CONSERVATOIRE NATIONAL DES ARTS ET MÉTIERS

CENTRE REGIONAL CNAM ALSACE

MEMOIRE

présenté en vue d’obtenir

le DIPLOME D’INGENIEUR C.N.A.M.

en

INSTRUMENTATION – MESUREOption : CONTRÔLE INDUSTRIEL

par

M. TACAIL Yannick

MÉTROLOGIE DE PROCESSUS INDUSTRIELEN MILIEU AGROALIMENTAIRE

Soutenu le 28 mai 2008

JURY

Président : M. François LEPOUTREMembres : M. Hubert GRESS

Mme. Annie Le BorgneM. Thibaud BarthélemyM. Dominique PERRET

CONSERVATOIRE NATIONAL DES ARTS ET MÉTIERS

CENTRE REGIONAL CNAM ALSACE

MEMOIRE

présenté en vue d’obtenir

le DIPLOME D’INGENIEUR C.N.A.M.

en

INSTRUMENTATION – MESUREOption : CONTRÔLE INDUSTRIEL

par

M. TACAIL Yannick

MÉTROLOGIE DE PROCESSUS INDUSTRIELEN MILIEU AGROALIMENTAIRE

Soutenu le 28 mai 2008

Projet mené sous la direction de

Mme Le Borgne Annie

Sur le site

UNILEVER BESTFOODS France Usine Knorr Aseptique

Duppigheim

Remerciements

Je tiens à remercier les membres de l’équipe de direction du groupe UNILEVER et enparticulier Thibaud Barthélemy responsable Qualité. Ils ont permis de me confier laresponsabilité de la fonction métrologie du site Knorr de Duppigheim et ont eu confianceen ce projet.

Je veux exprimer ma reconnaissance à Annie Le Borgne, tutrice de ce travail, pouravoir soutenu ce projet et aidé à sa réalisation. Elle a su se rendre disponible pour toutes lesétapes clefs.

Je remercie Hubert Gress, tuteur lors de la rédaction de ce mémoire, pour l’ensembledes conseils qu’il m’a prodigué.

Je salue Dominique Perret Responsable Sécurité et Environnement du site pour sonaide lors de l’évaluation du système de gestion de la fonction métrologie.

J’envoie une pensée toute particulière aux hommes et femmes, enseignants du CNAMqui par leur passion de transmettre m’ont donné envie de poursuivre mon cursusd’ingénieur jusqu’à son terme.

Merci à Florence Ramu pour son aide dans la rédaction des modes opératoires

i

SOMMAIRE

REMERCIEMENTS...................................................................................................................................I

AVANT PROPOS.......................................................................................................................................4

GLOSSAIRE...............................................................................................................................................5

INTRODUCTION.......................................................................................................................................7

METROLOGIE DE PROCESSUS INDUSTRIEL...............................................................................10

CONSTAT DE L’EXISTANT.................................................................................................................10

HISTORIQUE DE LA FONCTION MÉTROLOGIE..................................................................................................10ÉTAT DES LIEUX...........................................................................................................................................11LES OBJECTIFS DU PROJET.............................................................................................................................12

I INSTRUMENTATION DE PROCESS..........................................................................................15

I.1 LES GRANDEURS* MESURÉES ET LEURS APPLICATIONS........................................................................15I1.1 La température..........................................................................................................................16I1.2 La pression................................................................................................................................18I1.3 La masse...................................................................................................................................20I1.4 La conductivité..........................................................................................................................22I1.5 Les autres grandeurs................................................................................................................24

I.2 LES CONTRAINTES DE L’INDUSTRIE AGROALIMENTAIRE......................................................................25I2.1 Contraintes de sécurité alimentaire..........................................................................................25I2.2 Contraintes de production........................................................................................................26I2.3 Construction hygiénique...........................................................................................................27I2.4 Les recommandations de l’ EHEDG........................................................................................30

I.3 LES CHAÎNES D’ACQUISITION............................................................................................................31I3.1 Capteur : raccordement universel............................................................................................31I3.2 Sonde de température Pt100 : raccordement direct.................................................................31I3.3 Sonde de température Pt100 : raccordement par transmetteur...............................................32I3.4 Bus de terrain PROFIBUS........................................................................................................32

II LA FONCTION METROLOGIE...................................................................................................33

II.1 QUALITÉ ET SÉCURITÉ ALIMENTAIRE.................................................................................................33II1.1 Métrologie et certification ISO 9001 version 2000.............................................................34II1.2 Métrologie Légale................................................................................................................35II1.3 Raccordement aux étalons primaires..................................................................................38

II.2 ORGANISATION DE LA MÉTROLOGIE..................................................................................................39II2.1 Mission de la fonction métrologie.......................................................................................39II2.2 Les acteurs et leurs responsabilités.....................................................................................39II2.3 L’indépendance de la métrologie........................................................................................41

III PLAN DE CONTRÔLE METROLOGIQUE...........................................................................43

III.1 INTÉGRATION D’UNE CHAÎNE DE MESURE..........................................................................................43III1.1 Évaluation de la criticité......................................................................................................45III1.2 Détermination de l’EMT (Écart Maximal Toléré)...............................................................46

III.2 ÉVALUATION D’UNE CHAÎNE DE MESURE...........................................................................................48III2.1 Composition de la chaîne de mesure...................................................................................48III2.2 Estimation de l’incertitude de mesure.................................................................................48III2.3 Bilan des incertitudes...........................................................................................................50III2.4 Incertitude type composée*..................................................................................................50III2.5 Expression des résultats.......................................................................................................51III2.6 Définition de la capabilité...................................................................................................52III2.7 Critères d’acceptation d’une chaîne de mesure..................................................................54

ii

III2.8 Détermination de l’EMM (Écart Maximal Mesuré)............................................................55III2.9 Exemple d’application.........................................................................................................57

III.3 LES OPÉRATIONS DE CONTRÔLE........................................................................................................61III3.1 Objectif des contrôles..........................................................................................................61III3.2 Méthodes de contrôle...........................................................................................................61III3.3 Enregistrement documentaire des résultats.........................................................................62

III.4 L’EXTERNALISATION........................................................................................................................63III4.1 Le contexte de l’externalisation...........................................................................................63III4.2 Les compétences nécessaires à la réussite..........................................................................63III4.3 Limites de responsabilités....................................................................................................64III4.4 Contrat d’externalisation.....................................................................................................65III4.5 Ratios de comparaison.........................................................................................................66

III.5 LES MOYENS DE SUIVI......................................................................................................................67III5.1 La fiche de vie......................................................................................................................67III5.2 Suivi des instruments...........................................................................................................68III5.3 L’activité d’audit..................................................................................................................69

CONCLUSION..........................................................................................................................................70

TABLE DES ILLUSTRATIONS............................................................................................................71

LISTE DES TABLEAUX.........................................................................................................................72

BIBLIOGRAPHIE....................................................................................................................................73

SITES INTERNET...................................................................................................................................73

REFERENCES NORMATIVES.............................................................................................................74

INDEX........................................................................................................................................................75

ANNEXES..................................................................................................................................................76

iii

Avant propos

Ce mémoire constitue la synthèse d’un travail de plusieurs mois sur la fonctionmétrologie du site de production agroalimentaire Knorr Aseptique de Duppigheim.

Une remise à niveau de la fonction métrologie a été demandée pour faire face auxanomalies multiples constatées dans ce domaine. Le constat de l’existant qui répertorieces anomalies a servi de fil guide tout au long de ce projet avec l’objectif ultime derendre la fonction métrologie de l’entreprise efficace et sûre.

La fonction qualité est garante de la sécurité alimentaire des produits fabriqués etdoit mettre en œuvre tous les moyens nécessaires pour cela. La métrologie, dans lerespect des règles de la fonction qualité se doit donc d’exercer son activitéconformément à la norme ISO 9001 version 2000. Et c’est bien dans ce cadre que ceprojet a été mené.

Ce mémoire traite des aspects de l’instrumentation, de la fonction métrologie et dela gestion d’un parc d’instruments dans le cadre d’une industrie agroalimentaire certifiéISO 9001 version 2000 uniquement. Les nombreux exemples et documents ont été prissur des applications ou des méthodes réelles utilisées sur le site Knorr de Duppigheim.

La gestion du parc d’instruments de mesure utilisés au laboratoire de physico-chimien’est pas développée dans ce document car la responsabilité de ces équipementsincombe au laboratoire seulement.

L’organisation de la métrologie, les méthodes de contrôles restent donc trèsspécifiquement attachées au site de production : ils ne peuvent en aucun cas s’appliquertel quel et sans discernement à un autre domaine industriel sans reconsidérer lesexigences spécifiques de celui-ci.

Les notations scientifiques des incertitudes et des justesses sont issues du plan decontrôle mis en place sur le site depuis plusieurs années. Ceux-ci ne correspondent pasforcément aux notations habituellement utilisées dans la norme.

4

GLOSSAIRE

Les éléments du texte suivis d’un astérisque (exemple : mesurage*) sont définis dansle glossaire ci-dessous. Chaque terme est référencé et classé selon la norme NF X07-001 pour les intitulés VIM1 et selon la norme NF ENV 13-005 pour les intitulésGUM2.

La traduction anglaise de chacun des termes est mentionnée en italique.

Grandeur Quantity VIM 1.1Attribut d'un phénomène, d’un corps ou d'une substance, qui est susceptible d'être distingué qualitativementet déterminé quantitavement

Valeur Vraie True value VIM 1.19Valeur compatible avec la définition d'une grandeur particulière donnée

Mesurage Measurement VIM 2.1Ensemble d'opérations ayant pour but de déterminer une valeur d'une grandeur

Mode opératoire Measurement procedure VIM 2.5Ensemble des opérations, décrites d'une manière spécifique, mises en œuvre lors de l'exécution de mesurages particuliers selon une méthode donnée

Mesurande Mesurand VIM 2.6Grandeur particulière soumise à mesurage

Grandeur d'influence Influence quantity VIM 2.7Grandeur qui n'est pas le mesurande mais qui a un effet sur le résultat du mesurage

Résultat d'un mesurage Result of a measurement VIM 3.1Valeur attribuée à un mesurande, obtenue par mesurage

Erreur Error VIM 3.10Résultat d'un mesurage moins une valeur vraie du mesurande

Erreur aléatoire Random error VIM 3.13Résultat d'un mesurage moins la moyenne d'un nombre infini de mesurages du même mesurande, effectués dans les conditions de répétabilité

Erreur systématique Systématic error VIM 3.14Moyenne qui résulterait d'un nombre infini de mesurage du même mesurande, effectué dans les conditions de répétabilité, moins une valeur vraie du mesurande

Exactitude de mesure Accuracy of measurement VIM 3.5Étroitesse de l'accord entre le résultat d'un mesurage et la valeur vraie du mesurande

Répétabilité Repetability VIM 3.6Étroitesse de l'accord entre le résultat des mesurages successifs du même mesurande effectués dans la totalité des mêmes conditions de mesure

Incertitude Uncertainty VIM 3.9Paramètre, associé au résultat d'un mesurage qui caractérise la dispersion des valeurs qui pourraient raisonnablement être attribuées au mesurande

1 VIM : Vocabulaire International de Métrologie2 GUM : Guide to the expression of Uncertainty in the Measurement

5

Instrument de mesure Measuring instrument VIM 4.1Dispositif destiné à être utilisé pour faire des mesurages, seul ou associé à un ou plusieurs dispositifs annexes

Ajustage Adjustment VIM 4.30Opération destinée à amener un instrument de mesure à un état de fonctionnement convenant à son utilisation

Réglage User Adjustment VIM 4.31Ajustage utilisant uniquement les moyens mis à disposition de l'utilisateur

Chaîne de mesure Measuring chain VIM 4.4Suite d'éléments d'un appareil de mesure ou d'un système de mesure qui constitue le chemin du signal de mesure depuis l'entrée jusqu'à la sortie

Erreur de justesse Bias VIM 5.26Erreur systématique d'indication d'un instrument de mesure

Fidélité Repetability VIM 5.27aptitude d'un instrument de mesure à donner des indications très voisines lors de l'application répétée du même mesurande dans les mêmes conditions de mesure

Étalon Standard VIM 6.1Mesure matérialisée, appareil de mesure, matériau de référence ou système de mesure destiné à définir, réaliser, conserver ou reproduire une unité ou une ou plusieurs valeurs d'une grandeur pour servir de référence

Étalonnage Calibration VIM 6.11Ensemble des opérations établissant, dans des conditions spécifiques, la relation entre les valeurs de la grandeur indiquées par un appareil de mesure ou un système de mesure et les valeurs représentées par un étalon

Vérification VerificationConfirmation par examen et établissement des preuves que les exigences spécifiées ont été satisfaites

Incertitude type Standard uncertainty GUM 2.3.1Incertitude du résultat d'un mesurage exprimé sous la forme d'un ecart-type

Évaluation de type A Type A evaluation GUM 2.3.2Méthode d'évaluation de l'incertitude par analyse statistique des séries d'observations

Évaluation de type B Type B evaluation GUM 2.3.3Méthode d'évaluation de l'incertitude par des moyens autres que l'analyse statistiques des séries d'observations

Incertitude type composée

Combined uncertainty GUM 2.3.4

Incertitude type du résultat, lorsque ce résultat est obtenu à partir des valeurs d'autres grandeurs, égale à la racine carrée d'une somme de termes

Incertitude élargie Expanded uncertainty GUM 2.3.5Grandeur définissant un intervalle autour d'un résultat de mesurage, dont on puisse s'attendre à ce qu'il comprenne une fraction élevée de la distribution des valeurs qui pourraient être raisonnablement attribuées au mesurande

6

Introduction

Le groupe UNILEVER est une multinationale dont le siège social se situe àRotterdam. Il a été fondé en 1930 par la fusion de la compagnie hollandaise demargarine, Margarine Unie et du fabricant anglais de savon Lever Brothers formant l'unedes premières multinationales de produits de grande consommation. La fusion futentreprise pour bénéficier de l'usage partagé de l'huile de palme nécessaire pour lamargarine comme pour le savon. Le nom actuel provient ainsi de la contraction du nomde ces deux entités: Margarine UNIe + LEVER Brothers

UNILEVER est spécialisé dans la commercialisation de produits destinés à la grandeconsommation, il est le deuxième groupe mondial pour la valeur des ventes en produitsde consommation courante. Il est présent sur tous les continents et compte aujourd’huiprès de 180000 salariés répartis sur plus de 300 sites. Pour cela, le groupe possède deuxgrandes divisions, l’une d’elle, UNILEVER HPC fabrique des produits de nettoyage etd’hygiène corporelle et l’autre UNILEVER Food fabrique des produits alimentaires.Chaque jour, 160 millions de personnes consomment des produits d’une marqueappartenant au groupe UNILEVER. La vision du groupe UNILEVER est de développerles marques grand public qui ont le potentiel d’être leader sur leurs segments de marché.Ces marques sont le plus souvent connues mondialement comme Knorr, Flora/Becel,Hellmann's, Lipton, Omo, Surf, Lux, Dove, Blue Band/Rama, Sunsilk.

