Essais & Simulations n°140

ESSAIS ET

ESSAIS ET MODÉLISATIONMÉTHODOLOGIES D’ESSAISUne stratégie gagnantepour réduire les essais de fiabilitéDémontrer la fiabilité d’un système ou d’un composant est un travail délicat, parfois complexe,et de longue haleine. Cela exige bien souvent la mise en œuvre d’essais longs et coûteux. LeCetim propose une stratégie qui vise à réduire le nombre d’essais tout en démontrant l'objectifde fiabilité attendu par l’industriel. Cette stratégie combine plusieurs méthodologies d’essaisreposant sur une analyse approfondie des risques, du fonctionnement, de l’environnement et dela mission de l’équipement.De nombreux tests sont généralement effectuéspour démontrer l'objectif de fiabilité d’unepièce, d’un assemblage, d’un équipement oud’une machine. Leur nombre varie considérablementen fonction de la connaissance des mécanismesde défaillance, qui pourraient survenir en service, et dela probabilité de survie à atteindre, associée à un niveaude confiance donné. En outre, les essais de vieillissementpeuvent être très longs pour aboutir aux modes de défaillance.Toutefois, des méthodes d'accélération peuvent êtremises en œuvre pour réduire leur durée.L’analyse des modes de défaillance et de leurs effets(AMDE) couplée à des essais sévérisés de déverminage(HALT – HASS) peut permettre d’identifier les principauxmécanismes de défaillance, qui peuvent être reproduitrapidement sur des moyens d’essais simplifiés grâceEssais durcis (HALT – HASS) : Vibrateurà des approches numériques. Les lois de comportementphysique (modèles de vie accélérée) permettent de transposerla durée de survie en essais à une durée de vie enservice pour l’estimation de fiabilité (HAST). L’analyse duretour d’expérience sur un équipement similaire peut égalementmettre en évidence ses faiblesses, à prendre en comptedans le développement d’un nouveau produit.Les progrès en matière de traitement des données peuventégalement contribuer à la réduction des essais. Les outilsd'analyse ont en effet gagné en efficacité et apportent unevaleur ajoutée à l'ensemble du processus d'essai. La définitiondes données à collecter pendant les tests et leur analyseen temps réel peuvent fournir des informations précieusespour définir la stratégie de test la plus efficace en minimisantle nombre d'échantillons.Mettant en œuvre différentes méthodes, la stratégie globaleproposée par le Cetim devra être adaptée à chaque cas.Du développement précoce d'un produit à la validationexpérimentale en passant par l'évaluation du comportementopérationnel, la capacité à réduire les coûts et letemps de démonstration de la fiabilité repose essentiellementsur l'hypothèse ou la connaissance dont disposentles ingénieurs de leurs produits. Ces méthodes nécessitentévidemment un investissement en amont pour la collecteet le traitement des données, mais tendent à réduire leprogramme d'essai au strict nécessaire. Elles offrent égalementla possibilité de détecter un problème au plus tôt etde réagir au plus vite.©Cetim8 IESSAIS & SIMULATIONS • N°140 • février - mars 2020

ESSAIS ET MODÉLISATIONANALYSE DES MODES DE DÉFAILLANCE ET DELEURS EFFETSDans le cadre des analyses de sûreté de fonctionnement,l'analyse des modes de défaillance et de leurs effets (AMDE)consiste en une analyse critique de chaque composant d'unsystème par rapport aux événements redoutés précédemmentmis en évidence dans l'analyse préliminaire des risques. Lacriticité d'un mode de défaillance peut être évaluée en tenantcompte de sa détectabilité, de sa probabilité d’occurrenceet de la gravité de l'événement redouté correspondant. Laseule façon de réduire la criticité d'un mode de défaillanceest d'améliorer sa détectabilité ou de réduire son occurrence.Cette cotation, réalisée par une évaluation préliminaire dansles premières étapes du développement du produit, permetde classer les parties critiques de la conception. Le plan demaîtrise des risques est généralement établi en tenant comptede la gravité au premier ordre, et la hiérarchisation des essaisest donc gérée par les besoins de démonstration de hautefiabilité. Bien que l'AMDE implique des modes de défaillancedes composants, la spécification des tests se concentrerasur les mécanismes de défaillance qui y conduisent.Par exemple, une rupture peut se produire par surchargeponctuelle, usure, fatigue, fluage, etc. La probabilité d'occurrenced'un mode de défaillance est donc la combinaisondes probabilités associées à chacun de ces mécanismes.Essais durcis (HALT – HASS) : Enceinte climatiqueDISCRIMINATION DU MODE/MÉCANISME DEDÉFAILLANCE PAR LES STRATÉGIES HALT - HASSL'AMDE permet d'identifier tous les modes de défaillancequi pourraient se produire sur un composant. Dansla pratique, il existe une concurrence entre eux. Des effortsdoivent être faits pour réduire les probabilités d'occurrenceles plus élevées, en considérant que les plus faiblessont acceptables. La prise en compte de l'environnementdu composant peut mettre en évidence des variables quipourraient avoir une influence positive ou négative surun mécanisme de défaillance et donc sur la probabilité dedéfaillance. L'environnement des composants implique :© CetimChez Ferchaud, nousvous accompagnonsdans la réalisation desplans de vos projetsVous avez besoinde modéliservos projets en 3D ?Consultez notrebureau d’étude !07 67 19 22 35 - www.ferchaud.netESSAIS & SIMULATIONS • N°140 • février - mars 2020 I9