Le désalignement des arbres sur les navires n'use pas seulement les roulements, il épuise aussi les budgets

le 4 avril 2025

En août 2022, le HMS Prince of Wales, l'un des porte-avions les plus avancés de la Royal Navy, a subi une panne de propulsion catastrophique peu après son départ de Portsmouth, au Royaume-Uni, pour une mission aux États-Unis. La cause en était un mauvais alignement de l'arbre d'hélice.

Le désalignement de l'arbre a entraîné la rupture d'un accouplement, créant d'intenses vibrations qui se sont propagées dans la transmission et ont endommagé les composants environnants. Avec réparations estimé à 25 millions de livres sterling, le navire de guerre a été mis à l'écart pendant des mois, perturbant les opérations navales critiques et servant de rappel brutal de la façon dont le non-respect de l'alignement des arbres peut paralyser même les navires les plus avancés.

Bien que tous les cas de désalignement ne fassent pas la une des journaux, le désalignement d'arbre est l'une des causes les plus négligées des dysfonctionnements de la transmission des navires. Qu'il s'agisse d'un arbre d'hélice, d'un arbre à cardan ou d'un système de transmission auxiliaire, un désalignement peut entraîner des vibrations excessives, une usure accélérée, une augmentation de la consommation de carburant et, dans le pire des cas, une panne catastrophique.

Historiquement, l'alignement de ces arbres était un processus laborieux nécessitant démontage, mesures manuelles et ajustements par tâtonnements. Aujourd'hui, des solutions d'alignement laser avancées, comme RotAlign Touch ont révolutionné la gestion des défauts d'alignement en permettant aux opérateurs de détecter et de corriger les défauts d'alignement sans démonter l'arbre. Cela permet de gagner du temps et de l'argent tout en garantissant la pérennité opérationnelle des navires.

Comprendre les différents problèmes d'alignement des arbres dans les navires

Le désalignement des arbres n'est pas un problème unique et uniforme ; il se manifeste différemment selon le type d'arbre et la configuration de la transmission de chaque navire. Chaque type de désalignement présente des défis spécifiques, nécessitant des mesures et des corrections précises pour éviter des pannes coûteuses. Les problèmes d'alignement les plus courants sur les navires sont les suivants :

Désalignement de l'arbre d'hélice
L'arbre d'hélice principal est le cœur de la transmission d'un navire, transférant la puissance du moteur à l'hélice. Un léger désalignement avec le réducteur ou les paliers de butée crée des contraintes de torsion qui sollicitent l'ensemble du système de propulsion. À terme, cela entraîne des vibrations, une usure excessive des paliers et une baisse du rendement énergétique. Dans des cas extrêmes, comme sur le HMS Prince of Wales, un arbre d'hélice mal aligné peut rompre des accouplements critiques, entraînant des pannes inattendues et des réparations coûteuses.
Désalignement de l'arbre à cardan
Les arbres à cardan, également appelés arbres à cardan, sont conçus pour transmettre la puissance entre des composants non alignés, comme un moteur et une boîte de vitesses ou entre différentes sections de la transmission d'un navire. Bien que conçus pour supporter un certain mouvement angulaire, un désalignement angulaire excessif entraîne une erreur de cardan : l'arbre entraîné ne tourne plus à vitesse constante. Il accélère et ralentit deux fois par tour, générant des vibrations de torsion qui exercent une contrainte excessive sur les roulements et les accouplements. Si ce phénomène n'est pas maîtrisé, il peut entraîner des défaillances des roulements, l'usure des cannelures, voire la rupture complète de l'arbre.
Désalignement de l'arbre de la boîte de vitesses et de la machine auxiliaire
Au-delà des arbres de propulsion, les systèmes auxiliaires tels que les générateurs, les compresseurs et les pompes hydrauliques nécessitent également un alignement précis. Un mauvais alignement de ces systèmes entraîne du bruit, des vibrations excessives et une baisse d'efficacité. Dans les boîtes de vitesses, un mauvais alignement peut affecter l'engrènement des engrenages, ce qui entraîne une usure irrégulière, une surchauffe et des défaillances mécaniques.

Quel que soit le type d'arbre, un mauvais alignement exerce une contrainte inutile sur les composants de la transmission. L'usure mécanique en est la conséquence évidente, mais un mauvais alignement peut également entraîner d'autres problèmes. Non maîtrisé, il augmente les coûts d'exploitation, la consommation de carburant et les opérations de maintenance imprévues, faisant de la fiabilité une préoccupation constante pour les exploitants de navires.

