trophée OrNormes et prix AAT), les travaux menés par Bruno Colin (Nexter) et Pascal Lelan (DGA-TT) sur la Méthode des blocs disjoints (MBD) visent à évaluer la durée de vie opérationnelle des systèmes en fonctionnement en environnement vibratoire et chocs. CONTEXTE ET ENJEUX Les industriels du secteur défense sont engagés depuis plusieurs années sur le coût de possession «TCO : Total Cost Ownership» des systèmes d’armes, correspondant au coût du cycle de vie de leur produit. Ce dernier prend en compte, outre le coût d’acquisition, les coûts directs et indirects de fonctionnement, de formation et de maintenance du produit, qu’il convient désormais de réduire efficacement, tout en garantissant l’accroissement des exigences de fiabilité et de disponibilité auxquels sont soumis les développements militaires. Ainsi pour s’inscrire dans ces objectifs de performances accrues, la politique de maintien en condition opérationnelle (MCO) des systèmes d’armes terrestres s’oriente favorablement vers une main- © xxx Bruno Colin Expert acoustique au sein du groupe Nexter tenance prévisionnelle (Figure 1), alors que cette dernière était traditionnellement régie et organisée autour des concepts de maintenance corrective, pour le milieu terrestre. Les nouveaux matériels terrestres (Griffon, Jaguar du programme Scorpion) sont beaucoup plus complexes que les générations précédentes. Figure 1 : Concepts de maintenance (EN13306, Janvier 2018) Ils sont de ce fait dotés d’équipements électroniques sensibles, exposés de surcroît à des environnements d’usage incertain et très sévères. Pour des raisons évidentes de réduction de coûts d’acquisition des systèmes d’armes, ces équipements sensibles sont issus désormais du secteur civil et donc peu militarisés comme par le passé, nécessitant une modification profonde du MCO-Terrestre, qui est d’ailleurs une des priorités claires de la Loi de Programmation Militaire (LPM) 2019-2025. Cette réflexion conduit donc à repenser la répartition des rôles entre l’armée et l’industrie d’armement, en matière contractuelle de façon à mieux responsabiliser les acteurs de la maintenance par la mise en place de contrats plus globaux, et 36 IESSAIS & SIMULATIONS • N°149 • mai - juin - juillet 2022

DOSSIER par l’application de méthodes émergentes, s’inscrivant dans le cadre de la numérisation des services. Passage de la maintenance corrective à la maintenance prévisionnelle La maintenance prévisionnelle est aujourd’hui très présente dans tous les secteurs industriels français et est au cœur de la maintenance du futur (4.0), grâce notamment à l’avènement de la transformation numérique, basée sur les techniques d’intelligence artificielle. Elle s’articule aujourd’hui autour des tâches fondamentales de la PHM (Pronostic and Health Management) définies par le modèle de Zio (Figure 2), et dont les principes sont intégrés à la norme NF ISO 13374 de 2003 : Figure 2 : Concept de PHM (NF ISO 13374, 2003) Ce processus clé de la maintenance prévisionnelle reste pourtant difficilement transposable dans le secteur de défense terrestre, compte tenu du contexte et des enjeux présentés précédemment. En effet, confrontés à l’intégration d’équipements COTS (Components-Off-the Shelf), imposés par son client, le systémier-intégrateur reste trop souvent confronté à l’impossibilité de : • surveiller et de diagnostiquer l’état fonctionnel et/ou structurel de l’équipement critique sans information complémentaire du fournisseur concernant la détection de signaux faibles ou de signatures caractéristiques d’un état de dégradation équipement, nécessitant une bonne connaissance des mécanismes de dégradation et de ses seuils acceptables, • pronostiquer l’état de santé courant de l’équipement critique, en estimant le potentiel restant (RUL : Remaining Useful Life), nécessitant l’apprentissage préalable de tous les états de dégradation possibles de l’équipement avant défaillance, dans des conditions d’utilisation et d’environnement variées et représentatives du domaine d’emploi associé au porteur terrestre sur lequel l’équipement critique est installé. Ainsi dans le secteur de la défense, la maintenance prévisionnelle, basée sur des stratégies classiques de types « modèles physiques » ou « data-driven » ne peut donc s’appliquer qu’à des équipements COTS : • avec Retex opérationnel important dès lors qu’ils sont issus d’un marché de masse, propre au secteur d’activité civil, et que l’on ne peut souvent pas intégrer sans action de réingénierie partielle, de manière à les adapter aux conditions d’emploi très spécifiques au secteur défense (tirs d’armes, agressions IED, impacts balistiques…) • sans Retex opérationnel, mais possédant une base de connaissances suffisante sur les mécanismes de dégradation, liés à leur conception et qui constituent à ce jour des données difficilement contractualisables dans un contexte de politique économique d’achat très contraint, au niveau du secteur défense. PHM HYBRIDE NEXTER, BASÉE SUR LES DONNÉES TECHNIQUES DU PROCESSUS DE QUALIFICATION DES ÉQUIPEMENTS CRITIQUES Pour contourner les difficultés rencontrées dans la mise en place des principes de la maintenance prévisionnelle évoquées précédemment, Nexter Systems s’est alors attaché à développer les tâches de surveillance, de diagnostic et de pronostic de sa PHM Hybride, en s’appuyant favorablement sur les données techniques acquises par ses fournisseurs, au titre du processus de qualification de leurs équipements critiques, décrit par la norme NF X50-144, contractualisée par notre client français dans le cadre de ses programmes d’armement. Déroulés autour d’essais en environnement mécanique et/ou climatique forfaitaires, voire personnalisés, ces derniers sont aujourd’hui réalisés en laboratoire, avec une surveillance systématique du fonctionnement de l’équipement sous « stress » par ESSAIS & SIMULATIONS • N°149 • mai - juin - juillet 2022 I37