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 MÉTROLOGIE

Bien 

surveiller 

les 

processus de mesure pour prévoirau plus juste les erreurs

Contrairement aux étalonnages d’instruments, la surveillance des processus demesure rend possible d’anticiper l’apparition d’éventuels dérives et dysfonction-nements. S’il existe des normes mentionnant ce type de surveillance, à l’instar de

l’ISO 10012, les industriels ne peuvent s’appuyer sur d’autres documents pours’orienter vers une stratégie de surveillance de leurs processus de mesure. Dans lebut d’aider ces utilisateurs, le Collège français de métrologie a élaboré, en complé-ment de la norme, une méthodologie assurant une définition “métrologique” et

la mise en place pratique d’une surveillance adaptée aux applications.

Associés dès le début aux référen-tiels de qualité, les étalonnageset vérifications d’instruments demesure sont aujourd’hui deve-

nus incontournables dans le cadre des certi-fications. Ils permettent d’analyser un instru-

ment “sous toutes sescoutures” à un mo-ment donné et dansdes conditions préciseset de déterminer seserreurs propres quipeuvent, soit être cor-rigées (lorsqu’ellessont systématiques),soit être prises encompte dans les cal-culs d’incertitude.

Force est de constaterque l’évaluation desincertitudes de mesuren’est toutefois pas to-talement intégrée dansla plupart des entrepri-ses, même si beaucoupd’efforts ont été faitsces dernières années. Ilreste encore du che-

min à parcourir avant que cette pratique aittrouvé toute son utilité dans l’industrie. Lesétalonnages et vérifications se présententainsi comme l’opération qui consiste à s’as-surer qu’un moyen de mesure est encore“acceptable” par comparaison, via des réfé-rences (étalons), à des valeurs attendues, quisont souvent proposées par des normes. Ces

opérations garantissent l’état d’un appareilde mesure à un instant donné, ou plutôtentre deux étalonnages périodiques puis-qu’il serait trop compliqué d’effectuer descontrôles en permanence.

Les normes parlentde surveillance, mais...Mais les étalonnages sont-ils pour autantsuffisants ? « Dans le cas de la dérive d’un mesu-reur de couples chez un constructeur automobile,il

faudra contrôler à la main tous les goujons (soit 16goujons par véhicule) serrant les roues de tous lesvéhicules en stock ayant été montés avec ce couple-

 mètre.Vu le nombre important de véhicules assem-blés par jour, cela représente vite une tâche labo-rieuse », explique Jean-Michel Pou, fondateuret dirigeant de Delta Mu.Diverses méthodes sont disponibles pourtrouver des réponses autorisant la détection

 Les industriels recherchent

des méthodes plus réactives

que les étalonnages pour

surveiller leurs processus

de mesure.

 La norme ISO 10012 définit

des exigences en matière

de surveillance des proces-

sus de mesure.

 Le Collège français de

métrologie (CFM) a formaliséla définition pratique

de la mise en place d’une

surveillance, en complément

de la norme.

 Les bénéfices d’une telle

surveillance vont bien

au-delà de simples réduc-

tions de coûts.

L’essentiel

de ces éventuelles dérives et d’autres typesd’événements fâcheux. Parmi les techniquesexistantes, la surveillance des processus demesure en est une qui s ’assure, au quotidien,du caractère “acceptable” d’un moyen demesure, même sans étalon, et de la qualitédes mesures.Un organisme certifié suivant la normeISO 9001 (exigences normatives en certifi-

cation) s’engage d’abord, rappelons-le, àdémontrer son aptitude à fournir régulière-ment un produit conforme aux exigencesréglementaires applicables et à celles desclients, ainsi qu’à accroître la satisfaction deses clients par l’application efficace du sys-tème. « Si l’on suit le chapitre 7.6 de ladite norme [voir encadré], l’organisme doit maîtriser les pro-cessus pour assurer qu’il peut le faire,dans les casoù cela est nécessaire, et qu’il sait le faire avec

l’exactitude souhaitée », précise BernardLarquer, directeur de BEA Métrologie. Les no-tions de maîtrise des risques et de la capabi-lité des processus de mesure sont sous-en-tendues. Les processus de surveillancedoivent ainsi permettre de favoriser la maî-trise de la déclaration de conformité desproduits. « Il s’agit d’une relation client/fournis-seur plus proche du partenariat que d’une simple