Figure 1: localisation des sites de production UNILEVER en Europe

7

UNILEVER FOOD SOLUTION propose également des produits destinés à larestauration et aux collectivités avec une gamme entière de produits et d’aides culinairestrès appréciée des professionnels.

Le site Knorr de Duppigheim situé dans le Bas-Rhin appartient au groupeUNILEVER depuis l’année 2001, il faisait partie précédemment de l’américainBESTFOODS. Le site de Duppigheim comprend deux usines principalement axées surla production de soupes et sauces. L’activité de la première concerne la production desoupes déshydratées en sachets souples, quant à la deuxième elle produit des soupes etdes sauces liquides en briques cartonnées avec la technologie aseptique3.

Dans ce mémoire, ce sera le cas de l’usine aseptique, appelé aussi Duppi II, qui seratraité, l’instrumentation et la métrologie y représentant une grande importance. L’usinede Duppi II a produit en 2007 plus de 63000 tonnes de produits finis, réparties en46000 T de soupes et 18000 T de sauces. Ces produits sont distribués principalement surle marché européen avec une grande proportion pour l’Allemagne et la France. L’usineaseptique est également placée en position de concurrence avec d’autres usinesaseptiques appartenant au groupe UNILEVER, comme le site de production de Poznanen Pologne. L’usine de Duppigheim possède, de loin, la plus grande capacité deproduction en technologie aseptique et bénéficie d’équipements particulièrementflexibles et performants qui permettent de produire la totalité des produits de la gamme.

Figure 2: briques de soupe de la gamme Knorr

C’est aussi la saisonnalité importante de la production et de la consommation desoupes qui caractérise cette usine. La forte saisonnalité se traduit par une sous capacitédu site de production durant la période haute, de juillet à février, obligeant ainsi à sous-traiter des volumes de production dans des unités de production partenairesd’UNILEVER.

3 Technologie aseptique : technologie qui consiste à stériliser thermiquement un produit et sonemballage séparément pour obtenir des produits alimentaire à longue conservation.

8

Le groupe UNILEVER soucieux de son image sur le marché de la grandeconsommation, s’engage dans son document « Principe de conduite des affaires » enversles consommateurs. Ce document diffusé mondialement précise :

UNILEVER s’engage à fournir des produits de marque, et des services quiconstamment apportent de la valeur en terme de prix et de qualité, offrant toute sécurité4

dans le cadre d’une utilisation normale à laquelle ils sont destinés. Ils donnent lieu à unétiquetage, une publicité et une communication précis et corrects.

Cet objectif pour les industries agroalimentaires de fabriquer des produits totalementsûrs pour le consommateur est étroitement évalué par les gouvernements de lacommunauté européenne (directive 89/397/CEE du 14 juin 1989). En France, lorsque lasanté publique est menacée par un danger grave, l’Agence Française de SécuritéSanitaire des Aliments peut recommander aux autorités de prendre des mesures de policesanitaire nécessaires (loi N°98-535 du 1 juillet 1998). Ces mesures peuvent inclure leretrait, la destruction voire la fermeture de tout ou partie de l’entreprise incriminée pourune période appropriée.

…Des effets catastrophiques Pertes de production Retrait de la vente, retours, destructions Arrêt de production, fermeture de site Surcoût en contrôle et actions correctrices Chute des ventes Dégradation de l’image de marque Perte de confiance du consommateur

Des causes microscopiques Bactéries:0,2 à 10μm Sous stérilisation:-1°C Corps étranger: 3mm Peroxyde d’hydrogène:traces Baisse de pH:0,4pH

…Des effets catastrophiques Pertes de production Retrait de la vente, retours, destructions Arrêt de production, fermeture de site Surcoût en contrôle et actions correctrices Chute des ventes Dégradation de l’image de marque Perte de confiance du consommateur

Des causes microscopiques Bactéries:0,2 à 10μm Sous stérilisation:-1°C Corps étranger: 3mm Peroxyde d’hydrogène:traces Baisse de pH:0,4pH

Figure 3: conséquences possibles de causes d'incidents

Les enjeux sont donc considérables et peuvent avoir des conséquences désastreuses.Les responsables d’établissement sont les initiateurs de politiques de qualité quipermettent d’anticiper et de travailler en amont pour éviter ce type de désagrément.C’est par l’identification des points critiques, la mise en place de procédures de travail etle contrôle rigoureux de leur mise en œuvre que l’on peut rendre très fiable la productionde denrées alimentaires.

Certains points critiques du processus de fabrication5 peuvent être maîtrisés par lamise en place d’une instrumentation de mesure spécifique. Elle garantira et validera lebon déroulement de chaque opération unitaire et permettra au final d’obtenir un produitfini sans aucun risque sanitaire. Il faut pour cela, mettre en place une gestion de ce parcd’instruments* de mesure afin de pouvoir s’assurer que ceux-ci soient bien capablesd’effectuer leurs mesurages*. C’est là que prend tout son sens l’intégration d’unefonction métrologie à l’organisation d’une entreprise.

4 Pour la division FOOD du groupe UNILEVER, c'est-à-dire celle qui fabrique les produits alimentaires, leterme sécurité sous entend la sécurité alimentaire des aliments.5 Processus de fabrication : Ensemble des opérations unitaires successives constituant une ligne defabrication.

9

METROLOGIE DE PROCESSUS INDUSTRIELLe projet de métrologie de processus industriel a été initié en juin 2007 afin de

corriger plusieurs anomalies qui ont pu être constatées depuis plusieurs mois dans lagestion de cette partie de la fonction qualité. Avant de débuter les différentes actions etcorriger la situation existante, un état des lieux précis a été demandé par l’équipe dedirection afin de voir toutes les implications d’un tel projet de remise à niveau. C’est àpartir de cet état des lieux qu’a été construit un plan d’actions précis afin de retrouverune situation conforme sur la fonction métrologie de l’usine Knorr de Duppigheim.

CONSTAT DE L’EXISTANT

Historique de la fonction MétrologieLa fonction métrologie a été mise en place sur le site Knorr de Duppigheim en 1998

à la demande de la fonction qualité. Les exigences de la certification ISO 9001 du siteobligeaient à mettre en place un dispositif de gestion du parc d’instruments de mesure.Ce dispositif devait permettre de vérifier que ces instruments répondaient effectivementau cahier des charges de la production. La responsabilité de cette fonction avait étéconfiée à un technicien salarié du site avec la mission de développer la métrologie afinde pouvoir répondre aux critères de la norme ISO 9001. Les opérations de contrôlesétaient alors réalisées par le personnel du service de maintenance qui disposait desconnaissances nécessaires en instrumentation.

C’est ensuite l’externalisation des opérations de contrôles qui a marqué lechangement dans cette organisation. La totalité des opérations de contrôles a été sous-traitée à des prestataires de service spécialisés dans ce domaine comme les sociétés PMAet PROMES.

C’est à partir de 2002 que la responsabilité de la fonction métrologie a été fusionnéeavec celle de la fonction qualité. Cette réorganisation a eu pour conséquence desupprimer le poste de responsable métrologie et de perdre l’expertise acquise sur cesujet.

Ce mode de fonctionnement a amené une distanciation et un manque decommunication important entre le management de la fonction métrologie et lesintervenants sur site en charge des opérations de contrôles des instruments. Cettedistanciation a créé des dérives significatives dans le système métrologique. L’état deslieux réalisé en juin 2007 a montré la nature des dysfonctionnements rencontrés et nousallons en étudier le détail.

10

État des lieuxLa méthode utilisée pour faire l’état des lieux de la fonction métrologie a consisté en

l’élaboration d’un constat précis de la situation en début de projet. Le constat doitpermettre de formaliser une situation et de communiquer sur celle-ci. Les aspectstechniques, organisationnels ou managériaux doivent être pris en compte car ils ont tousune influence déterminante dans l’efficacité d’une fonction. Le constat sert de socle à laconstruction du projet et à la définition du plan d’actions à mettre en place.

Synthèse d’audits d’évaluation

Pour réaliser ce constat, plusieurs audits ont été menés à tous les niveaux de lafonction, que ce soit sur site lors des opérations de contrôle ou sur la gestiondocumentaire des enregistrements documentaires6 et des modes opératoires*.

Plusieurs dysfonctionnements ont été identifiés : Après avoir fait l’inventaire exhaustif des instruments présents sur les

équipements de production, il s’est avéré que de nombreux instruments nefaisaient pas partie du plan de contrôle alors qu’ils auraient dû l’être. Les chaînesde mesure appartenant aux machines de dosage, par exemple, ne faisaient paspartie des instruments contrôlés, alors que certains d’entre-eux avaient uneimportance capitale dans la garantie de la qualité du produit.

L’évaluation de la criticité des instruments n’était pas toujours déterminée de lamême manière. Ces incohérences ont montré que les procédures utilisées pourévaluer ces criticités n’étaient pas systématiquement appliquées.

La méthode utilisée pour réaliser les étalonnages* des chaînes de mesures detempérature conduisait à ajouter une erreur systématique* importante etinacceptable dans le résultat* des mesurages.

La gestion des étalons* de travail n’était pas régulièrement suivie, de nombreuxcertificats d’étalonnage provenant de laboratoires accrédités n’étaient plus à jour.

La méthode utilisée pour déterminer l’incertitude* de mesure des chaînes detempérature comportait des erreurs.

Les fiches de suivi des chaînes de mesure n’étaient plus systématiquementremplies lors des dépannages et des réglages* des chaînes.

Les plannings d’interventions des sociétés prestataires de services n’étaient plus àjour.

De nombreux instruments de mesure n’ont pas été contrôlés à la date prévue duplanning, en raison d’indisponibilités des équipements

Le personnel chargé de réaliser les opérations de contrôles ne connaissait passuffisamment les modes opératoires et ne les respectait pas systématiquement, cequi traduit un manque de compétences et de formation

Les missions des acteurs participant à la fonction métrologie n’étaient pasclairement définies. Les prestataires ne travaillaient pas tous de manièrecontractuelle.

C’est probablement l’éclatement des tâches et l’absence de réelle responsabilitéopérationnelle qui a conduit a cette situation. Les anomalies constatées montrent desdéfauts graves d’adaptation du système lors des changements d’équipement ou

6 Enregistrements documentaires : ensemble des documents papiers ou informatiques archivés, permettantd’établir une traçabilité des contrôles effectués.

11

d’organisation sur le site de production. En conclusion, on peut dire que la gestion duchangement n’a pas su intégrer les aspects métrologiques. Il n’y a pas eu d’analyse desconséquences de cette nouvelle organisation.

Organisation de la fonction métrologie

La responsabilité de la fonction métrologie est confondue avec la responsabilité de lafonction qualité. Une seule et même personne assure ces deux responsabilités étant à lafois juge et partie dans bon nombre de décisions concernant la conformité desinstruments. Ce manque d’indépendance entre ces responsabilités rend les décisionsmoins objectives.

Les opérations de contrôle des instruments de process sont confiées dans leurintégralité à des prestataires de service. Les contrôles sont répartis entre quatreprestataires de service dont trois spécialistes du pesage : Alsace Pesage, API, PMA,PROMES.

Les objectifs du projetL’objectif premier est bien sûr de retrouver une fonction métrologie efficace et

conforme aux exigences de la norme ISO 9001 version 2000. Elle doit garantir que lesinstruments utilisés sont correctement choisis et correctement contrôlés. Pour cela, il estnécessaire de mettre en œuvre une véritable méthode de gestion de la fonctionmétrologie sur le site de production, de définir et d’organiser les tâches incombant auxdifférents acteurs de cette fonction.

Cet objectif global que l’on pourrait assimiler à une vision ou à une déclinaison de lapolitique qualité du groupe, peut se découper en plusieurs objectifs simples dont laconvergence aura pour conséquence la création d’un système de gestion performant :

Construire et mettre à jour le plan de contrôle en y intégrant tous les instrumentsde mesure du site de production qui doivent être contrôlés, en fonction de critèresde criticité bien définis.

Construire et mettre à jour les modes opératoires utilisés par la fonctionmétrologie afin qu’il deviennent de véritables outils de travail pour l’ensembledes acteurs de la métrologie et en particulier pour les techniciens intervenants.

Encadrer l’activité des prestataires de services depuis l’élaboration des contratsd’externalisation jusqu’au contrôle de leur activité sur le site.

Former les intervenants aux modes opératoires et procédures internes. Évaluer le coût global de l’externalisation de la métrologie en construisant des

ratios de comparaison entre les prestataires. Devenir l’interlocuteur privilégié sur le site de production pour les aspects

relevants de la métrologie.

12

Périmètre du projet

Les objectifs énoncés ci-dessus sont à mettre en regard avec la taille importante duparc d’instruments. En effet, c’est le grand nombre d’instruments de mesure qui ajouteune difficulté supplémentaire au projet. On dénombre au total plus de 330 instruments demesure toutes catégories confondues ; 101 d’entre eux sont considérés commestratégiques pour la sécurité alimentaire et font l’objet de contrôles particuliers. Lesopérations de contrôle mobilisent environ 700 heures d’interventions réalisées par 4prestataires de service. Ce sont également 13 techniciens du service de maintenance quiinterviennent quotidiennement sur ces instruments. Ils doivent donc être formés auxprocédures de la fonction métrologie afin d’en respecter les règles.

Nature de la mesureNombre

d'instrumentsstratégiques

Nombred'instruments

non stratégiques

Nombre total decontrôles

Temps prévupour lescontrôles

[unité/an] [h/an]Conductivité 19 38 19

Masse (Pesons) 12 6 36 126Masse (statique) 12 6 216 108

Masse (dynamique) 6 72 36Niveau 6 12 9Débit 2 4 12

Pression 25 50 25Température 66 167 466 349,5

Détection de métaux 5 60 15

Total 101 231 954 699,5

Tableau 1: inventaire des instruments et des contrôles

13

Planning du projet

Pour mener à bien ce projet et l’ensemble des objectifs ci-dessus, un planning detravail a été proposé pour donner des échéances précises et répartir les différentes tachesà réaliser :

Tableau 2: planning de travail du projet métrologie

Les trois chapitres suivants n’ont pas pour vocation d’expliquer le détail des actionscorrectrices qui ont été menées à bien pour redonner à la fonction métrologie sonefficacité. Ils abordent les moyens qui ont été mis en oeuvre de manière générale pourgarantir que le système métrologique en place soit efficace. Ce document a pourambition de donner les informations nécessaires à la compréhension du systèmemétrologique du site de production de Duppigheim à toute personne devant assurer laresponsabilité de cette fonction.

