Forte de son succès au Nigeria, Shell envisage un avenir numérique solide pour la gestion des pièces de rechange imprimées en 3D

Part produced by Shell - Image via Shell

Il y a dix ans, Shell a installé sa première machine de fabrication additive, un système d’impression laser sur métal destiné à la fabrication d’équipements d’essai uniques pour des expériences en laboratoire dans son centre technologique Shell d’Amsterdam (STCA), à Amsterdam, aux Pays-Bas.

Toutefois, l’adoption de ces technologies n’a pas progressé au même rythme dans toutes les filiales de la multinationale de l’énergie. Par exemple, ce n’est que l’année dernière que le site de fabrication Pulau Bukom de la société, basé à Singapour, a lancé la technologie Digital Twin dans le cadre d’un projet de quatre ans.

Le fait est que les filiales du monde entier continuent d’apprendre les unes des autres afin d’expérimenter cette technologie sous son meilleur jour. C’est en tout cas ce que nous avons constaté dans le cas de SCTA qui a décidé d’optimiser ses stratégies de réparation et de remplacement en utilisant l’impression 3D.

L’approche adoptée par l’équipe néerlandaise est basée sur la réussite de la même stratégie adoptée par leurs collègues nigérians pour leurs opérations offshore.

Avant toute chose, il convient de noter que Shell dispose des capacités internes nécessaires pour fabriquer elle-même les pièces – 15 imprimantes de polymères, de céramiques et de métaux situées dans ses centres technologiques d’Amsterdam et de Bangalore -, mais à partir de maintenant, cette option ne sera utilisée que dans les cas d’urgence et lorsque la propriété intellectuelle ne pose pas de problème.

Pour se procurer des pièces imprimées en 3D, l’entreprise collaborera d’abord avec un fabricant d’équipements d’origine (OEM) qualifié pour les pièces imprimées en 3D en question. Si aucun OEM n’est disponible, elle procédera à une rétro-conception de la pièce et demandera à un fournisseur commercial de l’imprimer à partir d’un modèle 3D, dans le respect des lois sur la propriété intellectuelle (PI) bien entendu.

En empruntant la première voie, la filiale nigériane a réparé un petit composant d’une grande pièce d’équipement pour laquelle les pièces de rechange ne sont plus produites. Elle a remplacé le couvercle d’étanchéité en polymère de la bouée d’amarrage d’une structure offshore sans arrêter la production et sans avoir à effectuer un levage lourd en mer, coûteux, complexe et périlleux.

L’entreprise a expliqué que le remplacement conventionnel de l’ensemble de l’assemblage aurait pris environ 16 semaines. Travaillant dans des délais serrés pour remplacer le joint avant la saison des pluies tropicales, l’équipe nigériane a modélisé le composant avec un scanner 3D d’un fournisseur local. En l’absence d’un imprimeur local qualifié, le fichier a été envoyé à un imprimeur européen. L’impression 3D a permis de réduire le coût final de la maintenance de 90 % par rapport à un remplacement classique et il n’a fallu que deux semaines pour produire les pièces. Le plus beau dans tout ça, c’est qu’ils ont pu réaliser des économies substantielles dans leurs opérations offshore.

Je retiendrai un autre élément intéressant de ce projet. Alors que la dernière conférence sur la FA consacrée à l’Afrique à laquelle j’ai assisté a révélé que l’adoption de la technologie est principalement axée sur la recherche sur le continent, il convient de noter que des cas d’utilisation tangibles sont actuellement explorés par des utilisateurs dans des industries verticales clés.  Le seul bémol est que la plupart d’entre eux restent confidentiels et ne sont donc pas partagés avec un public plus large qui pourrait en tirer des enseignements. Malgré les nombreux défis environnementaux propres à chaque pays, nous devrions reconnaître que les utilisateurs des industries verticales clés possèdent la bonne clé pour faire progresser cette technologie à un rythme plus rapide et pour le bénéfice de tous.

La prochaine étape pour Shell : la mise en place d’un entrepôt numérique

Revenons aux activités de l’équipe d’Amsterdam. Notons que l’objectif premier de l’entreprise est désormais de développer un entrepôt numérique qui stocke toutes les informations nécessaires à l’impression des composants au moment où ils sont requis, en partenariat entre l’autorité technique de Shell, les équipementiers et les partenaires locaux. 

Un entrepôt numérique activé par des éco-systèmes locaux présenterait une véritable réduction des délais, une utilisation responsable des ressources et un progrès pour les communautés locales où Shell opère.

Sur les sites de fabrication, l’accès aux services d’impression 3D réduit la nécessité de stocker des composants. Les équipes n’ont qu’à imprimer les remplacements nécessaires, ce qui permet de gagner du temps et de l’argent. Par exemple, à la raffinerie de Pernis, aux Pays-Bas, Shell teste l’utilisation de l’impression 3D pour produire des roues pour une pompe centrifuge à 7 étages, essentielle à la production. Il s’agit de la première application de fabrication additive de ce type pour des composants utilisés dans une pompe multi-étagée à service critique.

Ce projet est entrepris en partenariat étroit avec Baker Hughes, qui imprimera la pièce. Ce projet pilote – s’il est couronné de succès – démontrerait que la raffinerie pourrait fournir des roues de pompe imprimées en 3D “juste à temps” au lieu de stocker les pièces de rechange pendant des années. La société estime que l’impression 3D de ces pièces critiques pour la production réduit de 75 % le temps nécessaire pour les fournir, par rapport à l’utilisation de procédés de fabrication classiques.

Baker Hughes a une expérience de dix ans dans la fabrication additive et considère l’impression 3D comme un pilier de service clé pour notre activité Turbomachines et solutions de processus. Avec Shell, nous appliquons l’impression 3D pour atténuer les risques de la chaîne d’approvisionnement lorsque les délais sont critiques. Tous les acteurs de cette chaîne de valeur doivent maintenant se réunir pour développer le cadre adéquat dans lequel l’impression 3D apporte une valeur ajoutée au secteur de l’énergie“, Alessandro Bresciani, vice-président des services pour l’activité Turbomachines et solutions de processus de Baker Hughes.

Aujourd’hui, l’entreprise a installé plus de cinquante pièces de rechange imprimées en 3D dans des actifs opérationnels, qu’elles soient produites en interne ou qu’elles proviennent de différents fabricants. Toutefois, sa plus grande fierté est qu’en explorant cette voie de l’entrepôt numérique, elle se trouve dans une position unique pour réduire la nécessité d’acheter, de conserver et de maintenir un stock important de pièces de rechange, ce qui, au final, réduit considérablement les coûts et les déchets. Sans compter que l’impression à proximité de l’actif de destination réduit les émissions associées au transport. Elle contribue également à créer des chaînes d’approvisionnement plus courtes et plus efficaces, soutenues par des capacités locales hautement qualifiées.

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