«L'indicationdesétatsde mène à une réelle déclar surface 3D sur un plan ation de conformité»

Le 22/11/2016 à 0:00

Mesures. Suite à la réédition du recueil sur la spécification géométrique des produits (GPS) en 2011 (voir Mesures n° 841), une nouvelle édition de ce recueil a-t-elle été publiée depuis cette date?

RénaldVincent. Non, la dernière édition du recueil de normes GPS remonte à 2011. Cela ne signifie pas que les normes n'ont pas évolué, évidemment, mais qu'elles ne sont pas encore intégrées dans un tel recueil. En règle générale, l'Afnor [Association française de normalisation, Ndlr] renouvelle ce recueil à peu près tous les cinq ans. Elle attend certainement la fin de l'année 2016 pour faire un état des lieux et décider une réédition, ou non, d'un nouveau recueil en 2017.

Mesures. Quelles ont été, ces dernières années, les principales évolutions en matière de normalisation de la GPS?

Rénald Vincent. Parmi les évolutions, on peut citer l'extension des concepts liés à la norme ISO 25178 pour les états de surface. L'un de ces concepts est la notion d'indication. Les utilisateurs avaient la possibilité de spécifier des paramètres d'état de surface sur des profils de ligne ; on parlait alors de spécification de surfaces 2D. Pour les états de surface sur des profils de surface, d'où la désignation de spécification d'états de surface 3D, les ingénieurs avaient auparavant à leur disposition des paramètres qui étaient définis, mais qu'ils ne savaient pas écrire sur un plan. Il était donc impossible de les utiliser pour définir une exigence liée à un état de surface 3D sur une pièce industrielle. Si, du côté laboratoire, les ingénieurs pouvaient prendre une surface, l'analyser et déterminer un critère, il n'existait toutefois aucune spécification une fois en production.Avec la partie ISO 25178-1, il est désormais possible de passer du monde du laboratoire à une vision plus industrielle.

Mesures. Comme ils n'étaient pas écrits sur un plan, les états de surface 3D ne pouvaient pas être mis en œuvre dans l'industrie…

Rénald Vincent. Si, ils le pouvaient, mais les utilisateurs devaient passer par une indication textuelle.Mais vous pouvez imaginer que définir textuellement un état de surface 3D pouvait s'avérer très, très compliqué. Et, quand quelque chose est compliqué à faire, les personnes ont tendance à freiner des quatre fers, parce que la compréhension du texte peut alors être très ambiguë et dépendre de la personne qui l'inter-prète. C'est pourquoi le peu de personnes qui écrivaient les états de surface 3D sur un plan se mettaient d'accord avec celles du laboratoire de métrologie sur les conditions dans lesquelles une pièce sera bonne. Il s'agissait plutôt d'une analyse que d'une réelle déclaration de conformité, ce que permet maintenant la norme ISO 25178-1. Mais cela va avoir des conséquences sur l'usage des étalons, des systèmes de mesure et des logiciels spécifiques aux états de surface 3D. Ce qui pourrait amener également des temps de travail plus importants et des surcoûts en termes de mesure pour les industriels. Ces derniers devront donc savoir s'ils ont intérêt à spécifier un état de surface 3D ou seulement un état de surface 2D. Il faut vraiment que le jeu en vaille la chandelle ; si c'est le cas, les industriels ont à leur disposition tout ce qui va bien pour réaliser une métrologie de bonne qualité sur les états de surface 3D de base.

Mesures. Lors de notre rencontre en 2011, vous mentionniez être, au sein de la commission UNM09 GPS - Mesures,en train de travailler sur les difficultés de caractérisation métrologique qu'entraîne une propriété de surface différente selon l'utilisation

d'un moyen optique ou par contact. Vos travaux ont-ils abouti?

RénaldVincent. Je vais faire une réponse de Normand: oui et non. Depuis cette date, la commission UNM09 s'est d'abord divisée en deux commissions: l'UNM09 GPS - Mesure et l'UNM10 GPS - États de surface. Du côté de cette dernière, les experts ayant considéré que les propriétés mécaniques et électromagnétiques des surfaces changent leur caractérisation, selon le niveau d'observation, il a été convenu que le type de propriétés d'une surface devait être spécifié pour les mesures microgéométriques liées aux états de surface. On pourra ainsi avoir un Sa mécanique et un Sa électromagnétique. Du côté de l'UNM09 et de l'UNM08 GPS - Spécification,la question n'est pas d'actualité.

