«Le législateur réfléchit à la manière de réglementer tous les équipements high-tech»

Le 01/09/2015 à 14:00  

A l'image de l'utilisation d'un appareil de pesage sur le site du Tricastin (France), les opérations de pesée sont considérées comme le plus vieux métier du monde. Si les usages réglementés, avec leurs normes et réglementations, ont, jusqu'à récemment, représenté la très grosse part du marché, les applications hors métrologie légale prennent de plus en plus de poids dans l'industrie…

Areva

Mesures.Dans le domaine de la métrologie légale, à savoir le pesage dans le cadre d'un usage réglementé,quelles ont été les principales évolutions ces dernières années?

Alain Renaud. Il vient d'y avoir une refonte des directives européennes en 2014 lesquelles seront en application au début 2016 dans le but d'harmoniser l'ensemble des directives, et qu'elles soient toutes structurées de la même façon. Cette harmonisation s'inscrit dans une stabilisation des acquis et des besoins et une uniformisation des différentes réglementations de pesage en cours depuis quelques années. Vous savez qu'il existe le pesage statique et le pesage dyna-mique. Les législateurs ont mis plusieurs années pour harmoniser les présentations et les exigences des directives européennes entre ces deux grandes familles d'instruments de pesage. Ces directives s'appuient sur des recommandations de l'Organisation internationale de métrologie légale (OIML). Une autre évolution, cette fois toute récente, concerne notre fameuse norme NF EN 45501 «Aspects métrologiques des instruments de pesage à fonctionnement non automatique», dont la version 2015 vient de sortir au mois de juin dernier. Il s'agit principalement d'une recopie de la recommandation OIML R76 pour les instruments de pesage à fonctionnement non automatique (IPFNA). Si l'on remonte à une dizaine d'années en arrière, les autres évolutions ont été le renforcement technique des contraintes vis-à-vis de la tenue des instruments de pesage aux perturbations électromagnétiques, pour justement faire face à toutes les perturbations nouvelles que peut créer par exemple un réseau de téléphones portables. Il y a sept ou huit ans, les exigences en termes de Compatibilité électromagnétique (CEM) ont en effet imposé la tenue d'un champ magnétique de 10V/m,au lieu de seulement 3V/m avant, avec des fréquences de perturbation qui s'élèvent jusqu'à 2GHz (elles s'arrêtaient à 1GHz jusque-là).

L'essentiel

P Dans le pesage, les acteurs doivent se conformer à des directives européennes, un ensemble d'exigences définies par le législateur.

P Les dernières évolutions en métrologie légale portent principalement sur une refonte des directives pour les harmoniser.

P Hors usage réglementé, les industriels ont recours à du pesage dans leurs procédés, et même de plus en plus. Ils doivent alors vérifier les performances de leurs instruments à partir d'exigences qu'ils ont eux-mêmes définies.

Mesures. Est-ce que les acteurs avaient constaté des perturbations dans certains cas, ce qui rendait ce renforcement technique réellement nécessaire?

Alain Renaud. Dans 90% des applications, non, parce que,dans une boucherie, il n'y a pas vraiment de perturbations électromagnétiques. Par contre, dès que l'on se trouve dans un milieu industriel, le renforcement technique lié à la CEM était utile. Precia Molen a d'ailleurs commencé à travailler sur ce sujet dans les années 1992, 1993, bien avant l'apparition des réglementations en question. C'est ainsi que nous nous sommes rendus compte que les précautions techniques pour s'immuniser contre les perturbations électromagnétiques rendent les transmissions numériques de données meilleures et plus fiables, les résultats de pesage et les instruments de pesage plus stables, ce qui permet de recourir à des filtrages moins importants. Il ne faut pas sous-estimer le fait que, lorsque des instruments de pesage sont connectés à des PC, des systèmes informatiques distants, avec des distances importantes parfois, les perturbations électromagnétiques peuvent être importantes.

Les utilisateurs d'instruments de pesage veulent utiliser les moyens modernes dont ils ont l'habitude de disposer dans leur vie de tous les jours.