Le chapitre I, consacré à l’instrumentation utilisée dans le processus defabrication, précisera le périmètre du projet en terme de matériel. Le contexteprécis d’utilisation et les contraintes du milieu agroalimentaire seront abordés.

Le chapitre II fera le point sur l’organisation de la fonction métrologie qui aété mis en place sur le site en prenant en compte les obligations légales et lesobligations librement consenties de la norme ISO 9001.

C’est dans le chapitre III que sera détaillé le fonctionnement du plan decontrôle métrologique qui a été construit pour répondre aux exigences de suivides instruments et des chaînes de mesure utilisés dans le processus defabrication. L’externalisation des opérations de contrôles sera égalementabordée dans ce chapitre.

14

CHAPITRE I

I INSTRUMENTATION DE PROCESSLa métrologie est intimement liée à l’instrumentation. La métrologie est l’art

d’exploiter les mesures et de quantifier les imperfections des instruments utilisés. Il n’estdonc pas inutile de consacrer ce chapitre aux instruments spécifiques utilisés enagroalimentaire. Les contraintes de cette industrie expliquent souvent les choix et lescompromis faits en instrumentation de process.

I.1 LES GRANDEURS* MESURÉES ET LEURS APPLICATIONS

Les procédés de fabrication de l’agroalimentaire sont composés de nombreusesopérations unitaires7 de transformation, de conditionnement et de stockage. La maîtrisede chacune de ces opérations unitaires passe par la connaissance et le suivi de nombreuxparamètres. Un des points majeurs de la conduite de procédé est l’acquisition et letraitement de l’information, notamment des grandeurs physiques spécifiques à chaqueopération unitaire. C’est le rôle des capteurs et de l’instrumentation.

L’instrumentation est au cœur des procédés. Elle permet aujourd’hui d’automatiserde manière efficace les équipements et d’enregistrer les données clés en terme desécurité alimentaire.

Nous développerons ci-dessous les principales grandeurs physiques mesurées sur leséquipements de production de l’usine aseptique de Knorr de Duppigheim.

7 Les opérations unitaires sont les unités élémentaires qui constituent une ligne de production.

15

I.1.1 La température

Applications

La température est la grandeur physique la plus mesurée sur tous les sites deproduction agroalimentaire. Cette grandeur est exploitée dans les unités de traitementthermique (four, stérilisateur, autoclave) mais aussi pour les équipements de stockage(chambre de maturation, chambre froide). La mesure de température est très souventassociée à une régulation ou à une gestion de seuils limites permettant une gestion finedes procédés industriels. La température est également enregistrée dans de nombreux caspour permettre de conserver une traçabilité des différentes productions réalisées.

Étendues de mesure

Les étendues de mesure couramment rencontrées se situent généralement entre -40°Cet + 400°C avec une majorité des équipements de mesure de température travaillant entre0°C et 100°C

Tableau 3: étendues de mesure de température

Technologie

Les sondes Pt 100 et les thermocouples sont les deux technologies les plus utiliséespour la mesure de température. Les Pt 100 sont robustes, fiables et bon marché et sontdonc très appréciées. Les thermocouples sont utilisés en présence de températuresupérieure à 200°C mais leur exactitude* de mesure est souvent moins bonne que pourles sondes Pt100.

Contraintes

Certaines contraintes sont à prendre en compte lors du choix de ce type de capteur : La constante de temps du capteur de température devra être suffisamment faible

pour détecter les écarts anormaux de température dans des processus continus. Un montage du capteur avec un doigt de gant est parfois nécessaire dans le cas

d’équipement fonctionnant en continu. Cela induit une erreur systématique qu’ilfaudra compenser, mais autorise les opérations de contrôle sans arrêterentièrement un équipement.

Les capteurs de température intrusifs devront avoir une robustesse mécaniquesuffisante pour résister aux flux générés par le produit.

Le choix des capteurs se fait également en fonction des classes d’incertitude afinde pouvoir atteindre les objectifs de capabilité.

16

EXEMPLES D’APPLICATION

Régulation de température d’une cuve de soude

La soude caustique diluée à 2% maintenueà des températures de 70°C à 80°C, estutilisée pour le nettoyage des tuyauteries.Une boucle de régulation de chauffagemunie d’un capteur Pt100 équipe la cuve destockage et son échangeur thermique. Lecapteur devra résister aux agressions desproduits chimiques basiques et seraconstruit en inox. L’utilisation d’un doigtde gant représente un avantage permettantde limiter les risques de sécurité lors dudémontage du capteur.

Figure 4: boucle de régulation de chauffe

Enregistrement de température de stérilisation

La stérilisation de produits alimentaires nécessite le respect de plusieurs dispositionsréglementaires. L’une d’entre elles concerne l’obligation d’avoir une traçabilité destempératures de stérilisation des produits. Dans ce cas, une chaîne* de mesure detempérature est raccordée à un système d’enregistrement de données.

Détermination de la constante de temps

Les exigences qualitédécrites dans les GMP8 dugroupe UNILEVER demandentune constante de temps descapteurs de températureinférieure à 20s. Pour trouver laconstante de temps de ce type decapteur, il suffit de le soumettreà un échelon de température etde le considérer comme unsystème du premier ordre. Letracé de la tangente de la pentedonne la constante de temps t à63% de la variation.

Figure 5: détermination de laconstante de temps

8 GMP :Good Manufacturing Practice

17

I.1.2 La pression

Applications

La mesure de pression est utilisée comme indicateur de bon fonctionnement sur leséquipements directement en contact avec les produits alimentaires ou bien sur lesinstallations auxiliaires (air comprimé, vapeur, eau froide etc.). La mesure de pressiondans des systèmes automatisés sert à exploiter des seuils de pression nécessaires dans denombreux cas : flux laminaire, chambre à atmosphère contrôlée, tank et équipementsstériles. Des systèmes plus sophistiqués intégrant la mesure de pression dans une bouclede régulation apportent des solutions pour résoudre des problématiques compliquées :contrôle de chauffe d’équipement en vapeur directe, injection de vapeur en ligne,maintien de la stérilité d’équipement. La mesure de pression est également présente pourla mesure de niveau. En mesurant la pression hydrostatique d’une cuve, on accèdedirectement à la hauteur de colonne d’eau. Cette configuration de la mesure de hauteurdoit intégrer la densité du produit ainsi que la géométrie de la cuve

Étendues de mesure

Les pressions rencontrées sont comprises entre 0 barabs et 40 barabs pour les processusunitaires et 0mbarrel à 1200mbarrel pour les pressions hydrostatiques.

Tableau 4: étendues de mesure de pression

Technologie

Les jauges piezorésistives comme les cellules capacitives sont largement utiliséesdans les transmetteurs de pression actuels.

Figure 6: technologie des capteurs de pression (source Endress+Hauser)

18

Contraintes

La géométrie du capteur de pression doit être conforme aux exigencesd’hygiène. C’est pourquoi, il est absolument nécessaire d’équiper ce type decapteur avec des séparateurs alimentaires faisant le lien entre le processus et lecapteur (voir figure 8-2).

L’utilisation de capteur de pression sur des fluides à haute température commede la vapeur, oblige à intégrer des dispositifs de refroidissement comme deslyres afin de préserver l’intégrité du capteur (voir figure 8-1).

Les surpressions accidentelles peuvent être destructrices pour les capteurs depression et doivent être prises en considération lors du choix du capteur.

EXEMPLES D’APPLICATION

Mesure du niveau dans une cuve

Les niveaux de produit dans les cuves de stockage doiventêtre connus en permanence par les opérateurs de production.De plus, seul l’accès au volume de la cuve est important danscertaines cuves. Dans ces cas précis, le capteur de pressionhydrostatique est tout à fait approprié. Le capteur de pressionhydrostatique est placé en fond de cuve, au point le plus bas.Il mesure la hauteur de produit contenu dans la cuve. Ilconvient également de faire une calibration précise pourchaque niveau où la géométrie de la cuve change. La hauteurde produit

Figure 7: mesure de niveau par pression hydrostatique

Adaptation des capteurs de pression

Figure 8: ➊ lyre de refroidissement, ➋ séparateur alimentaire

19

I.1.3 La masse

Applications

La mesure de masse est utilisée à plusieurs titres dans le milieu de l’alimentaire. Onla rencontre non seulement sur des installations fixes de process comme des cuves maisaussi avec des mesures en ligne du débit massique. Elles sont dans ce dernier casconnectées aux automatismes des lignes de production pour gérer les quantités mises enœuvre dans le process. Plus simplement l’ensemble du parc des balances d’un site deproduction constitue souvent le plus grand nombre de chaînes de mesure de masse. Deséquipements plus complexes comme les trieuses pondérales9 en ligne mesurent la massedes produits de manière dynamique.

Étendues de mesure

L’étendue de la mesure de masse est très large, allant de 0,1g à plus de 20T ce quidonne à la mesure de cette grandeur une complexité supplémentaire par rapport auxnombreux types de matériel rencontrés.

Tableau 5: étendues de mesure de masse

Technologie

Ce sont les jauges de contrainte métalliques à effet piezoélectrique qui sont utiliséessur les équipements de mesure de masse. Liés mécaniquement à des élémentsdéformables, ils génèrent un signal image de la force appliquée.

Figure 9: peson destiné à la mesure de masse sur équipement fixe

Contraintes

Les contraintes de la mesure de masse dépendent en grande partie du typed’instrument utilisé :

L’utilisation de balance statique oblige à prendre le plus grand soin lors duréglage de la mise à niveau. Les chocs fréquents peuvent être la caused’anomalie sur l’équipement.

9 Les trieuses pondérales sont des balances sur lesquelles sont pesées en dynamique les briquescartonnées en sortie de la machine de conditionnement à une cadence de 12000 briques par heure.

20

La mesure de masse dynamique est complexe du fait des cadences de peséedes instruments. Il n’est pas rare d’avoir des équipements fonctionnant à plusde 200 coups par minute. Cela n’autorise aucun écart dans la mise en œuvrede l’instrument pour obtenir les qualités métrologiques attendues.

La mesure de masse de cuve fixe par capteur de charge (pesons) estparticulière dans le sens où la connexion de tuyauteries rigides sur une cuvede mélange de matières premières représente un facteur d’influenceprépondérant sur la mesure.

EXEMPLES D’APPLICATION

Mesure de masse d’un tank

La préparation de produits alimentaires se fait par mélange de plusieurs ingrédients.Ceux-ci doivent être dosés dans une même cuve en respectant les quantités spécifiéesdans une recette. Ce mélange d’ingrédients se fait dans une cuve posée sur des cellulesde charge que l’on appelle également des pesons. Les informations de pesage sonttransmises par l’électronique d’affichage à l’automatisme en charge de contrôler la miseen œuvre des produits. Chaque ingrédient est incorporé séparément, ainsi le différentielde masse entre deux ingrédients correspond à la quantité mise en œuvre.

Figure 10: pesage d'un tank de mélange

Triage pondéral en ligne

La fabrication de produits alimentaires préemballésrépond à une législation stricte concernant la masse effectivedu produit vendu dans son emballage. L’utilisation detrieuses pondérales en ligne permet de respecter ces critèresen contrôlant la masse de l’intégralité des produits fabriqués.

Dans le cas où l’utilisation de ce type d’instrument n’estpas possible (produits non adaptés au pesage en dynamique),il convient de mettre en place un plan de contrôle statistiquesuffisamment sûr pour garantir que le lot de produitsfabriqués répond aux critères dictés par la loi.

Figure 11: trieuse pondérale Mettler Toledo

21

I.1.4 La conductivité

Applications

Cette grandeur permet dans les usines alimentaires de connaître la nature d’un fluidepassant dans une tuyauterie. Des solutions de nettoyage à base de soude et d’acidenitrique sont utilisées dans les process fluides. La conductivité de ces solutions étant trèsdifférente de l’eau, il est facile de les reconnaître par ce biais. On utilise aussi cettemesure de manière qualitative afin de caractériser les produits fabriqués. La mesure deconductivité associée à un abaque permet de déduire facilement un taux de sel dans unepréparation alimentaire.

Étendues de mesure

Tableau 6: étendues de mesure de conductivité

Technologie

Deux technologies de capteurs sont rencontrées. L’une d’entre elle est celle de lamesure par électrodes proches (figure 12-1), la mesure étant réalisée en mesurant lecourant de passage dans le liquide à caractériser. L’autre est celle du capteur toroïdal(figure 12-2) dont le champ magnétique créé dans le produit est utilisé pour mesurer laconductivité.

A noter que la température10 est une grandeur d’influence à prendre en compte car lamesure de conductivité est largement modifiée par celle-ci. De ce fait l’ensemble deschaînes de mesure de conductivité est équipé d’un dispositif de correction detempérature.

Contraintes

La mesure de conductivité peut être facilement influencée par un simpleencrassement du capteur. Il est donc nécessaire de maintenir le capteur en étatpar des nettoyages fréquents.

La mesure de conductivité est souvent utilisée pour estimer une autre grandeurphysique comme la concentration des ions hydroxyde dans le cas de la soudeou bien le taux de sel dans une préparation alimentaire. Il est donc nécessairede joindre cette mesure à des abaques qui ont été réalisés au préalable.

10 La température augmente la mobilité des ions contenus dans un liquide et augmente par conséquentla conductivité de celui-ci.

22

EXEMPLES D’APPLICATION

Auto contrôle du taux de sel

Les opérations unitaires tout au long du processus de fabrication, sont contrôlées parles opérateurs eux-mêmes et ce par des moyens d’autocontrôle. L’un d’entre euxconsiste à vérifier le taux de sel contenu dans une préparation de produits alimentaires enmesurant la conductivité du produit mis en œuvre. Le résultat de la mesure est comparé àun abaque provenant de données expérimentales et fait correspondre la mesure au tauxde sel du produit. Ceci constitue un excellent indicateur de qualité du produit et donneune indication précieuse aux opérateurs pour valider leur travail de mélange desingrédients et de respect de la recette.

