Calibrer les capteurs fait de plus en plus partie des exigences client

L’IEC17025 FIXE LE CHAMP D’ACTION

 

Aujourd’hui les machines sont pourvues de plusieurs capteurs qui veillent au bon fonctionnement. Le plus souvent il s’agit de composants qui garantissent la sécurité: indicateurs de niveau, transmetteurs de pression et sondes de température, pour n’en citer que quelques exemples. Nous constatons que les clients finaux veulent de plus en plus d’informations sur leur produit car ils veulent être certain qu’il a été fabriqué selon leurs standards. Le calibrage périodique peut leur donner (et à vous aussi) la certitude que votre machine est produite selon les spécifications demandées. Dans cette article, nous approfondissons cette matière.

 

CALIBRER ≠ ETALONNER

Pas mal d’appellations circulent, en plus du calibrage. Des termes tels que calibrer, justifier, étalonner et valider sont souvent utilisés – à tort – comme synonymes. Cela induit la confusion entre spécialistes dans cette matière et utilisateurs occasionnels. Une brève explication sur ces termes peut éviter la confusion terminologique.

Calibrer

Calibrer, c’est comparer une valeur à une valeur connue (le ‘calibre’). L’écart qui est constaté est noté afin que l’utilisateur sache de quel écart il doit tenir compte. L’important dans cette définition est l’utilisation d’une ‘valeur connue’ comme point de comparaison. Le succès d’un calibrage est fonction de la précision du calibre. Deux valeurs de mesure de différents appareils peuvent fortement diverger mais tant qu’aucune comparaison ne peut être faite avec un calibre, c’est la porte ouverte aux spéculations quant à savoir quel appareil effectue des mesures correctes ou si les deux sont peut-être erronés. Dans cette optique, on parle souvent de concordance. La précision de l’appareil avec lequel on calibre doit être ramenée à un standard. Plus ce chemin est court, meilleur est le standard. Cette chaîne de la concordance est contrôlée par un certain nombre d’organes coordinateurs, tels que le SPF Economie (voir encadré). Calibrer, c’est donc comparer. L’écart constaté est fixé, normalement, dans un rapport de calibrage.

Justifier

La justification va encore un pas plus loin que le calibrage car ici, le rendu erroné est corrigé sur base de la constatation de l’écart. Le calibrage ne le fait donc pas. Ce point, surtout, fait souvent l’objet de discussions: quelqu’un commande un calibrage et part du principe que la justification en fait également partie. Ce n’est donc pas le cas. Avec un appareil de mesure calibré, on mesure l’écart par rapport au standard et on estime que cela est suffisant pour autoriser la poursuite des activités en fonction des spécifications imposées de l’application. A défaut, l’appareil peut être justifié afin que le résultat de mesure respecte bel et bien les spécifications. Bien entendu la condition est que l’appareil de mesure ou le capteur puisse véritablement être réglé.

 

 

Etalonner

L’étalonnage est le troisième larron dans ce jeu de quilles sémantique. Etalonner, c’est relier une méthode de mesure à un standard légalement agréé. Par un étalonnage, un instrument de mesure est déclaré officiellement adapté pour des mesures soumises à des exigences de précision légales. Il s’agit par exemple de mesures dont le résultat est utilisé pour déterminer un coût (balances ou pompes à essence par exemple). Un étalonnage comporte un calibrage suivi par une justification.

Valider

Pour terminer il convient aussi de mentionner la validation. La validation consiste à contrôler la validité ou l’exactitude d’une valeur ou méthode. En fait on montre au moyen d’une vérification ou qualification à l’aide de certaines exigences préétablies, qu’un appareil est en mesure de délivrer les résultats visés avec une grande certitude. Au sein de la validation, on distingue:

• Installation Qualification, en vertu de laquelle on contrôle que tous les témoins lumineux souhaités s’allument sur un appareil si ceci est exigé, ou si tous les boutons et indications requises sont présents et si la commande correspond à ce qui est décrit;
• Operational Qualification, en vertu de laquelle on détermine si le système délivre aussi le bon résultat avec les bons réglages mais en vertu de laquelle on teste aussi le déclenchement effectif des alarmes si ceci est d’application;
• Product Qualification; en vertu de laquelle on détermine si le système délivre aussi le résultat final souhaité.

CERTIFICAT DE CALIBRAGE

Les fabricants d’appareils de mesure qui exécutent des calibrages donnent souvent un certificat de calibrage qui mentionne l’écart de leur capteur par rapport au standard et si ceci respecte encore les spécifications. Il donne donc une certitude quant à l’écart et est pour cette raison intéressant à posséder. Certainement maintenant que les clients sont devenus plus stricts, il est intéressant de détenir un outil permettant de prouver effectivement que les capteurs dans votre processus de production sont calibrés de façon correcte.