Dominique Ribet. Il faut savoir que la technologie au cœur des instruments de pesage a quand même évolué très rapidement ces vingt dernières années, tout comme les besoins des clients.Auparavant, ces derniers se contentaient d'un affichage du poids et d'un ticket émis par une imprimante à aiguille. Cela s'expliquait aussi par le fait que le pesage était considéré comme un métier vraiment très à part. Aujourd'hui, les instruments de pesage sont quasiment systématiquement connectés et les données de pesage sont utilisées soit par les outils de gestion de production, via des bus de terrain, soit par des logiciels d'ERP ( Enterprise Resource Planning , NDLR), à travers des transferts plutôt de type Ethernet dans ce cas-là. Comme les données interviennent dans des process de traçabilité, par exemple en agroalimentaire, on a besoin d'avoir une très grande sécurité des transmissions. Si l'on n'a pas besoin de relancer plusieurs fois une transmission, on gagne forcément du temps. Et tout cela participe à une meilleure efficacité des systèmes dans lesquels le pesage est implanté.

Mesures. Si passer d'une fréquence de 1GHz à 2GHz peut sembler relativement simple de prime abord,est-ce que,dans les faits, l'amélioration de ces critères techniques a été simple à faire?

Dans le domaine du process industriel, les utilisateurs ont besoin de disposer d'un certain niveau de performances et de le garantir. C'est là qu'intervient l'approche par le besoin, en demandant à un utilisateur quelles sont les conditions de fonctionnement de son process. Avec cette approche de détermination du niveau réel de performances de l'instrument, on parle alors d'étalonnage.

Precia Molen

Dominique Ribet. Dans le milieu des années 1980, c'était l'arrivée de l'électronique dans les indicateurs de pesage, avec un microcontrôleur 8 bits, de la Ram déportée, des fréquences de quelques mégahertz. Les indicateurs de pesage que l'on met aujourd'hui sur le marché intègrent des microprocesseurs 32 bits fonctionnant à plusieurs centaines de mégahertz; ce sont de véritables petits PC portable s devenus malheureusement encore plus sensibles aux perturbations. Cela veut dire, dans notre cas, qu'il faut appliquer à des systèmes fonctionnant à des fréquences élevées et qui traitent beaucoup de données,des contraintes que l'on n'appliquerait jamais à un PC portable. A la limite, un PC portable s'arrêtera en cas de perturbations et il vous suffira de le redémarrer. Avec un instrument de pesage, s'il s'arrête alors qu'une trémie est en train d'être vidée dans un camion, ce dernier sera alors enseveli sous les granulats, d'où de gros problèmes! Pour en revenir au renforcement technique, cela passe par la prise en compte de nouvelles conceptions des cartes électroniques (technologie multicouche, adoption de composants CMS, généralisation des blindages avec des cages de Faraday, la reprise de blindage pour réaliser l'équipotentialité, etc.). Ces évolutions ont d'ailleurs été une petite révolution au niveau de la conception des indicateurs de pesage.

S'il n'est pas prévu, aujourd'hui, dans la réglementation de pouvoir approuver un smartphone pilotant un pesage, ce sont des choses qui sont déjà entrées dans les mœurs hors métrologie légale. Precia Molen devrait d'ailleurs mettre sur le marché mi-2016 un nouvel indicateur de poids qui disposera d'une application téléchargeable gratuitement sur AppStore.

Precia Molen

Alain Renaud. Le renforcement technique a également demandé une grande rigueur dans l'installation. La reprise de blindage des câbles étant devenue cruciale,l'installation,elle aussi, doit donc être réalisée de façon ad hoc .S'il s'agit de contraintes que nous maîtrisons parfaitement aujourd'hui, ce n'est pas le cas pour un fabricant de matériels d'entrée de gamme chinois, par exemple. Il va mettre en œuvre de grosses inductances en entrée par exemple, comme nous le faisions dans les années 1970. Mais c'est loin d'être suffisant pour réaliser un filtrage à une fréquence de 2GHz et à un champ magnétique de 10V/m.

Dominique Ribet. Disons plutôt qu'ajouter des dispositifs de protection externes coûte cher, en plus de ne pas être parfaits ni forcément faciles à mettre en œuvre. Nous, nous avons travaillé sur le développement de matériels qui, intrinsèquement, résistent mieux aux perturbations externes. Mais cela demande des investissements.