Triage de solutions de nettoyage

Les nettoyages des tuyauteries process sont faits automatiquement par unéquipement que l’on appelle NEP11. C’est l’envoi successif et automatique de solutionsde nettoyage différentes qui rend le système NEP très efficace. Cependant,l’automatisme a besoin de détecter à chaque instant la nature du produit qui circule dansles tuyauteries. L’utilisation de conductivimètres en ligne permet d’identifier rapidementles concentrations de réactifs (solution de soude caustique très conductrice d’une part,eau de rinçage peu conductrice)

Solution Composition Concentration Conductivité Rôle [%] [mS/cm]

Eau chaude H2O 0 Rinçage

Soude caustique NaOH 2 à 2,5 75 à 80 Nettoyage

Acide nitrique HNO3 1,5 à 2 70 à 75 Détartrage

Eau froide H2O 0 Rinçage

Tableau 7: solutions de nettoyage utilisées dans le processus de fabrication

Figure 12: capteur à électrodes Figure 13: capteur toroïdal

11 NEP : Nettoyage En Place, système automatique d’envoi de solution de nettoyage dans le processusde fabrication

23

I.1.5 Les autres grandeursOn trouve également des mesures de grandeurs physiques qui ne sont pas réalisées

directement sur le processus de fabrication. De nombreux autocontrôles sont faits par lesopérateurs de fabrication pour valider les productions. Ces mesures se font le plussouvent par prélèvement d’échantillons tout au long du processus de fabrication etvalident chaque étape de celui-ci. Les résultats sont alors comparés à des normes établiesavec des échantillons témoins de produits finis correspondant à un produit standard :

Le taux de chlorures donne une indication sur le taux de sel contenu dans unproduit alimentaire. Il permet au final d’identifier des productions mouillées,c'est-à-dire ayant reçu une trop grande quantité d’eau lors du mélange desingrédients ou l’inverse.

La consistance relate de la texture des produits et d’une certaine manière de leurviscosité dynamique. Ces mesures sont réalisées par écoulement avec unconsistomètre Bostwick (figure 14). Elles sont extrêmement pratiques pourcontrôler l’évolution des amidons dans les produits.

Le pH caractérise l’acidité d’une recette. L’évolution du pH dans le temps permet également de détecter rapidement des

développements de micro-organismes. Le taux de particules12 d’un produit fini donne l’image de la densité des morceaux

contenus dans une soupe et permet de valider sa texture moulinée ou veloutée. La détection de métaux, essentielle à la sécurité alimentaire du consommateur,

garantit l’absence de corps étrangers métalliques dans les produits finis.

Le laboratoire de microbiologie dans son activité de contrôle est également un grandutilisateur d’instruments de mesure. On retrouve un nombre important de grandeursphysiques mesurées comme celles décrites auparavant:

La température en particulier pour le suivi et la régulation des étuves. Le pH pour évaluer la stabilité microbiologique des produits finis. La mesure de masse pour la réalisation des différents protocoles de test au

laboratoire.

Figure 14: consistomètre Bostwick

12 Le pesage de particules retenues par un tamis calibré constitue la méthode utilisée pour obtenir letaux de particules d’une soupe ou d’un sauce contenant des morceaux.

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I.2 LES CONTRAINTES DE L’INDUSTRIE AGROALIMENTAIRE

L’usage de capteurs et d’instruments de mesure dans l’industrie agroalimentaire estsoumis à de multiples contraintes. Le capteur doit être à la fois le plus sûr possible auregard de la sécurité alimentaire des produits fabriqués et correspondre aux exigencesdes environnements sévères créées sur les sites de production.

I.2.1 Contraintes de sécurité alimentaireUn grand nombre d’instruments entre directement en contact avec les produits mis

en œuvre, on parle alors d’équipements intrusifs. Ils ne doivent en aucun cas apporterdes risques supplémentaires au regard de la sécurité alimentaire du produit. Que ce soitdu point de vue bactériologique, chimique ou physique le capteur ne doit pas être lasource d’une de ces contaminations.

Risques bactériologiques : le montage d’un capteur intrusif ne doit pas induire dezone de rétention de produit. Toute zone de rétention mal nettoyée pourrait être le sièged’un développement de micro-organismes. Ceux-ci pourraient à terme contaminer lesproduits en contact avec le capteur.

Pour cette catégorie de risques, il convient de connaître dans quelle zone le capteursera installé :

Zone de process normale : zone où le développement des micro-organismes estlimité (gestion des eaux de rinçage par exemple)

Zone de process hygiénique : zone où l’on accepte une croissance limitée desmicro-organismes par rapport aux micro-organismes contenus dans le produit.(installation de mélange de matières premières)

Zone de process stérile ou aseptique : zone où aucun développement bactérienn’est toléré pour préserver la stérilité du produit et de l’installation en production(soupe et lait en brique UHT)

Risques chimiques : le capteur et ses éléments constitutifs peuvent contenircertaines substances susceptibles de rentrer en contact avec les produits alimentaires.Certains capteurs comme les électrodes de pH-mètre contenant du KCl (Chlorure depotassium) sont donc à proscrire. C’est également le cas des capteurs de pression munisde séparateur alimentaire13 qui doivent contenir un liquide tampon d’origine végétale.

Risques physiques : on entend par risques physiques, le risque d’incorporer descorps étrangers comme des particules métalliques ou plastiques dans les préparationsalimentaires. La construction des capteurs doit prendre en compte ce risque afin d’évitertoute source éventuelle de contamination par casse ou usure de ceux-ci.

13 L’utilisation de séparateur entre le produit et le capteur est incontournable dans le cas des capteursde pression car les zones de rétention sont trop importantes : voir figure 8-2 page 19

25

I.2.2 Contraintes de productionLes environnements de travail sont souvent très sévères pour les instruments. La

température ambiante est un facteur important. Il faut prendre en considération latempérature élevée à proximité d’un four de cuisson ou à contrario les températures trèsbasses d’un surgélateur en ligne et adapter son choix en fonction des circonstances.

L’humidité ambiante très fréquemment rencontrée en agroalimentaire constitueégalement un facteur important lors du choix ou de la mise en œuvre d’un capteur. Ildevra pouvoir résister aux lavages fréquents à grandes eaux ou à l’exposition auxintempéries dans le cas d’équipements placés à l’extérieur.

Les atmosphères corrosives sont des conditions rencontrées à cause de l’utilisationquotidienne de produit de nettoyage à base de soude caustique et d’acide. Lesdésinfections de matériel souvent faites à base de produits chlorés soumettent leséquipements d’instrumentation à des niveaux d’agression chimique élevés.

Protections

Les instruments sont protégés de leur environnement. Ils doivent résister auxprojections d’eau et de poussières. C’est pourquoi les instruments répondent auxrecommandations sur l’indice de protection. Pour les instruments directement placésdans les ateliers de production des indices de protection IP65, IP66, IP67 sontnécessaires. Ceci s’explique par la forte exposition des instruments aux atmosphèreshumides dans le cas des process fluides ou bien par une forte exposition aux poussièresdans le cas d’ateliers où sont mis en oeuvre des pulvérulents.

Pour le cas spécifique des environnements avec une forte densité de poussières ensuspension dans l’air, les instruments doivent répondre aux exigences de laréglementation ATEX qui définit les modes de construction des appareillages placés enzone explosive. Les sites de production qui mettent en œuvre du sucre en poudre, del’amidon sont particulièrement concernés par ce type de risque. Les instruments demesure placés dans des ateliers de production exposés à des gaz explosifs sont aussiconcernés par cette réglementation.

Figure 15 : le logo εx identifie les équipements certifiés ATEX

26

I.2.3 Construction hygiéniqueUne construction hygiénique a pour but d’obtenir un capteur intrusif facilement

nettoyable. Les critères de construction des instruments respectent donc des normesd’hygiènes strictes garantissant que l’instrument ne sera pas source de contaminationsbactériologiques. Les contaminations peuvent être provoquées par de fines particules,des fibres ou des micro-organismes comme les bactéries, les champignons, lesmoisissures, les spores ou bien les levures. Tous ces contaminants peuvent facilement seloger dans des fissures, des espaces morts ou adhérer à une paroi dont la surface n’estpas suffisamment lisse et créer un biofilm14.

Les dimensions de ces contaminants se situent dans la gamme : 1 à 10 μm pour les micro-organismes 5 à 100 μm pour les particules et les flocons 5à 100 μm pour les résidus en couche mince

➊ ➋ ➌➊ ➋ ➌Figure 16: différents types de micro-organismes

➊ Bactéries formant un biofilm➋ Spores de Clostridium Botulinum ➌ Levures

14 Un biofilm est une couche de micro-organismes, contenus dans une matrice solide, se formant surdes surfaces en contact avec de l'eau.

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Pour éviter le colmatage par les micro-organismes et la création d’un biofilm trèsdifficile à nettoyer, les surfaces doivent posséder une rugosité Ra ≤ 0,8 μm. Pour cettevaleur de rugosité les bactéries logées dans les creux de la matière pourront êtrefacilement nettoyées.

Figure 17: rugosité de surface : Ra = écart moyen arithmétique du profil, Rp = hauteur de sailliemaximale, Rv = profondeur de creux maximal.

Les matériaux utilisés pour les capteurs ne doivent pas être sensibles à la corrosion,être de très bonne stabilité et de conception inaltérable avec les nombreux produitsalimentaires et de nettoyage avec lesquels ils entrent en contact. Les aciers inoxydables304L, 316L, 316 SMO, 316 TI15 sont habituellement préconisés pour la construction descapteurs car ils répondent parfaitement à ces critères. Cependant des précautions serontprises lors de la présence d’ions chlore Cl- dans les installations concernées. Ceux-cicorrodent rapidement la plupart des aciers inoxydables et altèrent les états de surface.

Pour les parties des capteurs qui ne rentrent pas en contact avec le produit,l’utilisation de matériaux moins nobles comme certaines matières plastiques estacceptable. Les surfaces doivent néanmoins être lisses et sans zone de rétention pourrendre les parties externes de l’instrument faciles à nettoyer.

On peut résumer les critères de base de construction à respecter pour obtenir uneconstruction hygiénique.

Pas d’interstice, d’espace, d’encoche, de cavité de fissures sur l’instrument. Pas de filetage en contact avec le produit. État de surface correct des parties en contact avec le produit. Indice de

rugosité Ra ≤ 0,8 μm. La construction et le montage doivent favoriser les écoulements. Nettoyage possible avec des installations automatiques NEP et SEP16. Montage sans fuite. Éléments en acier inoxydable soudés sous gaz neutre permettant l’obtention

de surface lisse et sans rocher de la soudure.

15 Les nuances d’acier inox SMO (alliage Molybdène) et TI (alliage Titane) sont particulièrementrecommandées en présence de produits salés à haute température.

16 SEP : Stérilisation En Place

28

Raccordement

La jonction entre le processus de fabrication et l’instrument lui-même se fait par unraccordement mécanique que l’on appelle raccord process. Les étanchéités entre le pointde mesure et le monde extérieur, le plus souvent l’air ambiant, sont assurées par desmontages spécifiques. Les élastomères et les plastiques utilisés dans les applicationsstériles ou hygiéniques doivent être compatibles avec l’usage alimentaire, le nettoyage etla stérilisation des équipements. Le raccordement mécanique se fait de plusieursmanières. On peut en citer quelques exemples SMS, DIN17, bride, clamp, filetage, bridestérile. Le choix se fera en fonction de l’application qui pourra être en zone standard, enzone hygiénique ou en zone stérile. De manière générale, les capteurs destinés àl’agroalimentaire n’ont aucune zone de rétention à l’endroit de leur raccordement. Onparle alors de raccordements affleurants.

Figure 18: débitmètre électromagnétique avec raccordement à brides hygiéniques, électrodessans zone de rétention

Deux technologies de raccordement électrique sont disponibles pour faire la liaisonentre le capteur et le transmetteur. L’une d’elle consiste à avoir un instrument compactdans lequel sont réunis le capteur et le transmetteur. Cette solution apporte une facilitéde câblage, de réglage et de contrôle de l’instrument. La seconde est une technologie oùl’électronique du transmetteur est séparée du capteur. Il peut être déporté dans une sallede contrôle par exemple. Ceci donne un avantage quand on ne désire pas rentrer dansune zone à atmosphère contrôlée18 pour maintenir l’instrument. C’est le cas dans desindustries aux normes d’hygiène extrêmement strictes où l’on minimise l’interventionhumaine souvent vecteur de contaminations. Cette méthode fiabilise l’instrument du faitque le transmetteur n'est pas directement soumis aux contraintes de l’environnement.

17 SMS, DIN : Normes de tuyauterie18 Certains sites de production (produits frais, carnés..) ont une gestion draconienne de l’aéraulique de

leurs ateliers, cela nécessite de déporter les transmetteurs hors de cette zone.

29

I.2.4 Les recommandations de l’ EHEDG19

L’EHEDG est un consortium d’équipementiers de l’industrie agroalimentaire,d’instituts de recherche et d’administrations de santé publique, crée en 1989 dans le butde promouvoir un standard de construction hygiénique dans le domaine du traitement etdu conditionnement des produits alimentaires.

L’EHEDG est une organisation à but non lucratif et qui n’a pas de capacité àlégiférer. Elle travaille pour l’harmonisation globale des standards et des bonnespratiques de construction. L’EHEDG, la FDA20 et NSF21 collaborent activement pour ledéveloppement de ces standards.

L’objectif des travaux de l’EHEDG est de permettre aux normes EU Dir N°98/37/EC et 93/43/EEC (à propos de l’hygiène des composants des industriesagroalimentaires) d’être mises en œuvre facilement sur les sites de productionindustriels.

Cette organisation évalue la conception et la nettoyabilité des équipements ou descomposants unitaires destinés à être montés sur des processus alimentaires. Les aspectsde maintenance, de réparation et de mise en service sont également pris en considération.

Une méthode unique valide les produits à certifier EHEDG. Les équipements sonttestés en laboratoire avec un protocole simple et pratique à réaliser :

L’instrument est soigneusement nettoyé et désinfecté à la main. L’instrument est placé sur un banc test par le biais d’une tuyauterie de

référence. L’ensemble de l’installation est délibérément souillé et contaminé par des

micro-organismes. L’installation est nettoyée selon un protocole unique et bien défini. Le tuyau de référence muni de son instrument à certifier est alors rempli avec

un milieu de culture avant d’être incubé plusieurs heures. Une analyse visuelle des différentes surfaces de l’instrument permet de

visualiser les éventuelles parties de l’instrument qui seraient mal nettoyées.

Pour les instruments obtenant des résultats satisfaisants à ces tests un certificatEHEDG est délivré au produit. Ce certificat donnera une confiance supplémentaire àl’utilisateur de ce matériel

Figure 19: logo EHEDG

19 EHEDG : European Hygienic Engineering Design Group20 FDA : Food and Drug Administration21 NSF: National Science Fundation

30

I.3 LES CHAÎNES D’ACQUISITION

De multiples solutions sont disponibles pour apporter une réponse au problème del’acquisition de la mesure. On retrouve très souvent les mêmes chaînes d’acquisitionpour leur simplicité et leur faible coût de mise en œuvre. Cependant, de plus en plus dechaînes d’acquisition sont réalisées sur la base d’un bus de terrain comme Profibuspermettant ainsi le raccordement de capteurs intelligents avec une grande flexibilitéd’utilisation et de réglage.

Quatre solutions couramment utilisées dans l’industrie agroalimentaire sontprésentées ci-dessous. Elles résolvent à elles quatre la quasi-totalité des cas de figurerencontrés dans nos processus.