Mesures. Autre sujet évoqué il ya cinq ans, les filtrages et en particulier une prise en compte accrue de leur effet dans la mesure. Qu'en est-il actuellement ?

RénaldVincent. De nombreux travaux sur le filtrage en tant que tel sont en cours à travers la série des normes NF EN ISO 16610. Et la nouvelle version prévue de la norme NF EN ISO 1101 relative aux spécifications géométriques des produits va permettre de spécifier directement les filtres à appliquer. Jusqu'à présent, nous n'avions ni d'indication sur le filtre à appliquer, ni même la possibilité de l'indiquer. L'avantage est de mieux répondre à la demande en termes de mesure.

Rénald Vincent, responsable technique au sein du pôle Expertise-Métrologie-Étalonnage (EME) du Cetim

Ingénieur Art et métier, Rénald Vincent a été responsable du laboratoire de métrologie de Senlis du Centre technique des industries mécaniques (Cetim). Il occupe actuellement le poste de responsable technique au sein du pôle Expertise-Métrologie-Étalonnage (EME) du Cetim. Il a notamment en charge des problématiques liées à l'usage des statistiques, que ce soit dans le domaine du bureau d'études (tolérancement), de la fabrication (capabilité, carte de contrôle, analyse) ou de la mesure (incertitude de mesure, capabilité, analyse). Il gère également les problématiques liées à l'écriture et la lecture des spécifications dimensionnelles, géométrique ou d'état de surface, du côté des bureaux d'études ou des gens de la mesure, en allant jusqu'au domaine de l'étalonnage des moyens de mesure. Ce parcours l'a amené d'une part à concevoir et animer des formations, ainsi qu'à accompagner sur ces différents domaines les industriels. D'autre part, Rénald Vincent prend part aux actions normatives en tant que président de la commission UNM09 GPS – Mesure, et en tant que membre de l'Union de normalisation de la mécanique (UNM), de l'Association française de normalisation (Afnor) et de l'International Organization for Standardization (ISO). Il est par ailleurs expert au sein des comités Afnor X06/ISOTC69 (statistiques) et UNM08-09/ISOTC213 (GPS - Cotation ISO) en intervenant comme chef de projet ou animateur.

Mesures. Et qu'en est-il de la prise en compte des nouvelles technologies, telles que le palpage multiple,les capteurs optiques à distance,les systèmes de mesurage imageurs, les systèmes lasertrackers,danslasérieISO10360?

RénaldVincent. Là aussi, la norme sur la «Spécification géométrique des produits (GPS) - Essais de réception et de vérification périodique des systèmes de mesure tridimensionnels (SMT)» évolue doucement. Les parties ISO 10360-8, sur les machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) avec détecteurs optiques sans contact, ISO 10360-9, sur les MMT avec systèmes de palpage multiples, et ISO 10360-10, sur les lasers de poursuite pour mesurer les distances de point à point, n'existaient pas auparavant. Lors de la réception d'une machine, c'était auparavant seulement le constructeur de la machine qui définissait son protocole.Il pouvait arriver que, si l'acheteur maîtrisait suffisamment bien les aspects métrologiques, il pouvait proposer, voire imposer ses desiderata, notamment au travers d'un préaccord initial avec le fabricant de la machine. Maintenant les industriels peuvent choisir de réceptionner leurs machines selon telle ou telle norme, et donc utiliser ces normes comme un cadre contractuel de réception de ma-chines, à savoir déterminer les caractéristiques métrologiques à vérifier. Non seulement tout le monde sait de quoi il parle, mais aussi il est possible de comparer les résultats obtenus entre différentes machines, les normes ISO 10360-8, - 9 et - 10, permettant d'établir un cadre d'observation unique sur la qualité de la machine (les protocoles propres à chaque fournisseur ne s'intéressent pas forcément aux mêmes caractéristiques et, si c'est le cas, pas forcément de la même manière).

Mesures. Et pour les autres nouvelles technologies?

RénaldVincent. Les travaux sur les systèmes de mesurage imageurs ou la tomographie sont en cours. Certaines hoses devraient arriver d'ici deux ou rois ans, mais je ne pourrai pas vous ireplus précisément les échéances.

Les normes GPS ne cessant d'évoluer, les utilisateurs bénéficient aujourd'hui de possibilités nouvelles en matière notamment d'états de surface en trois dimensions (3D).

Mesures. Il y a moins d'un an, la norme NF EN ISO 14253-5 était publiée. Pouvez-vous rappeler sur quoi elle porte et expliquer les changements qu'elle apporte?