relation d’exécutant.Seuls 5 % des interlocuteursont en effet le niveau de connaissance et de maîtrisedes processus requis », ajoute Bernard Larquer(BEA Métrologie).La norme NF EN ISO/CEI 17 025 (voir en-cadré) concernant l’accréditation des labo-ratoires d’étalonnage et d’essais insiste, quantà elle, fortement sur la nécessité de surveillerla qualité des mesures effectuées pour main-tenir la confiance dans les résultats, réagir

rapidement et assurer une traçabilité contante. Il est en effet fait mention de « vércations intermédiaires pour maintenir la confiadans le statut de l’étalonnage » dans les paragphes 5.6.3.3 et 5.5.10 et de « surveillervalidité des essais et des étalonnages » dans le pragraphe 5.9.1.« Si les normes ont évolué, c’est que les industret les organismes se sont rendus compte que l’é

lonnage et la vérification ne concernent que l’intrument de mesure,mais que ce dernier n’était p nécessairement l’élément le plus influant d’un pcessus de mesure.Etalonnages et vérifications,qusont que le constat du passé à un moment don

 n’autorisent pas en effet une grande réactivité n’ont d’intérêt que s’ils sont bien exploités », rpelle Bernard Larquer (BEA Métrologie). Dl’apparition il y a six ans, en tout cas dansforme actuelle, de la norme ISO 10012

Une surveillance assurela détectiondes évolutiondu processus de mesure,et non uniquementcelles des moyens de mesusuivant la dérive et la fidé   A

  g   i   l  e  n   t   T  e  c   h  n  o   l  o  g   i  e  s

La surveillancede processus de mesurepeut revêtir des formestrès originales,commel’utilisationdu mêmecaillou,mais elle apportedes avantagessignificatifs.

   C   F   M  -   L   D   R   A

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intitulée “Systèmes de management de lamesure - Exigences pour les processus et le séquipements de mesure” (exigences norma-tives “volontaires” ; voir encadré).Si la norme ISO 9001 s’intéresse au mana-gement de la qualité dans son ensemble,l’ISO 10012 concerne plus particulièrementles processus de mesure. L’ISO 10012 porteen effet sur la surveillance de la confirmationmétrologique et des processus de mesure ausein des processus constituant le système demaîtrise de la mesure. Cette surveillance

évite ainsi les écarts aux exigences en assu-rant une détection rapide des défaillances etles actions opportunes pour leur correction.« Les industriels ne sont alors plus confrontés à unesituation dans laquelle ils doivent mettre au rebusdes produits non conformes au moment où ils sortentde l’usine », indique Bernard Larquer (BEAMétrologie). L’ISO 10012 fournit égalementune surveillance dimensionnée à l’utilisa-tion, au risque de ne pas être conforme auxexigences, et une documentation des résul-tats de la surveillance.« L’attente vis-à-vis des méthodes de surveillanceest claire pour de nombreuses raisons.Citons la ra-

 pidité de détection,son efficacité et donc l’utilisationfacile des informations pour mener à bien des actionscorrectives optimales,ainsi que l’adaptation au justebesoin,sachant que la surveillance ne doit pas êtreune “usine à gaz”,la prise en compte du processus

complet, la traçabilité des actions menées, etc. »,affirme Bernard Larquer (BEA Métrologie).

Avant d’aller plus loin dans les avantages etles bénéfices que peuvent apporter une sur-veillance des processus de mesure, il fautd’abord bien cerner ce que l’on entend parsurveillance.

Formaliser la mise en pratiqued’une surveillanceLors de l’édition 2009 du Congrès interna-tional de métrologie (CIM), manifestationbisannuelle organisée par le Collège français de

 métrologie (CFM) qui s’est tenue du 22 au 25

juin dernier à Paris, les visiteurs s’inquié-taient un peu, ne sachant forcément pas

exactement de quoi il retournait. « Il est vraique,hormis les recueils normatifs et, éventuellement,des brochures internes à quelques entreprises, il

 n’existait pas jusqu’à présent de documents sur lasurveillance des processus de mesure,capable d’aiderles industriels à mettre en place une stratégie desurveillance », ajoute Jean-Michel Pou (DeltaMu). C’est l’une des raisons pour laquelle leCollège français de métrologie avait organisé ungroupe de travail, regroupant quinze sociétéset animé par Jean-Michel Pou, dont les ré-sultats ont fait l’objet de la rédaction d’un