I.3.1 Capteur : raccordement universelDans ce mode de fonctionnement, le capteur est directement raccordé à un

transmetteur qui met en forme le signal image du mesurande* et le traduit en boucle decourant. Le transmetteur et le capteur sont intégrés dans un seul et même boîtier quiconstitue l’instrument. La boucle de courant est raccordée à une entrée automate ou biensur une électronique d’affichage. Les atmosphères très humides rencontrées dans lesateliers de production de l’agroalimentaire font préférer la transmission en boucle decourant plutôt qu’en tension beaucoup plus sensible aux perturbations dans ce contexte.

P

Capteur et transmetteur Boucle 4-20mA Entrée automate

P

4-20mA

P

Capteur et transmetteur Boucle 4-20mA Entrée automate

P

4-20mA

Figure 20: câblage d'une boucle de courant

I.3.2 Sonde de température Pt100 : raccordement directLes constructeurs de ce type d’équipement possèdent aujourd’hui une gamme de

matériels spécifiques et pratiques en terme d’installation et de mise en œuvre et ce plusparticulièrement pour les capteurs Pt100. Les capteurs Pt100 sont raccordés directementà l’entrée automate en 3 ou 4 fils. Les systèmes de correction intégrés aux cartesd’acquisition sont très appréciés lors des opérations de réglage en métrologie.

Capteur Pt100 Connexion inter armoire Entrée automateCapteur Pt100 Connexion inter armoire Entrée automateCapteur Pt100 Connexion inter armoire Entrée automate

Figure 21: câblage d'une sonde Pt100

31

I.3.3 Sonde de température Pt100 : raccordement par transmetteurLe câblage de sonde Pt100 par l’intermédiaire d’un transmetteur dédié est souvent

rencontré. Cette application est utilisée lorsqu’un capteur Pt100 est très éloigné de lacarte d’acquisition de mesure. Le système de correction de longueur de câble arrivantaux limites de ses possibilités, c’est la boucle de courant qui reprend l’avantage danscette configuration.

Capteur Pt100 Transmetteur Pt100/4-20mA Entrée automateCapteur Pt100 Transmetteur Pt100/4-20mA Entrée automate

Figure 22: câblage d'une sonde Pt100 via un transmetteur

I.3.4 Bus de terrain PROFIBUSLe développement du capteur intelligent22 tend à supplanter l’usage des capteurs

traditionnels. Ceci est particulièrement vrai pour les capteurs qui renvoient plusieursmesurandes comme cela est le cas des débitmètres massiques. Les avantages de ceprocédé sont nombreux : principalement simplicité de mise en service et robustesse deleur chaîne d’acquisition. Les moyens d’autocontrôle intégrés au capteur sont des atoutspour détecter les dérives de la mesure et faciliter la détection d’anomalie. Sans être leseul, c’est souvent le bus de terrain PROFIBUS DP qui est choisi aussi bien par leséquipementiers que par les utilisateurs.

Capteurs Intelligents Liaison Profibus Automate

CPU

Pro

fib

us

PT TT

Capteurs Intelligents Liaison Profibus Automate

CPU

Pro

fib

us

PT TT

Figure 23: câblage d'un capteur intelligent par BUS de terrain

22 Concept de capteur intégrant un organe de calcul interne comme un microprocesseur, un système deconditionnement du signal et une interface communicante.

32

CHAPITRE II

II LA FONCTION METROLOGIEOn entend souvent parler des grandes fonctions de l’entreprise comme la production,

la commercialisation ou encore la maintenance. On entend beaucoup moins parler de lafonction métrologie bien qu’elle soit présente depuis longtemps dans certaines industriessoumises à des dispositions réglementaires sur le sujet. L’arrivée des certifications ISO9001 dans les entreprises a définitivement ancré la métrologie à l’activité de la qualité enprenant une importance toute particulière dans le domaine de l’agroalimentaire.

II.1 QUALITÉ ET SÉCURITÉ ALIMENTAIRE

L’industrie, l’agroalimentaire se doit de fournir des produits de qualité. Les produitsfabriqués sont consommés par le plus grand nombre, il est impensable d’imaginerqu’une personne puisse être malade du simple fait d’avoir mangé l’un de ces produits.De plus l’étiquetage apposé sur les produits constitue une obligation contractuelle que lefabricant se doit de respecter. La masse du produit fini comme les proportionsd’ingrédients qui le composent sont les principaux critères à respecter. Les industriesagroalimentaires ont parfaitement compris et assument pleinement leurs responsabilitésmorales et légales envers les consommateurs. Les produits fabriqués ne doiventévidemment pas générer le moindre risque pour la sécurité alimentaire duconsommateur.

Pour se protéger d’éventuels dysfonctionnements dans les processus de fabrication,des systèmes de gestion de la qualité ont été mis en place dans les sites de production.Ces systèmes sont très élaborés car ils répondent aux exigences de la norme ISO 9001sur laquelle les sites de production sont évalués. La fonction métrologie est unecomposante indispensable dans une démarche de gestion de la qualité car elle garantit lefonctionnement correct du parc d’instruments servant à déclarer la conformité légale etcontractuelle des produits fabriqués.

33

II.1.1 Métrologie et certification ISO 9001 version 2000Le rôle de la fonction métrologie au sein d’une entreprise est primordial. Elle permet

de gérer le risque d’obtenir des résultats de mesure incorrects pouvant avoir un impactnégatif sur la qualité des produits fabriqués. La maîtrise des processus de mesure estdonc une action incontournable dans une démarche qualité. Pour obtenir cette maîtrise,la fonction métrologie doit mettre en place une organisation permettant aussi bien lecontrôle périodique des équipements de mesure, que de pouvoir disposer d’un état réel etinstantané de la vie de chaque équipement.

La norme ISO 9001 version 2000 détaille précisément les actions à mener pourobtenir un système de qualité, elle constitue le fil guide de la mise en place et du suivi dela fonction métrologie.

Extrait de la norme ISO 9001 version 2000Le fournisseur doit établir et tenir à jour des procédures écrites pour maîtriser,

étalonner et maintenir en état les équipements de contrôle, de mesure et d’essai (ycompris les logiciels d’essais) utilisés par le fournisseur pour démontrer la conformitédu produit aux exigences spécifiées. Les équipements de contrôle, de mesure et d’essaidoivent être utilisés de façon à assurer que l’incertitude de mesure est connue etcompatible avec l’aptitude requise en matière de mesurage.

Le fournisseur doit : Déterminer les mesurages à effectuer, l’exactitude requise et sélectionner

l’équipement de contrôle de mesure et d’essai approprié capable d’apporterl’exactitude et la précision nécessaire.

Identifier tous les équipements de contrôle, de mesure et d’essai qui peuventavoir une influence sur la qualité du produit, les étalonner et les régler auxintervalles précis ou avant utilisation, par rapport à des équipements certifiésreliés de façon valable à des étalons reconnus au plan international ounational. Lorsque ces étalons n’existent pas, la référence utilisée pourl’étalonnage doit faire l’objet d’une description écrite.

Définir le processus utilisé pour l’étalonnage des équipements de contrôle, demesure et d’essai en détaillant le type d’équipement, l’identificationspécifique, l’emplacement, la fréquence des vérifications*, la méthode devérification, les critères de l’acceptation et l’action à entreprendre lorsque lesrésultats ne sont pas satisfaisants.

Identifier les équipements de contrôle, de mesure et d’essai avec un marquageapproprié ou un enregistrement d’identification approuvé pour indiquer lavalidité de l’étalonnage.

Conserver des enregistrements d’étalonnage pour les équipements decontrôle, de mesure et d’essai.

Évaluer et consigner par écrit la validité des résultats de contrôle et d’essaiantérieur lorsque les équipements de contrôle, de mesure et d’essai s’avèrentêtre en dehors des limites fixées pour l’étalonnage.

Assurer que les conditions d’environnement sont appropriées pour laréalisation des étalonnages, contrôles, mesures et essais.

34

Assurer que la manutention, la préservation et le stockage des équipements decontrôle, de mesure et d’essai sont tels que l’exactitude et l’aptitude àl’emploi sont maintenues.

Protéger les moyens de contrôle, de mesure et d’essai contre desmanipulations qui invalideraient les réglages d’étalonnages.

En parallèle de cette démarche qualité ISO 9001 laissée à l’initiative des industriels,il existe des obligations réglementaires supportées par des textes de loi qu’il convientévidement de respecter scrupuleusement.

II.1.2 Métrologie Légale En Europe et en particulier en France, les mesures utilisées dans les transactions

commerciales font l’objet d’une réglementation. La métrologie légale est l’activité parlaquelle l’État décide d’intervenir par voie réglementaire sur certaines catégoriesd’instruments de mesure. La métrologie légale s’intéresse à la qualité des instrumentsutilisés pour les transactions commerciales afin d’assurer la fiabilité de la mesure et deprévenir les fraudes.

Le cas particulier des produits alimentaires préemballés (comme les briquescartonnées fabriquées sur le site de Duppigheim) doit répondre à ce cadre législatif, enl’occurrence au Décret N° 78-166 du 31 Janvier 1978.

Extrait du Décret N° 78-166 du 31 Janvier 1978 paru au J.O. du 16 février 1978Un produit est dit préemballé lorsqu’il est conditionné, hors de la présence de

l’acheteur, dans un emballage de quelque nature qu’il soit (…..), de telle sorte que laquantité de produit contenue ne puisse pas être modifiée sans qu’il y ait ouverture oumodification décelable de l’emballage….

Un préemballage est l’ensemble d’un produit et de l’emballage dans lequel il estprésenté en vue de la vente.

Extrait de l’Arrêté du 20 octobre 1978 paru au J.O. du 22 novembre 1978Article 5Le contrôle pratiqué par le pré emballeur doit être effectué à l’aide d’un instrument

de mesure légal approprié.Le pré emballeur doit tenir à la disposition des services de contrôles officiels

pendant au mois 2 ans, les documents où sont consignés les résultats de contrôle afind’attester que ces derniers, ainsi que les corrections et ajustements dont ils ont montréla nécessité, ont été régulièrement et correctement effectués.

L’ensemble de ces dispositions réglementaires implique des actions concrètes dès laconstruction de l’instrument de mesure et pendant toute l’exploitation. Il est nécessairepour le responsable métrologie de bien connaître le processus d’approbation d’uninstrument destiné à faire des mesurages en métrologie légale. Ce processus comportetrois étapes :

35

Approbation du modèle de construction

L’approbation du modèle de construction d’un instrument est la première étape duprocessus. Elle permet de vérifier et d’attester que la construction et le fonctionnementd’un instrument de mesure présenté par un constructeur répondent bien aux dispositionsréglementaires et techniques prévues par la procédure de vérification. L’étude techniquedu prototype est effectuée par la DRIRE23 et les résultats de cette étude peuvent conduirele constructeur à apporter des modifications à l’instrument fabriqué et à améliorer saqualité métrologique. Cette étape est réalisée sur le lieu de fabrication de l’instrument.L’exploitant n’est pas impliqué dans cette démarche d’approbation car elle relève del’entière responsabilité du constructeur. Il convient tout de même d’être particulièrementvigilant dans le cas de matériel construit en dehors de la communauté européenne, car ilne serait pas forcément développé selon les mêmes recommandations, compliquant ainsila procédure d’approbation du modèle.

Vérification primitive

La vérification primitive d’un instrument est la deuxième étape. Elle valide le faitque l’instrument de mesure neuf ou réparé est conforme au modèle approuvé et répondbien aux prescriptions réglementaires. Cette vérification est effectuée suivant desprocédures élaborées sur la base de normes internationales et sur les recommandationsde l’OIML24.

Dans le cas d’un instrument neuf, la vérification primitive peut être réalisée sur lelieu même de l’exploitation. C’est en particulier le cas des instruments qui ne sont pas enmesure d’être déplacés ou bien le cas d’instruments qui seront configurés en fonction deleur environnement proche. Il est donc impératif de pouvoir disposer d’un cahier descharges précis muni des recommandations nécessaires à la bonne installation del’équipement de mesure. L’instrument de mesure étant placé dans les conditionsoptimales, il sera d’autant plus simple d’obtenir les résultats métrologiques les plusprobants.

Figure 24: marque primitive nationale apposée sur l'instrument (poignée de main symbolisantla BONNE FOI)

Vérifications périodiques

Pour s’assurer qu’un instrument de mesure est utilisé de manière correcte et loyale,des organismes agréés, délégués par la DRIRE procèdent à des vérificationspériodiques. Ils incitent l’utilisateur de l’instrument de mesure à le maintenir dans lemeilleur état et à pratiquer toutes les opérations de maintenance nécessaires. Laresponsabilité de la conformité de l’instrument appartient à l’exploitant de l’instrumentde mesure. Lors des opérations de maintenance ou de réparations importantes obligeantà intervenir directement sur les constituants de mesure même de l’instrument, laréglementation oblige à faire procéder à une nouvelle vérification primitive. C’est la

23 DRIRE : Directions Régionales de l'Industrie de la Recherche et de l'Environnement24 OIML : Organisation Internationale de Métrologie légale

36

pose de dispositifs de verrouillages mécaniques ou informatiques (plombage, coded’accès) qui garantit qu’un instrument de mesure n’a pas été modifié. Ce sontaujourd’hui ces organismes mandatés par la DRIRE qui délivrent l’autorisationd’exploiter l’instrument de mesure pour des transactions commerciales.

Figure 25: vignettes de verdict indiquant la validité du contrôle périodique

Exploitation

Construction

Directive Européenne 90/384/CEE

Visite Primitive

Autorisation de mise en service

Validation DRIRE

Exploitation

Approbation du modèle

N° d’approbation primitive

Visites périodiques 1/an

Visites après réparation

Exploitation

Construction

Directive Européenne 90/384/CEE

Visite Primitive

Autorisation de mise en service

Validation DRIRE

Exploitation

Approbation du modèle

N° d’approbation primitive

Visites périodiques 1/an

Visites après réparation

Figure 26: schéma de validation d'un instrument de métrologie légale

Le responsable métrologie en charge de coordonner la gestion du parc d’instrumentset de chaînes de mesure se doit de respecter scrupuleusement les obligationsréglementaires de la métrologie légale pour les équipements concernés. C’est pourquoi,il est indispensable qu’il dispose d’une connaissance globale des textes de lois envigueur, mais également qu’il s’astreigne à une veille réglementaire permettant ainsid’anticiper tout changement dans ce domaine.

37

II.1.3 Raccordement aux étalons primairesLe système de management de la qualité ISO 9001 version 2000 demande à ce que

les instruments de mesure utilisés pour la fabrication soient étalonnés et vérifiés avec desétalons de travail rattachés à des étalons nationaux ou internationaux. Les étalonsnationaux sont eux-mêmes reliés par une chaîne ininterrompue de comparaison entredifférentes références jusqu’à l’unité fondamentale du système international, autrementdit à l’étalon primaire d’une grandeur physique.