Mesures. Les équipements de type smart-phones, terminaux Wi-Fi, etc., qui perturbent effectivement de plus en plus l'environnement, deviennent toujours plus courants dans les entreprises. J'imagine que les instruments de pesage ne dérogentpasàlarègle.Est-cequecelaaune incidence dans les usages réglementés?

Alain Renaud. Les utilisateurs veulent effectivement utiliser les moyens modernes dont ils ont l'habitude de disposer dans leur vie de tous les jours, comme de pouvoir recevoir des informations de leur s instruments de pesage, calculer des statistiques, etc. depuis leur smartphone ou leur tablette numérique. C'est vrai que cela ne va pas concerner le commerçant local ou la coopérative céréalière qui vont se satisfaire de leurs indicateurs classiques situés à proximité des instruments de pesage. Les industriels, eux, aimeraient pouvoir travailler de façon déportée avec des outils que l'on connaît depuis dix ans. Le fait que ce soit de la métrologie légale, c'est simplement la réglementation qui lui impose. Le législateur européen est donc en train de réfléchir à la manière de réglementer tous les équipements high-tech.Aujourd'hui il n'est pas prévu dans la réglementation de pouvoir approuver une tablette numérique pilotant un pesage. Il faudra peut-être plusieurs années avant de voir les premiers cer-tificats pour ce genre de matériels en Europe… Hors métrologie légale,ce sont des choses qui sont déjà rentrées dans les mœurs. Dominique Ribet. Precia Molen devrait mettre sur le marché mi-2016 un nouvel indicateur de poids dans la gamme i, avec un positionnement plus d'entrée de gamme, qui disposera d'une application téléchargeable gratuitement sur AppStore. Elle permettra de lire le poids sur un smart-phone et d'exécuter des opérations de tarage, par exemple, à distance. Il s'agira d'une recopie de la valeur de pesage sur le téléphone portable et il va donc bien falloir que le législateur s'assure que, quand l'uti-lisateur réalise l'opération de tarage depuis l'écran tactile de son smartphone et que l'affichage passe à zéro, l'opération soit réalisée de la même manière que lorsque l'on appuie sur la touche de l'indicateur, à savoir dans les conditions qui sont décrites par la réglementation.

Nous sommes capables de modéliser le fonctionnement d'un instrument de pesage et donc de pouvoir travailler sur un mode prévisionnel.

Mesures.Alain Renaud évoquait le pesage hors métrologie légale, c'est-à-dire en dehors d'un usage réglementé. Quelle est la situation dans ce domaine-là?

Dominique Ribet. Dans le cas d'un usage réglementé, le client n'a pas besoin d'exprimer un besoin; la seule chose qu'il doit faire pour opposer les résultats de la pesée à son propre client, c'est d'approvisionnerunins-trument qui soit homologué, c'est-à-dire qui a subi avec succès les différents tests et qui dispose des marquages réglementaires. Quand on se trouve dans le domaine du process industriel, par exemple le dosage de plusieurs composants, on n'est pas en train de vendre du produit à un client, mais on a quand même besoin de disposer d'un certain niveau de performances et de le garantir.C'est là qu'intervient l'approche par le besoin: nous allons demander au client quelles sont les conditions de fonctionnement de son process. Ce n'est pas forcément la peine de vérifier un instrument de mesure entre - 10 et + 40 °C s'il n'est utilisé que dans un atelier où la tempé-rature est de +20°C ±5°C, ou de mener des essais d'excentration dans une trémie cylindrique contenant un liquide (on est certain que la position du centre de gravité sera au centre et ne se déplacera jamais). Il ne s'agit plus d'une vérification des caractéristiques de l'instrument de mesure par rapport à des exigences réglementaires définies par le législateur, mais d'une approche de détermina-tion du niveau réel de performances de l'ins-trument. C'est ce que l'on appelle la détermination des incertitudes dans des conditions déterminées… on parle alors d'étalonnage. Le document qui sanctionne cette opération est un certificat d'étalonnage. Cette approche, utilisée dès que l'on sort de la métrologie légale et dès que les clients ont mis en œuvre une politique qualité,une ges-tion des procédés qui nécessite une qualifi-cation de l'instrument de pesage,amène ainsi le pesage dans la métrologie générale et la métrologie scientifique.