guide technique (voir encadré).Sans définition “métrologique” pour un

terme pourtant si souvent utilisé, les mem-bres du groupe de travail du Collège françaisde métrologie (industriels et organismes) sesont d’abord entendus sur la définition sui-vante : « La surveillance d’un process de mesure estun ensemble d’actions intervenant à la suite desdifférentes étapes préalables à son choix et utilisation(validation du processus de mesure,estimation desincertitudes de mesure, des capabilités, du risque

industriel...) visant à s’assurer du maintien (péren- nité) de ses performances dans le temps.Elle inter-vient donc entre les opérations d’étalonnage/vérifi-cation. Sont exclus du cadre d’application les

 processus dont les instruments de mesure ne font pasl’objet d’étalonnage/vérification périodique,ce qui

 n’empêche pas les utilisateurs dans ce cas de figurede s’inspirer des méthodologies ».La surveillance doit assurer la détection desévolutions du processus de mesure (et nonuniquement celles des moyens de mesure)suivant deux critères : la dérive, ou l’évolu-tion de l’erreur de justesse, et la fidélité.L’objectif est de vérifier à chaque opérationque ces deux grandeurs n’ont pas évolué.Dans le cas contraire, une analyse des causesà l’origine de cette évolution sera conduitesuivant un protocole là aussi défini, en gé-néral pour chaque méthode. « Nous n’avons

 pas voulu décrire la méthodologie d’analyse,à savoircomment faire pour déterminer l’origine du pro-blème constaté, mais proposer des méthodes pourdétecter les éventuels problèmes », explique Jean-Michel Pou (Delta Mu).Le guide technique publié par le Collège fran-çais de métrologie s’appuie sur les exigences dela norme ISO 10012 paragraphe 8.2.3 etreprésente un complément “pratique” pourles industriels du point de vue de la mise en

place d’une surveillance de processus de me-sure. Les normes ne mentionnent en effetpas explicitement les paramètres à prendreen compte, comment les appliquer au con-texte particulier de chaque industriel, dechaque application, etc. Il ne faut pas oublierque, si la surveillance de processus de me-sure doit s’assurer, au quotidien, du bonfonctionnement desdits processus, elle est

une vraie garantie pour les objets réalisésLes objectifs d’un industriel sont de vendre des pduits performants et de satisfaire ses clients,en gageant le profit nécessaire à la pérennisation de entreprise.Les processus de mesure doivent donc êcohérents par rapport aux besoins et d’une fiabiirréprochable pour limiter les risques », rappeBernard Larquer (BEA Métrologie).

Définir les risques liés aux erreur

La mise en place d’un dispositif de suveillance des processus de mesure est

élément fondamental pour garantir la qualdes produits et pour maîtriser au mieux risques. La pratique de l’étalonnage et devérification périodique, sans autre disposde surveillance, conduit inévitablement, sà des équipements conformes mais vériftrop tôt, soit à des équipements vérifiés ptard mais non conformes. Ce modèle de rcordement systématique des équipemede mesure n’est donc pas optimal et il covient alors de passer à une fréquence de racordement (étalonnage/vérification) contionnelle, en fonction des risques encourpar l’entreprise et liés au processus de msure.La mise en place de stratégies de surveillancouvre ces risques et il est alors possible tendre vers un ratio optimum “vérifié trtôt/vérifié trop tard” (voir schéma 1) en

➜

 

Suite aux résultats obtenus par l’un de ses groupes

de travail regroupant quinze sociétés, le Collège

français de métrologie (CFM) a publié un guide

technique intitulé “Surveillance des processus

de mesure.Ou comment garantir au quotidien

la performance des processus de mesure ? ”.

Ce document s’appuie sur les exigences de la norme

ISO 10012 § 8.2.3 et a pour objectif de compléter

la définition pratique de mise en place

de la surveillance d’un processus de mesure et

de présenter des exemples industriels. Sans vouloir

être exhaustif, le guide technique décrit, au travers

de retour d’expériences, des méthodes qui pourront

probablement être transposées à d’autres situations.

Le CFM a publié un guide technique

 Shéma 1. Fréquence optimale d’étalonnage

Vérifié trop tôt Vérifié trop ta

Risques

Coûts

P SAW

Avecune capacitéde détectiondes défaillancesaccrue,les industriels sontenmesure de réduireles risques client en intervenantle plus tôt possible.

La surveillance de processus de mesure complète très bienles étalonnages et la gestiondes instruments de mesure.