Le système international des unités, SI, est composé de sept unités primaires à partirdesquelles sont dérivées toutes les autres.

Grandeur de base Unité de baseNom Symbole Nom Symbole

Longueur l mètre mMasse m kilogramme kgTemps t seconde s

Courant électrique I ampère ATempérature T kelvin K

Quantité de matière n mole molIntensité lumineuse Iv candela cd

Tableau 8: grandeurs et unités du système international

Les contrôles et les vérifications d’instruments sur site se font à partir d’étalons detravail. Ils sont choisis en fonction de l’instrument à contrôler et de sa technologie. Ilssont également choisis pour leur incertitude qui doit être suffisamment étroite pourgarantir un niveau de confiance important des vérifications. Les étalons de travail sontqualifiés par un laboratoire accrédité répondant aux spécifications COFRAC25 et auxexigences de la norme NF EN 45003. Ces laboratoires sont reconnus pour leurcompétence et leur capacité à effectuer des opérations d’étalonnage pour une grandeurdonnée avec ses incertitudes associées.

Pour chaque étalon de travail, le laboratoire accrédité formalise les résultats sur uncertificat d’étalonnage comprenant la justesse sous la forme d’une erreur de justesse* etla fidélité* sous la forme d’une incertitude (Voir exemple en Annexe A).

Cette qualification est faite avant de mettre en service l’étalon de travail, puispériodiquement tout au long de sa vie. La fréquence de contrôle sera établie en fonctionde l’utilisation de l’étalon de travail, des éventuels dommages qu’il pourrait subir lorsdes opérations de contrôle. Les étalons de travail seront systématiquement vérifiés par unlaboratoire accrédité dès lors qu’une anomalie sera constatée sur celui-ci.

Figure 27: logo COFRAC

25 COFRAC : COmité FRrançais d’ACcréditation

38

II.2 ORGANISATION DE LA MÉTROLOGIE

II.2.1 Mission de la fonction métrologieLa mission de la fonction métrologie est d’assurer l’ensemble des actions permettant

de choisir, de suivre et d’entretenir les moyens de mesure afin de pouvoir garantir le bonfonctionnement des procédés et des équipements de fabrication dans le respect desnormes et des modes opératoires internes. Le responsable métrologie conduit cettemission avec les quatre axes de travail suivant :

Coordination :

Le responsable métrologie coordonne l’action des acteurs évoluant dans cettefonction. Il met en place les modes opératoires en fonction des attentes de la productionet de la qualité et respecte les exigences réglementaires en vigueur. Il est l’interlocuteurprivilégié du site pour tous les aspects liés à la métrologie.

Contrôle :

L’application d’un système de gestion sans pour autant user de moyens de contrôletendra vers un épuisement rapide du système. Le responsable métrologie a le devoir decontrôler et de faire contrôler les activités des acteurs de cette fonction. Il sera alors enmesure de mettre en place les actions correctives qui iront dans le sens de l’améliorationcontinue en métrologie.

Amélioration continue :

Un des objectifs de la métrologie souvent oublié est celui de l’améliorationcontinue : améliorer non seulement les équipements en proposant des solutions en termed’instrumentation mais aussi améliorer les modes opératoires pour les rendre plusefficaces. Plus un équipement est sûr et robuste et plus il sera fiable. De ce fait, ildeviendra possible de réduire la fréquence des contrôles métrologiques tout en gardantun niveau de confiance identique en l’instrument de mesure.

Maîtrise des non-conformités :

Le système de gestion de la métrologie par l’intermédiaire du plan de contrôlemétrologique permet de détecter des instruments non-conformes. Le responsablemétrologie organise la résolution de ces non-conformités.

II.2.2 Les acteurs et leurs responsabilités

Le SHEQA manager26 :

Le SHEQA manager est responsable de la qualité et de la sécurité alimentaire, ilencadre à ce titre la fonction métrologie sur le site :

Il valide le plan de contrôle des instruments proposés par le responsablemétrologie.

Il rédige les modes opératoires de gestion des non conformités. Il statue sur la conformité d’un produit en cas de non-conformité d’un

instrument.

26 SHEQA Manager (Safety Health Environnent Quality Assurance Manager) Responsable sécurité,santé, environnement, assurance qualité.

39

Il définit pour chaque chaîne de mesure sa capabilité minimale et son erreurmaximale tolérée.

Le responsable métrologie :

Le responsable de la fonction métrologie: Définit les caractéristiques des instruments en fonction des besoins de la

production et de la qualité. Il s’assure de leur capabilité. Cette étape estréalisée avant l’arrivée même de l’instrument sur le processus de fabrication.

Établit la liste des instruments qui le composent en répertoriant ceux–ci endeux classes de criticité : stratégique et non stratégique.

Rédige les modes opératoires de vérification et d’étalonnage des instruments. Met en œuvre des moyens humains et matériel pour réaliser les contrôles et

les étalonnages des instruments. Valide les calculs d’incertitudes et capabilité des chaînes de mesures. S’assure de la bonne gestion des étalons de travail et de leur raccordement aux

étalons nationaux. Évalue les sous traitants en réalisant des audits des opérations de contrôle

ainsi que de la gestion documentaire des enregistrements. Analyse les informations de suivi des instruments et recommande des

améliorations techniques. Il est amené à proposer des remplacements dematériels.

Le service de maintenance :

L’encadrement du service de maintenance : Organise et planifie avec les sous-traitants les interventions de métrologie sur

les équipements de production. Établit un plan de prévention des risques sécurité avec les différents sous

traitants en charge de la réalisation du plan de contrôle et des interventions dedépannage.

Négocie le contrat de prestations de contrôle passé avec les sous-traitants.

L’opérateur de maintenance :

Établit un diagnostic de panne en cas d’anomalie constatée sur un instrumentde mesure en production.

Répare les anomalies simples sur les instruments de mesure. Remplit une fiche de non-conformité pour le suivi documentaire de la remise

en état.

Les prestataires de service :

Les prestataires de service sont en charge de : Réaliser les opérations de contrôles et d’étalonnage conformément aux modes

opératoires en vigueur. Réaliser les opérations de contrôles et d’étalonnage conformément au

planning d’intervention défini avec le service de maintenance. Effectue les réparations nécessaires et les réglages des chaînes de mesure

défaillantes dans la limite des prescriptions contractuelles. Établit un document de synthèse permettant de faire un suivi des instruments

de mesure. Réalise les enregistrements documentaires du système métrologique sur leur

champ d’action.

40

La production :

Elle exploite l’outil industriel. C’est le personnel qui est le plus à même de détecterles anomalies éventuelles sur les instruments de mesure. Son rôle est de signaler toutdysfonctionnement et d’y faire remédier par le service de maintenance. La productiondoit également prendre les mesures nécessaires afin d’éviter tout risque au niveau de lasécurité alimentaire lors de la défaillance d’un instrument.

Responsable Métrologie

Service Maintenance

SHEQA Manager

Prestataire de services

Plan de prévention des prestataires

Planification des contrôles

Éva

lua

tion

QS

E

Gestion documentaire et enregistrements

Procédure de gestion des non

conformité

Validation du calcul d’incertitude

Rédaction des modes opératoires

Plan de contrôle

Validation

Validation Budgétaire

Proposition

Réalisation des contrôles

Contrat avec les prestataires

Responsable Métrologie

Service Maintenance

SHEQA Manager

Prestataire de services

Plan de prévention des prestataires

Planification des contrôles

Éva

lua

tion

QS

E

Gestion documentaire et enregistrements

Procédure de gestion des non

conformité

Validation du calcul d’incertitude

Rédaction des modes opératoires

Plan de contrôle

Validation

Validation Budgétaire

Proposition

Réalisation des contrôles

Contrat avec les prestataires

Figure 28: organisation de la métrologie

41

II.2.3 L’indépendance de la métrologieLa fonction métrologie de l’entreprise doit être assurée en toute indépendance afin

que le personnel impliqué dans cette fonction ne puisse pas faire l’objet de pression oud’incitations intempestives qui pourraient influencer son jugement ou les résultats de sestravaux. Il est préférable de limiter tous conflits d’intérêt.

Afin de permettre une indépendance suffisante à la fonction métrologique, celle-ciest rattachée au SHEQA manager. Ceci peut être vu comme une évidence au regard del’importance de la métrologie dans une démarche de gestion de la qualité.

La qualification technique et la compétence sont les deux paramètres essentiels surlesquels repose le choix du responsable devant assumer cette fonction. Il est préférableque le responsable métrologie ne cumule pas ses responsabilités avec celle demaintenance ou de production.

C’est pourquoi, des définitions de postes détaillées doivent être établies. Ellesdoivent mentionner les différentes activités et les responsabilités de chacun en terme demétrologie.

AQ & Métrologie Maintenance ProductionPrestataire

Contrat de prestations

Plan de contrôle

Correction des anomalies

Statue sur la conformité des produits

Audit des partenaires

Suivi des instruments

Suivi des non conformité

AQ & Métrologie Maintenance ProductionPrestataire

Contrat de prestationsContrat de prestations

Plan de contrôlePlan de contrôle

Correction des anomaliesCorrection des anomalies

Statue sur la conformité des produitsStatue sur la conformité des produits

Audit des partenaires

Suivi des instrumentsSuivi des instruments

Suivi des non conformité

Suivi des non conformité

Figure 29: diagramme d'indépendance des tâches de la métrologie

42

CHAPITRE III

III PLAN DE CONTRÔLE METROLOGIQUELe plan de contrôle métrologique est le résultat d’une analyse menée par les

différents interlocuteurs de la métrologie. Le plan de contrôle recense et caractérisechaque chaîne de mesure et constitue en quelque sorte un contrat passé entre la fonctionmétrologie et la fonction production. Le responsable métrologie fait qualifier les chaînesde mesure sur le plan de la justesse et de l’incertitude afin de s’assurer que les moyensde mesure utilisées en production sont bien capables de répondre aux spécifications. Leresponsable métrologie coordonne également la réalisation des opérations de contrôle.

III.1 INTÉGRATION D’UNE CHAÎNE DE MESURE

Les sites de production industrielle en agroalimentaire possèdent un grand nombre decapteurs qui sont placés dans des endroits divers du processus de fabrication. Cescapteurs ont des rôles très différents. Ils ont également une importance plus ou moinsgrande au regard de la sécurité alimentaire des produits. Certains capteurs ne sont placéssur le process de fabrication que pour donner une indication de bon fonctionnement. Laplupart du temps ces capteurs ne sont pas asservis à l’automatisme ni aux procédures defabrication parce qu’un écart de mesure sur celui-ci ne serait en aucun cas à l’origined’une anomalie de qualité sur les produits. D’autres capteurs ont une importance capitalepour garantir la sécurité alimentaire du consommateur. La gestion d’un parcd’instruments dans ce contexte doit suivre une procédure précise.

Cette procédure étudie la pertinence d’intégrer un instrument de mesure dans un plande contrôle. C’est en fonction de critères bien définis qu’une chaîne de mesure estintégrée dans le plan de contrôle. L’ensemble des instruments montés sur le processus defabrication doit être analysé pour faire l’inventaire de ceux qui feront partie du plan decontrôle. C’est à l’aide d’un arbre décisionnel que l’on évalue chaque chaîne de mesure.Cet arbre est composé de trois questions :

43

Cette mesure est-elle utilisée pour déclarer la conformité du produit ? Les mesuresqui garantissent la conformité contractuelle du produit doivent impérativement rentrerdans le plan de contrôle. C’est le cas typique du pesage en ligne des produits finis. Lesproduits sortant du site de production doivent obligatoirement avoir une masse au moinségale à celle déclarée sur l’emballage.

Est ce que la dérive de la mesure influence la qualité du produit ? Dans les cas oùla mesure n’est pas utilisée pour déclarer la conformité du produit, on analyse le casparticulier des dérives de la mesure. Si celles-ci n’influence pas la qualité du produit onconsidère que cette mesure n’a pas pour obligation de rentrer dans le plan de contrôle.Les capteurs placés sur les équipements auxiliaires comme les circuits de chauffe ou derefroidissement font partie de cette catégorie.

Le défaut pouvant apparaître suite à la dérive sera-t-il détecté par ailleurs ? Dansles cas où la dérive d’une mesure ne peut pas être détectée d’une autre manière dans leprocessus de fabrication, l’instrument est obligatoirement intégré au plan de contrôle.C’est un instrument stratégique. Dans le cas contraire, il sera considéré comme nonstratégique.

Cette mesure est-elle utilisée pour déclarer la conformitécontractuelle du produit ?

Est-ce que la dérive de la mesure influence la qualité du produit ?

Pas de contrôle de l’instrument

L’instrument doit être intégré au plan de

contrôleSTRATEGIQUE

Le défaut pouvant apparaître suite à la dérive sera-t-il détecté

puis éliminé par ailleurs ?

OUI

NON

NON

OUI

NON

L’instrument doit être intégré au plan de

contrôle NON STRATEGIQUE

OUI

Cette mesure est-elle utilisée pour déclarer la conformitécontractuelle du produit ?

Est-ce que la dérive de la mesure influence la qualité du produit ?

Pas de contrôle de l’instrument

L’instrument doit être intégré au plan de

contrôleSTRATEGIQUE

Le défaut pouvant apparaître suite à la dérive sera-t-il détecté

puis éliminé par ailleurs ?

OUI

NON

NON

OUI

NON

L’instrument doit être intégré au plan de

contrôle NON STRATEGIQUE

OUI

Figure 30: arbre décisionnel d’intégration au plan de contrôle

Nota : certains instruments rentrant dans la catégorie non soumise aux contrôlespeuvent tout de même être suivi en métrologie dans un autre processus. C’est le cas desinstruments IPS (Important Pour la Sécurité) qui sont soumis à des obligationsréglementaires et à des prescriptions de notre arrêté préfectoral d’autorisationd’exploiter.

44

III.1.1 Évaluation de la criticitéL’utilisation de l’arbre décisionnel permet également de déterminer la criticité de la

chaîne de mesure. Une chaîne de mesure pourra prendre deux niveaux de criticité :

Chaînes de mesure STRATÉGIQUES :

Une chaîne de mesure stratégique est une chaîne dont la dérive de la mesure peutentraîner des modifications inacceptables sur le produit fini tant sur le plan de la sécuritéalimentaire que sur la conformité légale du produit. Ces chaînes de mesure feront l’objetd’une analyse de leur capabilité27 afin de s’assurer de leur aptitude à réaliser le mesurageattendu. Pour cela, on recherchera de manière expérimentale l’incertitude globale decette chaîne. L’incertitude sera quantifiée et consignée dans un constat de vérificationlors de la mise en service de la chaîne de mesure, mais aussi tout au long de sa vie, aprèschaque réglage ou réparation. De plus la fréquence des contrôles sera plus élevée quepour une chaîne non stratégique (deux fois plus élevée pour les chaînes de température).En effet, la constatation d’une dérive sur une chaîne de mesures entraînant une non-conformité de celle-ci peut amener le service qualité à statuer individuellement sur laconformité des produits finis fabriqués depuis le dernier contrôle correct.