RénaldVincent. Je pense qu'il est judicieux de rappeler le titre de la norme NF E ISO 14253-5 [Spécification géométrique des produits (GPS)Vérification par la mesure des pièces et des équipements de mesure, ndlr], car cette partie ne parle pas forcément à tout le monde: c'est l'incertitude liée aux essais de vérification des appareils de mesure indicateurs. Comme son intitulé l'indique, cette norme s'intéresse à l'estimation des incertitudes de mesure liées aux caractéristiques métrologiques d'un appareil de mesure, incertitudes qui sont à prendre en consi-dération pour définir la conformité, ou la non-conformité, de l'appareil en fonction des erreurs maximales tolérées (EMT). En définissant, dans le cadre contractuel, la liste des contributeurs d'incertitude et leur mode de quantification faisant l'objet d'un accord préalable, la norme NF E ISO 14253-5 peut donc être appliquée dans le cadre de la réception d'un moyen de mesure de type pied à coulisse ou MMT, mais pas pour un calibre à limites – ce n'est tout simplement pas un appareil indicateur.

Les propriétés mécaniques et électromagnétiques des surfaces changeant leur caractérisation,on pourra avoir un Sa mécanique et un Sa électromagnétique. ” Rénald Vincent

Mesures.Un mot sur la norme NF EN ISO 1938-1 sur les calibres lisses à limites, qui a été publiée cette année…

Rénald Vincent. Des changements notoires ont effectivement eu lieu sur les normes concernant les calibres à limites. La norme NF EN ISO 1938-1 a d'abord eu comme conséquence le remplacement et l'annulation de la norme NF E02-202 relative à la «Vérification des tolérances de pièces lisses - Calibres à limites - Tolérances et usure admise des calibres“fabrication”jusqu'à 500mm», mais également le remplacement et l'annulation de la norme NF E02-205 relative à la «Vérification des tolérances de pièces lisses - Calibres àlimites et usure admise des calibres “réception” jusqu'à 500mm». La commission UNM09 a en effet jugé que cette norme aurait alors amené plus de confusion dans l'usage par rapport à la norme NF E02-202 qui faisait référence aux calibres «fabrication»etlaNFE02-205 aux calibres «réception». Les utilisateurs auraient pu comprendre qu'ils devaient utiliser, pour réceptionner une pièce, la norme NF E02-205 plutôt que la NF E02-202. Or ce n'était pas vrai. Cette confusion trouvait en fait son origine dans le fait qu'à l'époque, lorsque la norme NF E02-205 a été créée, elle faisait intervenir des notions d'aciers très durs, donc plus résistants qu'au-jourd'hui.C'était alors les notions de limite qui évoluaient un peu par rapport à la résistance des aciers. Ce n'est donc pas la nouvelle NF EN ISO 1938-1 qui a remplacé et annulé,à propre-ment parler, la NF E02-205. La NF EN ISO 1938-1 définit par exemple plus de dix types de calibres à limites, alors que la NF E02-202 n'en proposait que quelques-uns.

Mesures. Enfin quels sont les autres travaux en cours à la commission UNM09 et/ou les projets au sein de l'UNM?

RénaldVincent. La mise en œuvre des normes, et en particulier des normes françaises, représente une partie impor-tante des travaux de la commission. Dès qu'une norme est officiellement publiée au niveau de l'ISO, nous essayons de remettre à jour la norme française correspondante, s'il en existe une, pour qu'elle soit en adéquation (description de l'appareil, des caractéristiques métrologiques et/ou des EMT). Cela peut parfois être plus compliqué qu'il n'y paraît. Prenons le cas de la norme française NF E ISO 14253-2 dans laquelle est quantifiée la notion de facteur de sécurité concernant l'estimation de l'écart-type de fidélité. Nous avons eu une discussion sur la manièredequan-tifier ce facteur de sécurité, car deux méthodes différentes pouvaient potentiellement être mises en œuvre. Il s'agissait d'appliquer soit un facteur de sécurité, comme défini dans l'ancienne norme NF ENV ISO 14253-2, soit des règles statistiques (estimation de l'écart-type selon le nombre de tirages, à savoir la taille de l'échantillon). Comme appliquer un facteur de sécurité relève plutôt de l'empirisme et s'avère moins robuste d'un point de vue mathématique, nous avons donc introduit ces règles statistiques pour être plus juste, en assurant toutefois toujours la continuité avec l'ancienne règle du facteur de sécurité, et pour être aussi en ligne avec ce qui est en préparation au sein de l'ISO.

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