   T

  e   k   t  r  o  n   i  x

Non conformConforme

   S  o  u  r  c  e  :   C  o   l   l   è  g  e   f  r  a  n  ç  a   i  s   d  e  m   é   t  r  o   l  o  g   i  e

   E  n   d  r  e  s  s   +   H  a  u  s  e  r

Périodicité moyenne

La surveillance de processus de mesure permet de déterminer la zone optimum par rapport à la «limite» de la conformité et de défintroptôt/vérifié troptardenfonction des risques.

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ce qui concerne la fréquence de raccor-dement conditionnelle. La détermination dubon niveau de sur veillance (étalonnage/vé-rification seul, plan de surveillance seul,combinaison des deux, vérification avantutilisation, etc.) n’est envisageable que sil’entreprise dispose déjà d’une démarchestructurée de maîtrise des risques. Une ap-proche peut, par exemple, combiner la mé-thodologie Amdec (analyse des modes dedéfaillance, de leurs effets et de leur criticité)

et les pyramides de Hazop (HazardOperability).Dans un premier temps, l’utilisateur évalueles risques liés aux processus de mesure ausein de son entreprise et affecte des valeursde criticité objectives selon la pyramideHazop (voir schéma 2). La seconde étape con-siste en un calcul du risque suivant la mé-thodologie Amdec et qui est fonction de lagravité en cas de défaillance du processus demesure, de l’occurrence des défaillances des

également tenir compte de la probabilité d’appari-tion du dysfonctionnement », explique Jean-Michel Pou (Delta Mu).On retrouve les paramètres traditionnelle-ment utilisés dans le cadre de l’évaluationdes risques : risque = probabilité x gravité,sans compter que, dans le cas d’une sur-veillance, il faut ajouter un terme supplé-mentaire à cette “équation”. Il s’agit de lanon-détectabilité, ce qui donne : risque =probabilité x gravité x non-détectabilité. Lanon-détectabilité diminue en fonction de

l’intervalle de temps entre les actions de sur-veillance. Ces considérations amènent à unematrice de décision à deux entrées ( voirschéma 3), qui rend possible, en fonction descas à considérer et du contexte (entreprise,organisation, métier...), le choix d’une fré-quence et d’un traitement adaptés.

Des bénéfices bien au-delàde la réduction des coûtsEn mettant en place une stratégie de sur-veillance des processus de mesure adaptéeau contexte, les industriels disposent d’unmoyen de détection d’une anomalie sur unmoyen de mesure bien plus efficace qu’unétalonnage, qui ne peut pas être permanent.Les coûts, liés aux étalonnages, aux vérifica-tions et à la gestion des instruments de me-sure (en complément du fascicule FD X 07-

014 traitant de la périodicité d’étalonnagedes moyens de mesure et du guide Opperet(1) pour optimisation des périodicités d’étalon-nage, publié par le Collège français de métrolo-gie) sont alors réduits.

Le chapitre 7.6 de la certification ISO 9001 (exigences normatives

en certification) définit que : « L’organisme doit déterminer les activités

de surveillance et de mesure à entreprendre et les dispositifs de surveillance

et de mesure nécessaires pour apporter la preuve de la conformité

duproduitauxexigencesdéterminées...L’organismedoitétablir 

desprocessuspour assurer que les activités de surveillance et de mesure

 peuvent être effectuées et sont effectuées de manière cohérente par rapport

aux exigences de surveillance et de mesure  ».

Dans la norme NF EN ISO/CEI 17 025 (exigences normatives

d’accréditation), le paragraphe 5.5.10 explicite que : « Lorsqu’il est

nécessaire de procéder à des vérifications intermédiaires pour maintenir

la confiance dans le statut de l’étalonnage de l’équipement,ces vérifications

doivent être effectuées selon une procédure définie  ».

Rappelons que les vérifications intermédiaires sont « les vérifications

nécessairespourmaintenirlaconfiancedansle statutdel’étalonnage

desétalonsde référenceprimaires,detransfertoude travailet desmatériaux 

deréférence.Ces vérifications doivent être effectuées selon des procédures

et un calendrier définis » (paragraphe 5.6.3.3). Selon le paragraphe 5.9.1,

« le laboratoire doit disposer de procédures de maîtrise de la qualité pour

surveiller la validité des essais et des étalonnages entrepris.Les d

résultantes doivent être enregistrées de telle sorte que les tendan

détectables et,lorsque cela est faisable,des techniques statistiq

être appliquées à l’examen des résultats ».

Le paragraphe 8.2.3 de la norme ISO 10012 - 2003 (exigenc

normatives “volontaires”) spécifie que : «  Au sein des processu

constituant le système de maîtrise de la mesure,la confirmation

métrologique et les processus de mesure doivent être surveillés.