Non conforme

J

conforme

J-3mois

conforme

J-2mois

conforme

J-1mois

temps

Analyse rétroactive des produits

Contrôle périodique d’une chaîne de mesure stratégique

Non conforme

J

Non conforme

Non conforme

J

conforme

J-3mois

conformeconforme

J-3mois

conforme

J-2mois

conformeconforme

J-2mois

conforme

J-1mois

conformeconforme

J-1mois

temps

Analyse rétroactive des produits

Contrôle périodique d’une chaîne de mesure stratégique

Figure 31: non conformité d'une chaîne de mesure stratégique

Chaînes de mesure NON STRATÉGIQUES :

La catégorie des chaînes de mesure non stratégiques réunit toutes les chaînes du plande contrôle qui ne sont pas stratégiques et celles qui possèdent un contrôle stratégique enaval dans le processus de fabrication. Pour ces chaînes de mesure, on réalisera descontrôles de justesse permettant de savoir si la mesure est contenue dans l’intervalle detolérance28 donné. Les fréquences de contrôle sont plus espacées car les conséquencesd’une dérive n’ont pas d’impact significatif sur les produits finis. Les dérives peuventdans certains cas être détectées par d’autres moyens de contrôles au cours du processusde fabrication.

27 Le concept de capabilité sera établi dans le paragraphe III 2.628 Intervalle de tolérance : intervalle dans lequel un mesurage est considéré comme correct.

45

Exemple :

Mélange Stérilisation Conditionnement

Arrivée matières premières

Sortie produits finis

Détecteur de métaux MC1

Piège magnétique

MC2

Non stratégique Stratégique

Mélange Stérilisation Conditionnement

Arrivée matières premières

Sortie produits finis

Détecteur de métaux MC1

Piège magnétique

MC2

Non stratégique Stratégique

Figure 32: détection de corps étrangers métalliques dans une ligne de fabrication

Les deux équipements de détection de particules métalliques MC1 et MC2 pourraientêtre tous deux considérés comme des instruments stratégiques car ils protègent leconsommateur du risque d’absorber ce type de corps étranger. Cependant undysfonctionnement de l’appareil MC1 sera ensuite compensé par l’appareil MC2. Ledétecteur MC1 sera donc considéré comme un instrument non stratégique puisque qu’ilest suivi dans le processus de fabrication par un instrument MC2 qui, lui, est stratégique.

Ces premières informations sur la criticité de la chaîne de mesure permettent decommencer la construction du plan de contrôle en remplissant le tableau ci-dessous :

Identification Localisation CriticitéComposition

PériodicitéEMT Impr Jpr Capabilité

CVerdict

EMM

Capteur Automate Convertisseur Autre [°C] [°C] [°C] [°C]

12TT541 Stéritube Stratégique 3 mois

Cet exemple illustra la démarche d’évaluation métrologique d’une chaîne de mesure et seracomplété dans les paragraphes suivants à chaque étape du processus.

III.1.2 Détermination de l’EMT (Écart Maximal Toléré)Les processus de fabrication dans les industries agroalimentaires ont très souvent des

exigences élevées en terme de fonctionnement. L’instrumentation placée tout au long duprocessus de fabrication permet de répondre à ces exigences.

Plusieurs exemples peuvent être cités : Température de conservation de la crème laitière : 4°C Température de stérilisation des équipements de production : 121°C Limite des produits acides et non acides : pH 4,2 Conformité des masses des produits finis : 1032g

Les instruments de mesure nous le savons, ne nous donnent qu’une valeur approchéed’un mesurande. Chaque instrument et de surcroît chaque chaîne de mesure possèdentune erreur de justesse intrinsèque. Il nous est même impossible d’atteindre la valeurvraie* de manière expérimentale. Chaque chaîne de mesure nous donnera donc unrésultat de mesure entaché de cette erreur de justesse que nous devons prendre encompte dans nos exigences.

C’est également le doute que l’on peut avoir sur le résultat de la mesure quicaractérise la qualité d’une chaîne de mesure. Ce doute c’est l’incertitude. L’incertitudevarie en fonction de la qualité des chaînes de mesure et des éléments qui la composentC’est pourquoi il est nécessaire d’accorder un intervalle de tolérance pour chaque chaînede mesure dans lequel le résultat de la mesure sera considéré comme conforme.

46

Le processus de fabrication, quant à lui, est établi pour travailler avec des valeursvisées de températures, de pression ou de conductivité. Il est donc indispensable deconsidérer les limites de fonctionnement et d’acceptation de ce processus c'est-à-dire,l’intervalle de tolérance acceptable sur une mesure sans modifier le fonctionnement etles performances du processus de fabrication.

Par exemple : Mesure de masse d’un tank de mélange : 5000 kg +/- 1,5% Conductivité de la soude caustique de nettoyage : 100 mS/cm +/- 10mS/cm Température de stérilisation du produit : 134°C +/- 1°C

Ces limites seront alors établies par l’EMT qui caractérisera l’intervalle de tolérance.

+EMT-EMT

Valeur visée

Intervalle de tolérance

Zone hors toléranceZone hors tolérance

Figure 33: intervalle de tolérance

Le SHEQA manager, dans son rôle de garant de la sécurité alimentaire des produitsfinis, définit les EMT de chaque chaîne de mesure en évaluant les impacts d’une dériveaux limites de l’intervalle considéré. Une attention particulière est portée àl’harmonisation des intervalles de tolérance afin de ne pas multiplier les cas de figure etcompliquer la gestion documentaire des enregistrements.

Il est important de noter que plus l’EMT d’une chaîne de mesure est faible et plus leséquipements en charge de réaliser la mesure devront être performants. Ils seront trèsprobablement aussi beaucoup plus chers. De plus, la mise en œuvre des moyens decontrôle sera également plus complexe. C’est pour ces raisons qu’il est inutile dedemander à une chaîne de mesure des niveaux de performance élevés lorsque laconformité légale du produit ou la sécurité alimentaire ne l’exige pas.

Identification Localisation CriticitéComposition

PériodicitéEMT Impr Jpr Capabilité

CVerdict

EMM

Capteur Automate Convertisseur Autre [°C] [°C] [°C] [°C]

12TT541 Stéritube Stratégique 3 mois 1

Ce n’est qu’après avoir déterminé la criticité et l’EMT de la chaîne de mesure quel’on peut passer à l’étape suivante qui est la validation de la capabilité de cette chaîne.Cette validation utilisant des méthodes scientifiques sera sous la responsabilité de lafonction métrologie et permettra d’acquérir la certitude que la chaîne de mesure répondbien aux exigences du cahier des charges.

47

III.2 ÉVALUATION D’UNE CHAÎNE DE MESURE

III.2.1 Composition de la chaîne de mesurePour évaluer finement une chaîne de mesure, il est indispensable de pouvoir disposer

d’un bon niveau de connaissance de tous ses éléments constitutifs. En effet, chacund’entre eux pourra avoir une influence sur la chaîne de mesure qu’il sera important deconnaître lors de l’évaluation de l’incertitude. Un relevé sur le terrain est nécessaire àcette étape.

Identification Localisation CriticitéComposition

PériodicitéEMT Impr Jpr Capabilité

CVerdict

EMM

Capteur Automate Convertisseur Autre [°C] [°C] [°C] [°C]

12TT541 Stéritube Stratégique Pt 100

IRAn°7874entrée

0024 surAALT1

INOR :12TY541 sur

AALT1--- 3 mois 1 ,

III.2.2 Estimation de l’incertitude de mesureL’incertitude de mesure est le doute que l’on a sur le résultat d’un mesurage. C’est

l’expression quantifiée de la fidélité, elle correspond à la dispersion que l’on peutraisonnablement attribuer au process de mesure. L’incertitude est un élémentindissociable du résultat de la mesure et donne une indication sur la qualité de celui-ci.

Georges CHARPAK (Prix Nobel de physique 1992 et physicien au CERN) et HenriBROCH (Professeur de physique) écrivent, dans leur livre commun « Devenez sorciers,devenez savant ». Or, il faut rappeler que l’incertitude est toute aussi importante que ladonnée elle-même, puisqu’elle décide de la fiabilité que l’on peut accorder à cettedernière et, par voie de conséquence, de la fiabilité à accorder à la théorie reposant surce résultat.

Estimer l’incertitude d’une chaîne de mesure, c’est d’abord considérer que cettechaîne est composée de plusieurs éléments sujet à des grandeurs d’influence* et ayantchacun leur incertitude. Ce sera la somme de ces incertitudes simples qui composeral’incertitude composée de la chaîne. Identifier et comprendre toutes ces composantes estle point de départ de l’estimation de l’incertitude d’une chaîne.

Pour les identifier, une méthode simple issue de la qualité est souvent utilisée. C’estla méthode d’analyse des causes et effets d’ Ishikawa. Elle permet de s’interroger sur laprésence de grandeurs d’influence dans cinq catégories appelées 5 M.

Figure 34: diagramme des causes et effets d'Ishikawa

48

Chaque influence doit être analysée et il lui sera attribué un écart type image de ladispersion qu’elle ajoute à la chaîne de mesure. Pour cela, deux méthodes s’offrent aumétrologue :

Incertitude de type A*

La méthode de détermination des incertitudes de type A consiste à réaliser demanière expérimentale un certain nombre de mesurages. On en déduit l’estimation del’écart type image de la dispersion. Cette méthode a l’avantage de réduire les erreursaléatoires* lorsque l’on réalise un grand nombre de mesures. Il est important dans cetteméthode de toujours garder les mêmes conditions expérimentales pour obtenir uneestimation de l’écart type fiable.

Incertitude de type B*

L’estimation de l’incertitude dans ce cas consiste à déterminer l’estimation de l’écarttype par un raccourci mathématique. Ceci implique de connaître la loi de distribution àlaquelle répond la grandeur d’influence ainsi que ses limites de variations. Plusieurs loissont utilisées en fonction des cas de figure rencontrés.

2)(

axU

123)(

daxU

2)(

axU +a-a

-a

-a

+a

+a

Loi de distribution Incertitude type Utilisation

Étalonnage d’un instrument ou d’une chaîne de mesure.

Résolution d’un afficheur, classe d’un appareil de mesure

Régulation entre deux extremum, climatisation, four.

Loi dérivée d’arc sinus

Loi uniforme

Loi normale

95% de la population

Étendue d=2a

Tableau 9: différents cas d'incertitudes de type B (approche GUM)

49

III.2.3 Bilan des incertitudesLe bilan des incertitudes est une synthèse répertoriant les données ci-dessous et qui

se présente sous la forme d’un tableau de ce type :

Composanted'incertitudes

type U(xi)

Composanted'incertitude

Méthoded'évaluation

Valeur del'incertitude

type U(xi) [°C]Variance

U(x1)Exactitude

étalonB, normale 0,075 0,005625

U(x2) Fidélité A 0,006 0,000036

U(x3) Résolution B, uniforme 0,030 0,0009

U(x4) Lecture B, uniforme 0,070 0,0049

U(x5) Stabilité A 0,030 0,0009

Tableau 10: exemple de bilan d'incertitude

III.2.4 Incertitude type composée*

Les incertitudes de type A et de type B déterminées, il faut désormais trouverl’incertitude type composée de la chaîne de mesure entière. La simple sommearithmétique des incertitudes n’est pas une méthode acceptable car elle ne correspondpas à la réalité.

C’est la loi de propagation des incertitudes qui s’applique dans ce cas. Elle prend encompte toutes les grandeurs d’entrée connues avec un certain doute. Chacun de cesdoutes va se propager pour donner un doute sur la mesure annoncée. La loi depropagation des incertitudes prend également en compte les interactions entre lesdifférentes grandeurs d’entrée, l’une pouvant agir sur l’autre, elles sont ainsi corrélées.Cela se décline par des termes de covariances dans l’équation (1) de cette loi.

),(2)(.)(1

1 1

2

1

2ji

j

N

i

N

ij ii

N

i ic xxU

x

f

x

fxU

x

fyU

(0)

Nous nous rapporterons maintenant à un cas particulier de la loi de propagation desincertitudes qui permettra de simplifier considérablement les calculs. En effet, les casrencontrés en métrologie de process ont des grandeurs d’entrée indépendantes ouconsidérées comme telles. Ceci permet donc de supprimer les termes de covariance de laloi de propagation des incertitudes et d’obtenir l’équation (2) suivante :

222

21

2 ...)( nc xUxUxUyU (0)

Il est simple ensuite de déduire l’incertitude composée de la chaîne de mesure :

222

21 )(...)( nc xUxUxUyU (0)

50

La pratique de la statistique et notamment celle de la loi de propagation desincertitudes n’est pas évidente au premier abord. Il existe un moyen graphique beaucoupplus visuel pour expliquer ce principe. Celui-ci est détaillé ci-dessous, il est courammentemployé pour expliquer cette loi aux néophytes ou aux techniciens intervenant enmétrologie.

Le cas simple présenté vise à trouver l’incertitude type composée à partir de deuxincertitudes types. Elles sont représentées sous la forme de vecteurs attachés au mêmepoint d’application.

Une vision pessimiste de la situation consisterait à considérer que les deuxincertitudes sont toujours en opposition. Ceci voudrait dire que les valeursvraies seraient constamment aux limites opposées des intervallesd’incertitudes, ce qui n’est en aucun cas la réalité.

La vision optimiste consisterait à penser que les deux incertitudes seretranchent par le simple fait de leur direction identique. Ce qui n’est pasréaliste non plus.

La vision réaliste du cumul des incertitudes amène à faire la sommequadratique des différentes incertitudes des éléments de la chaîne de mesure.En effet la probabilité d’avoir une dérive des éléments est la même dans lesens positif que dans le sens négatif. Les deux vecteurs des incertitudes sontorthogonaux. On peut étendre ce raisonnement à N vecteurs à la conditionqu’ils soient tous orthogonaux un à un. Le tableau ci-dessous illustre cette loide manière simple.

U(x1) U(x2)

U(x)

U(x1) U(x2)

U(x)

U(x1) U(x2)

U(x)

U(x1)

U(x2)

U(x)U(x1)

U(x2)

U(x)

U(x)= U(x1)+ U(x2)

U(x)= U(x1)- U(x2)

Version pessimiste où les incertitudes se cumulent car elles sont en opposition.

Version optimiste où les incertitudes se retranchent car elles sont dans la même direction.