 

 

Pourquoi cette importance?

D’autres raisons complémentaires expliquent également pourquoi un certificat représente une valeur ajoutée. Pour de nombreuses entreprises, ceci est une obligation dans le cadre de leur certification ISO 9001, d’autres le veulent surtout pour des raisons juridiques (responsabilité, parfois ceci est même imposé par les assurances) ou des raisons commerciales (pour se différencier des concurrents). La sécurité est également un motif important, certainement dans des applications ATEX où une mesure correcte peut même signifier sauver des vies. Last but not least il convient aussi de mentionner la productivité. Des appareils de mesure corrects induisent des produits corrects. Cet avantage est multiple: les produits qui ne respectent pas les spécifications sont retirés avec une plus faible marge d’erreur, donc il y a moins de déchets. Mais on livre aussi moins de pièces fautives aux clients, les retours sont donc moins nombreux et dès lors aussi les coûts y afférents.

 

 

Contenu

Un certificat de calibrage d’un laboratoire accrédité comportera en standard les aspects suivants: la concordance (quel standard), la marque, le modèle, le type, le numéro de série et le dernier certificat de calibrage de l’instrument de mesure utilisé. Si ceci est important pour l’interprétation de la mesure, les conditions, dans lesquelles le calibrage a été effectué, sont également décrites. Songez par exemple à la pression de l’air, à la température, à l’humidité de l’air et aux éventuelles conditions spécifiques du local de calibrage. Bien évidemment le certificat mentionne aussi les résultats de mesure et les écarts constatés.

Autocalibrage

Aujourd’hui de nombreux capteurs de mesure possèdent une fonction de calibrage automatique. Cela veut dire qu’ils disposent d’une référence intégrée, avec l’exécution périodique d’un contrôle automatique. Si l’appareil de mesure s’écarte des spécifications imposées, une notification est affichée. Dans ce cas, il convient de procéder à la justification de l’appareil, quoiqu’un remplacement puisse aussi se révéler nécessaire.

 Fréquence

Sur le plan de la fréquence, la réponse n’est pas univoque. En fait cela dépend de la certitude que l’on désire avoir. Dans le cas d’un appareil de mesure du niveau de bruit qui est utilisé dans des mesures importantes, la réglementation en vigueur exige souvent d’effectuer pour chaque mesure un (propre) calibrage avec un calibreur. Pour donner un autre extrême: pour qui utilise une mesure de température pour, par exemple, mesurer la température de l‘eau de chaudière, ce n’est généralement pas problématique de ne pas être certain à 100% d’une valeur correcte jusqu’à 0,1 °C. Ici l’utilisation de l’instrument est plus indicative. Dans les entreprises qui sont certifiées ISO, la concordance des instruments de mesure et des outils de mesure est reprise dans les procédures. L’entreprise détermine elle-même – naturellement souvent sur la base d’expériences – ,la fréquence de calibrage, par exemple 1 an, 2 ans ou 3 ans. Dans d’autres cas, il existe des directives qui doivent être suivies dans certains secteurs.

 

 

Un mètre est-il effectivement un mètre?

Comment être certain qu’une valeur de référence est bel et bien correcte? Pour chaque unité, il existe des directives qui énumèrent le(s) méthode(s) de mesure approuvée(s). Le mètre est un bon exemple.

Lasers de référence

Pour obtenir un mètre de référence correct, le SPF Economie suit une procédure technique très compliquée, pour le profane. Dans une première méthode, ce standard de longueur national est obtenu via des lasers stabilisés à des longueurs d’onde (λ) de 633) de 633 nm et 543 nm. Ces lasers primaires fonctionnent selon les caractéristiques qui sont fixées dans la définition internationale du mètre. Les lasers sont du type HéliumNéon et sont stabilisés sur les pics d’adsorption des lignes spectrales hyper fines de l’Iode127I2. L’incertitude sur la longueur d’onde de ces lasers atteint 2,5⋅10-1110-11 λ) de 633.

Générateur de référence de fréquence optique

Outre ces lasers de référence, le SPF Economie utilise une seconde méthode. Cela s’effectue par un générateur de référence de fréquence optique, qui peut générer une lumière laser avec des longueurs d’onde allant de l’infrarouge à la lumière bleue. Cette référence primaire est envoyée par un signal de fréquence extrêmement stable qui provient des horloges du Césium et de l’horloge à hydrogène du labo temps/fréquence. L’incertitude sur la longueur d’onde de ces lasers atteint 5⋅10-1110-14 λ) de 633. La stabilité de ces lasers est suivie par des comparaisons internes et par la participation à des mesures comparatives internationales.