La surveillance doit être réalisée suivant des procédures docume

et à intervalles de temps établis.Ceci inclut la détermination des

applicables,y compris celles des techniques statistiques et leur d

d’utilisation.La surveillance du système de maîtrise de la mesure

les écarts aux exigences en assurant une détection rapide des dé

les actions sans délai pour leur correction.La surveillance du sys

de maîtrise de la mesure doit être dimensionnée au risque d’éche

à la satisfaction des exigences spécifiées.Les résultats de la surve

des processus de mesure et de confirmation et toutes les actions

qui en résultent doivent être documentés pour démontrer que c

ont satisfait de façon continue aux exigences spécifiées».

Que disent les normes ?

Avec une capacité de détection d’un proces-sus défaillant accrue, de surcroît le plus tôtpossible, les industriels sont également enmesure de réduire les risques client en inter-venant à un moment où le produit n’a peut-être pas encore atteint le maximum de savaleur ajoutée. Les coûts de non-qualité en

sont donc automatiquement réduits euxaussi.La surveillance des processus de mesureautorise par ailleurs la sensibilisation de tousles acteurs de l’entreprise aux incertitudes de

mesure et aux capabilités, en observant dispersions liées aux mesures lors des suveillances, ainsi que le développement epromotion de la culture statistique liée àréalisation du produit et/ou du service. «surveillance de processus de mesure est un véritaoutil d’amélioration des performances et de la p

ductivité ! », conclut Bernard Larquer (BMétrologie).  Cédric Lardi

(1) Voir Mesures n°761 de janvier 2004.

équipements en fonction de la technologieutilisée, des conditions et du taux d’utilisa-tion, ainsi que de la non-détectabilité quidépend des moyens et des sensibilités dedétection (voir schéma 2). « L’objectif d’une sur-veillance est de détecter un dysfonctionnement qui

 peut avoir des conséquences plus ou moins graves.Lafréquence doit donc tenir compte de la gravité,mais,la surveillance ayant un coût plus ou moins élevé,cecoût doit être adapté au risque qu’un dysfonction-

 nement apparaisse.La fréquence de surveillance doit

Schéma 2. Pyramide Hazop et méthodologie Amdec  Shéma 3. Matrice de décision

Niveau de gravité

Négligeable Mineur Important Critique C

Niveau deprobabilité(combinaisonoccurenceetnon-détectabili té)

Fréquent 4 4 5 5

Probable 3 3 4 5

Occasionnel 2 3 3 4

Rare 1 2 3 3

Improbable 1 1 2 3

Criticité forte

Criticité moyenne

Criticité faible

Processus de sécuritéSécurité des personnes

Objectif : 0 %de non-conformité

Pyramide Hazop

Pyramide Hazop

Risques limités en quantité plus importante

HomologationValidation

InstallationsServitudes

Objectif : moins de 5 %de non-conformité

Gravité Amdec

Gravité Amdec

Gravité Amdec

Gravité Amdec

Gravité Amdec

On peut définir 5 niveaux de surveillance :

*Lesrésultatssont traitéssuivantune méthodedocumentée.

5   Surveill ance permanente.

4   Surveillance fréquente et enregistrée.*

3   Surveillance occasionnelleet enregistrée.*

2   Surveil lance fréquenteet non enregistrée.

1   Surveillance occasionnellenon enregistrée.

➜

   S  o  u  r  c  e  :   C  o   l   l   è  g  e   f  r  a  n  ç  a   i  s   d  e  m   é   t  r  o   l  o  g   i  e

   S  o  u  r  c  e  :   C  o   l   l   è  g  e   f  r  a  n  ç  a   i  s   d  e  m   é   t  r  o   l  o  g   i  e

 Risques importants en quantité limitée

Objectif : moins de 20 %de non-conformité

Contribution du mesureur sur le résultat final Conséquences d’un résultat final erroné

La déterminationdu bonniveau de surveillance n’est envisageable que sil’entreprise dispose déjà d’une démarche structurée de maîtrise des r isques.Une approche peut,par exemple,combinerla méthodologie Amdec(analyse des modes de défaillance,de leurs effets et de leur criticité) et les pyramides de Hazop (HazardOperability).

L’“équation” risque = probabilité x gravité x non-détectabilité amène à une matrice de décision à deux entrées,qui rendpossible,enfonctiondes cas à considérer et du contexte,le choix d’une fréquence et d’untraitement adaptés.