Le coût élevé du désalignement des arbres sur les navires

Méthodes et techniques d'alignement d'arbres

Même un léger désalignement peut entraîner une cascade de problèmes sur les navires. Voici quelques-uns des plus courants :

Augmentation des vibrations et des contraintes structurelles
Des arbres mal alignés créent des forces de rotation déséquilibrées, générant des vibrations excessives qui se propagent dans la transmission. Cette contrainte continue accélère la fatigue du métal, entraînant des microfissures dans les arbres, des fixations desserrées et des déformations des supports moteur et des structures de support.
Usure accélérée des composants clés
Lorsqu'un arbre est mal aligné, les roulements, les joints et les accouplements subissent des charges inégales, ce qui augmente les frottements et l'usure. Les roulements, conçus pour fonctionner sous des charges précises, surchauffent et tombent en panne prématurément. Les joints se dégradent plus rapidement, entraînant des fuites de lubrification, qui aggravent encore les frottements et les contraintes sur les composants.
Consommation de carburant plus élevée et efficacité réduite
Un arbre mal aligné force le système de propulsion à travailler davantage, consommant davantage de carburant pour générer le même niveau de poussée. Même une légère baisse d'efficacité peut se traduire par des pertes financières importantes à long terme.
Risque élevé de défaillance catastrophique
Un désalignement non contrôlé peut entraîner une flexion de l'arbre, voire une défaillance complète, entraînant une perte immédiate de propulsion. Un arbre cassé peut également endommager les composants adjacents, notamment les boîtes de vitesses, les paliers de butée et même la coque du navire. Les réparations d'urgence en mer sont coûteuses et complexes sur le plan logistique, nécessitant souvent la mise hors service du navire. Détecter rapidement un désalignement permet d'éviter plus facilement des dommages et des pannes coûteux. Des outils comme le RotAlign Touch rendre l'identification et la réparation des problèmes d'alignement simples et rapides, par rapport aux outils existants.

Résoudre le problème d'alignement avec RotAlign

Pendant des années, l'alignement des arbres de propulsion marins était une tâche longue et complexe. Les méthodes traditionnelles, comme les comparateurs à cadran et les jauges d'épaisseur, nécessitaient un démontage important des arbres, ce qui rendait le processus à la fois coûteux et perturbateur.

RotAlign Touch Cette solution révolutionne le marché en permettant un alignement d'arbres in situ de haute précision, sans démontage de l'arbre. Grâce à une technologie avancée de mesure par laser unique, elle permet aux opérateurs maritimes de détecter et de corriger les défauts d'alignement avec une précision inégalée. Les équipes n'ont plus à se soucier des inefficacités et des risques des méthodes d'alignement traditionnelles.

RotAlign Touch fonctionnalités:

Mode de mesure IntelliPoint, qui compense les conditions instables. Contrairement aux mesures statiques traditionnelles, RotAlign Touch Collecte plusieurs points de données sous le même angle relatif, filtrant les fluctuations causées par les vagues, la flexion de la coque ou les mouvements du navire. Vous avez ainsi la garantie d'obtenir des résultats d'alignement reproductibles et précis en conditions réelles.
Extension du détecteur IntelliRange, ce qui augmente la plage de mesure de l'outil pour les grands désalignements. RotAlign Touch Il peut détecter et corriger même les désalignements importants dépassant les plages de mesure standard. Cela permet un alignement plus rapide et plus efficace, sans configuration ni ajustements de mesure/déplacement supplémentaires.
Technologie laser unique, Ce qui élimine les dérives de mesure et les incohérences de configuration. Les outils d'alignement traditionnels à double laser entraînent une dérive d'alignement qui affecte la précision. RotAlign Touch utilise une configuration à laser unique, garantissant des mesures stables et précises pour les systèmes de propulsion à enjeux élevés.
Intelligence situationnelle active (ASI), qui permet une adaptation aux facteurs environnementaux. ASI ajuste automatiquement le processus d'alignement en fonction des conditions en temps réel, ce qui le rend idéal pour les espaces restreints, les charges changeantes et les températures fluctuantes.

Un mauvais alignement n'attend pas les conditions idéales pour causer des problèmes, et sa réparation non plus. Qu'il s'agisse de flexion de la coque, de vibrations du moteur ou de variations environnementales, la capacité à aligner précisément les arbres en conditions réelles permet de réduire les pannes imprévues, de prolonger la durée de vie des composants et d'optimiser l'efficacité du système de propulsion.

En résumé : la précision qui maintient les navires en mouvement

Le désalignement des arbres n'est pas toujours évident, mais ses effets et conséquences le sont. Non maîtrisé, il entraîne des réparations coûteuses et des problèmes opérationnels.

Avec les bons outils, l’alignement ne doit pas être une bataille constante. RotAlign Touch Le rend plus rapide, plus précis et plus pratique en conditions réelles : aucun démontage ni aucune approximation. Dans un secteur où la fiabilité est primordiale, l'alignement ne doit jamais être laissé au hasard.

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