Mesures. Le fait que vous insistiez sur ce point signifie que ce n'est pas si courant que cela dans le pesage de process…

Dominique Ribet. Ce n'était effectivement pas si courant que cela. Il ne faut pas oublier que, avant 1993, quelle que soit la destination d'un instrument de pesage, il y avait obligation qu'il soit approuvé et qu'un certain nombre d'essais (essais de justesse, essais d'excentration…) soient faits avant sa mise sur le marché. Cela voulait dire que le détenteur d'un instrument de pesage ne se posait qu'une seule question : « Est-ce que l'appareil est bon ou pas (par rapport à des exigences fixées par le législateur) ? » A partir de 1993, nous avons commencé à nous poser une autre question : « Comment peut-on qualifier des instruments de mesure qui ne sont pas utilisés dans le cadre d'usage réglementé ? » Cela représentait probablement 90 % des appareils présents sur le marché. Le Cofrac [Comité français d'accréditation, NDLR] a d'ailleurs publié en 2001 le document n° 2089 qui précisait les exigences d'étalonnage pour les instruments de pesage à fonctionnement non automatique. C'est donc quelque chose de très récent dans notre métier, un métier qui est pourtant considéré comme le plus vieux du monde, et je comprends que cela puisse en surprendre plus d'un.

Dans le cas d'un usage réglementé, l'utilisateur n'a pas besoin d'exprimer un besoin. Il doit seulement approvisionner un instrument de pesage homologué et doté des marquages réglementaires pour opposer les résultats de la pesée à son propre client. L'utilisateur ne doit se poser qu'une seule question : « Est-ce que l'instrument de pesage est bon ou pas (par rapport à des exigences fixées par le législateur) ? »

Mesures.Quel a été l'élément déclencheur de cette prise de conscience de la part des industriels?

Dominique Ribet. Aujourd'hui, les indus-trielsrecherchent la « précision », même si je n'aime pas ce terme-là, dans leurs process. Prenons par exemple une balance classique homologuée avec une portée maximale de 3kg et un échelon au gramme (une variation du poids au gramme près), soit 3 000 divisions, pour une gamme de température allant de - 10 à + 40 °C. Imaginons que cette précision ne suffise pas pour le process d'un utilisateur et que ce dernier ait besoin d'une meilleure précision. On sait que, si l'on réduit la plage de température (un laboratoire climatisé entre + 18 et + 22 °C) ou si l'on s'affranchit des phénomènes d'excentration, c'est-à-direque l'on considère que le centre de gravité de la charge est toujours au centre de la plate-forme (toujours positionner les récipients dans un cercle tracé au centre du plateau), on va être capable d'améliorer le niveau de performances de l'instrument de pesage. De la même manière que l'on fait vérifier tous les ans un instrument dans le cadre d'un usage réglementé, l'utilisateur va pouvoir faire réaliser, par un prestataire accrédité, des étalonnages à des fréquences régulières dont il va lui-même déterminer la périodicité en fonction de la qualité de son process, et du niveau de performances souhaité. L'utilisateur va pouvoir vérifier que, par rapport à ses propres exigences, son propre référentiel –et non pas un réfé-rentiel déterminé par le législateur –, son instrument se situe bien dans les erreurs maximales tolérées spécifiées.

Mesures. L'approche par les besoins que vous présentez a-t-elle d'autres avantages? Dominique Ribet. Cette démarche a en effet un autre intérêt pour le client : compte tenu du grand nombre d'instruments de mesure que nous fabriquons et traitons au cours d'une année, nous sommes capables de modéliser leur fonctionnement et donc de pouvoir travailler sur un mode prévisionnel. Je m'explique : lorsqu'un client nous soumet un problème, nous pouvons lui dire comment il va se comporter et quel sera son niveau de performances, sans être obligé ni d'investir dans l'instrument ni de le tester dans les conditions réelles d'utilisation. Et donc de pouvoir lui affirmer que : « Compte tenu de vos conditions (si vous êtes en mesure de réduire la plage de température d'utilisation – la température est un facteur d'influence extrêmement important en pesage –, de garantir que la charge sera toujours centrée, etc.) vous pouvez arriver au niveau de performances souhaité » . C'est ainsi l'occasion pour l'industriel d'évaluer son besoin de manière objective : le fabricant intervient alors avec tout son savoir-faire dans le cadre de discussions souvent très enrichissantes pour les deux parties…