Version réaliste qui se produit lors d’un grand nombre de combinaisons

222

1)( xUxUxU

Tableau 11: principe de cumul des incertitudes

51

III.2.5 Expression des résultatsUn résultat de mesure doit toujours être accompagné de son incertitude.

UyY (0)

Où U est appelé l’incertitude élargie*, elle se déduit de l’incertitude composée par larelation :

ykUU c(0)

Avec k=2 le facteur d’élargissement correspondant à un niveau de confiance de 95%pris par convention sur notre site de production.

Identification Localisation CriticitéComposition

PériodicitéEMT Impr Jpr Capabilité

CVerdict

EMM

Capteur Automate Convertisseur Autre [°C] [°C] [°C] [°C]

12TT541 Stéritube Stratégique Pt 100

IRAn°7874entrée

0024 surAALT1

INOR :12TY541 sur

AALT1--- 3 mois 1 0,2 0,1

III.2.6 Définition de la capabilitéAprès avoir caractérisé la chaîne de mesure en lui donnant une criticité, un EMT et

en calculant son incertitude de mesure et son erreur de justesse, il faut vérifier quel’instrument et sa chaîne d’acquisition soient capables de faire des mesures suffisammentjustes. La capabilité d’une chaîne de mesure qualifie l’aptitude de celle-ci à donner unrésultat juste dans un certain intervalle de tolérance avec un niveau de confiance donné.

La capabilité est le rapport entre l’incertitude réelle d’une chaîne de mesure et l’EMTconcédé à cette chaîne de mesure :

EMT

UC (0)

Plus la capabilité d’une chaîne de mesure est faible et plus elle est apte à donner unevaleur du mesurande proche de la réalité. Dans notre cas, nous retiendrons, parconvention, une valeur maximale de ½ pour la capabilité29 d’une chaîne de mesure.

L’erreur de justesse constitue la différence entre le résultat brut d’un mesurage et lavaleur vraie du mesurande. L’erreur de justesse intervient également dans l’aptituded’une chaîne de mesure. En effet, une erreur de justesse trop grande peut faire sortir lerésultat d’un mesurage de l’intervalle de tolérance requis dans le plan de contrôle.

29 La métrologie pratiquée en laboratoire utilise généralement des capabilités de 1/10. Dans ledomaine industriel on tolère des capabilités de ½ quand il est matériellement et économiquementimpossible de faire mieux.

52

Le tableau ci-dessous illustre plusieurs cas de figure entraînant à chaque fois unjugement différent sur la capabilité et l’aptitude d’une chaîne de mesure à réaliser unmesurage correct.

Limite de capabilitéC<0,5

Refus

Refus avec risques de refuser un instrument

bon

Acceptation avec risques d’accepter un instrument mauvais

Acceptation

Limite de capabilitéC<0,5

Refus

Refus avec risques de refuser un instrument

bon

Acceptation avec risques d’accepter un instrument mauvais

Acceptation

Intervalle de tolérance

EMTEMTjustesse

Incertitude de mesure Résultat du mesurage Zone hors toléranceIncertitude de mesure Résultat du mesurage Zone hors tolérance

Cas a

Cas b

Cas c

Cas d

Figure 35: illustration schématique des conditions d'acceptation

Cas a :

La chaîne de mesure entachée de son erreur de justesse et de son incertitude nedépasse jamais l’intervalle de tolérance. Le fonctionnement de cette chaîne est acceptécar il correspond aux demandes du cahier des charges client.

Cas b

L’erreur de justesse de la chaîne est encore comprise dans l’intervalle de tolérance,cependant la largeur de l’incertitude de mesure induit un risque de non-conformité. C’estune zone de doute. Dans la plupart des cas, l’instrument est apte mais le risque est réelde dépasser l’intervalle de tolérance.

Cas c

L’erreur de justesse est supérieure à la limite spécifiée par l’intervalle de tolérance.La chaîne est donc non-conforme. Cependant l’incertitude peut rendre le mesurageconforme à certains moments.

Cas d

L’erreur de justesse associée à l’incertitude de la chaîne repousse définitivement lerésultat du mesurage dans une zone hors tolérance. La chaîne de mesure n’est pas apte àréaliser ce type de mesurage.

53

III.2.7 Critères d’acceptation d’une chaîne de mesureAu regard des différents cas de figures possibles de l’impact de l’erreur de justesse,

de l’incertitude de mesure d’une chaîne et des zones de doutes qu’ils induisent, il estnécessaire d’établir une règle précise et sans équivoque d’acceptation d’une chaîne demesure.

Cette règle d’acceptation doit être acceptée de tous les acteurs de la fonctionmétrologie car c’est elle qui au final, détermine la conformité d’une chaîne de mesure.Ceci est de la plus grande importance car une non-conformité d’une chaîne de mesurepeut avoir des conséquences fâcheuses allant jusqu’à la destruction de produits finis.

Chaîne de mesure Acceptée si :

EMTJI prmpr ET 5,0C (0)

Chaîne de mesure Refusée si :

EMTJI prmpr OU 5,0C (0)

Avec :Impr = Incertitude de mesure processJpr = Justesse de la chaîne de mesure processC = Capabilité de la chaîne de mesure

Le refus d’une chaîne de mesure considéré comme une non-conformités’accompagne toujours à des actions correctrices qui sécuriseront le processus defabrication par une autre chaîne de mesure du même type ou par une autre méthode decontrôle.

Identification Localisation CriticitéComposition

PériodicitéEMT Impr Jpr Capabilité

CVerdict

EMM

Capteur Automate Convertisseur Autre [°C] [°C] [°C] [°C]

12TT541 Stéritube Stratégique Pt 100

IRAn°7874entrée

0024 surAALT1

INOR :12TY541 sur

AALT1--- 3 mois 1 0,2 0,1 0,2 Conforme

54

III.2.8 Détermination de l’EMM (Écart Maximal Mesuré)L’écart maximal mesuré correspond à une limite d’erreur de justesse d’une chaîne de

mesure à ne pas dépasser. Dans le cas où l’erreur de justesse d’une chaîne dépassel’EMM, la chaîne sera considérée comme non-conforme. En effet, si l’on cumulel’erreur intrinsèque de la chaîne de mesure et le doute que l’on peut raisonnablementavoir sur celle-ci (incertitude de mesure), il est important de ne jamais dépasserl’intervalle de tolérance concédé pour cette chaîne sans quoi on ne pourra pas garantirque le mesurande appartient à l’intervalle.

L’EMM est calculé comme ci-dessous :

mprIEMTEMM ( 0)

+EMT-EMT Valeur visée

Intervalle de tolérance

Zone hors toléranceZone hors tolérance

Impr Emm

Figure 36: détermination de l'EMM

La valeur de l’EMM servira de référence lors de chaque opération de contrôle d’unechaîne de mesure. A chaque vérification d’un appareil, on comparera l’erreur de justessede celui-ci à l’EMM, on pourra en déduire si la chaîne de mesure est conforme.

1er CasL’erreur de justesse est inférieure à l’EMM : Jpr < EMM

+EMTValeur visée

Zone hors toléranceImprJpr

Valeur lue

Figure 37: cas d'une chaîne de mesure conforme

Dans ce cas, on garantit que la mesure ne se situera jamais dans la zone horstolérance.

55

2eme CasL’erreur de justesse est supérieure à l’Emm : Jpr > EMM

+EMTValeur visée

Zone hors toléranceImprJpr

Valeur lue

Figure 38: cas d'une chaîne de mesure non-conforme

Dans ce cas, la possibilité que la mesure sorte de l’intervalle de tolérance existe, lachaîne de mesure est alors non-conforme

Le plan de contrôle pour une chaîne de température est maintenant terminé, il servira deréférence pour réaliser les opérations de contrôle tout au long de la vie de la chaîne demesure. Ces informations consignées dans un constat de vérification constitue la référencemétrologique d’une chaîne de mesure (voir exemple Annexe B).

Identification Localisation CriticitéComposition

PériodicitéEMT Impr Jpr Capabilité

CVerdict

EMM

Capteur Automate Convertisseur Autre [°C] [°C] [°C] [°C]

12TT541 Stéritube Stratégique Pt 100

IRAn°7874entrée

0024 surAALT1

INOR :12TY541 sur

AALT1--- 3 mois 1 0,2 0,1 0,2 Conforme 0,8

56

III.2.9 Exemple d’application Pour illustrer la méthode d’évaluation utilisée pour caractériser une chaîne de

mesure, un exemple d’application précis est détaillé ci-dessous. C’est le cas d’une chaînede mesure de température de stérilisation dans une tuyauterie qui est étudié ici.

Composition de la chaîne de mesure de température :

Dans cet exemple, la chaîne de mesure est composée d’un capteur Pt100 connecté àun transmetteur chargé de convertir l’information en signal analogique 4-20mA. Lesignal est ensuite envoyé sur la carte d’entrée d’un automate programmable. La valeurde la mesure est affichée et exploitée sur un écran de supervision.

Tuyauterie Produit Pt 100Convertisseur

4-20mAAutomate Supervision et Affichage

Figure 39: chaîne de mesure de température

Estimation de l’incertitude :

Pour estimer l’incertitude de cette chaîne, il sera nécessaire de mettre en œuvre unemanipulation expérimentale pour simuler des mesurandes connus. Elle consiste à retirerla sonde de température du processus de fabrication et à la positionner dans un four demétrologie. Une chaîne de mesure de température étalon est également placée dans lefour de manière à ce que les deux capteurs soient soumis à la même température.

Four

Chaîne étalon Pt 100Convertisseur

4-20mAAutomate Supervision et Affichage

Figure 40: évaluation d'une chaîne de mesure de température

57

La manipulation en place, il est possible de faire l’inventaire de tous les facteursd’influence qui auront un impact sur le résultat de l’incertitude de la chaîne de mesure.La méthode d’Ishikawa permet de faire cet inventaire.

Incertitude composée

Matériel

Justesse étalon

Incertitude étalon

Précision afficheur

Méthode

Répétabilité de la mesure

Milieu

Stabilité de la manipulation

Incertitude composée

Matériel

Justesse étalon

Incertitude étalon

Précision afficheur

Méthode

Répétabilité de la mesure

Milieu

Stabilité de la manipulation

Figure 41: facteurs d'influence

Évaluation de la stabilité de la manipulation

Le bon déroulement de la manipulation est directement lié à la stabilité de latempérature dans le four de métrologie tout au long des mesures. C’est pourquoi uneévaluation préliminaire de la stabilité du système de régulation du four est nécessaire.

On effectue 10 mesures de la température (figure 41 étape ➊) de référence du fouravec la chaîne étalon. La température retenue étant celle prévue pour le contrôle. Onpourra calculer ensuite la moyenne (étape ➋) et la variance (étape ➍) de cet échantillonde mesures avec la méthode suivante :

)(1

1

imn

Mn

itt

(0)

n

ittiMt Mm

nv

1

2

1

1(0)

Le résultat de la moyenne de l’échantillon sera ensuite corrigé avec l’erreur dejustesse de l’étalon de travail (étape ➎). L’erreur de justesse a été déterminée par lelaboratoire certifié COFRAC et rattaché aux étalons primaires (étape ➌).

tttc JMM (0)

Évaluation de la fidélité de la chaîne de mesure

Pour cette évaluation, 100 mesures sont faites avec l’instrument de process (étape ➏)en prenant la précaution d’être toujours dans les mêmes conditions expérimentales. La

58

moyenne de cet échantillon peut en être déduite (étape ➐) par la méthode arithmétiqueci-dessous. On en déduira la justesse de la chaîne (étape ➒).

tcprpr MMJ (0)

Ainsi que la variance de l’échantillon (étape➑):

n

iprpripr Mm

nv

1

2

1

1(0)

Le diagramme ci-dessous montre le cheminement du processus d’évaluation de cettechaîne de mesure de température.

Certificat d’étalonnage de l’étalon de travail

Calcul de la moyenne de l’échantillon

10 mesures avec l’étalon à la

température de référence

Calcul de la variance de l’échantillon

Calcul de la moyenne de l’échantillon

100 mesures process avec

température de référence

Calcul de la variance de l’échantillon

+

+

-

-

Jpr

Vpr

Mpr

Vt

Mt

Jt

Mtc

➊ ➋

➌

➍

➎

➏ ➐

➑

➒

Figure 42: processus d'un constat de vérification

Évaluation de l’incertitude liée à lecture

Les systèmes d’affichage en réalisant les mesurages à une décimale près sont àl’origine d’une incertitude sur la mesure que l’on modélisera par une loi uniforme.

59

32a

a

PU (0)

Caractéristiques métrologiques de l’étalon de travail

L’étalon utilisé pour le contrôle de la chaîne de mesure est également sujet à uneincertitude de mesure et à une erreur de justesse qui doivent être prises en compte. C’estle certificat d’étalonnage fourni par un laboratoire accrédité COFRAC qui donne ceséléments accompagnés du niveau de confiance que l’on peut avoir dans ceux-ci lors desopérations de contrôles.

mtI ( 0)

Récapitulatif : bilan d’incertitude

Composanted'incertitudes

type U(xi)

Composanted'incertitude

Méthoded'évaluation

Valeur del'incertitude

type U(xi) [°C]Variance

U(x1) Stabilité A Vt

U(x2) Fidélité A Vpr

U(x3) Lecture B, uniforme Pa/(2√3)

U(x4)Incertitude

étalonB, normale Imt/2

Tableau 12: bilan d'incertitude

A. Calcul de l’incertitude composée

Dans le cas de notre manipulation expérimentale, on peut déduire l’équationsuivante :

232

22

mtaVVspr

IIP

prt(0)

B. Expression finale du résultat

Dans le cas de notre manipulation le facteur k=2 pour atteindre un niveau deconfiance de 95%

sprmpr IkI . (0)

60

III.3 LES OPÉRATIONS DE CONTRÔLE

Après avoir construit le plan de contrôle en détaillant chaque chaîne de mesure et enayant évalué les limites acceptables par le processus de fabrication, il est nécessaire depasser à l’étape suivante qui est celle du contrôle. Les contrôles sont là pour détecter desdérives éventuelles d’une chaîne de mesure. Ils se font par comparaison à des étalons detravail.

III.3.1 Objectif des contrôlesL’objectif des contrôles est de s’assurer que la mesure délivrée par une chaîne de

mesure s’inscrit dans l’intervalle de tolérance prévu dans le plan de contrôle. Lescontrôles permettent aussi de déclencher des opérations de réglage des chaînes demesure non-conformes afin de retrouver une situation normale.

III.3.2 Méthodes de contrôleLa méthode de la comparaison est utilisée en vue de déterminer la justesse Jpr de la

chaîne de mesure. Le résultat d’un mesurage est comparé à un étalon de travail ou à unautre instrument du plan de contrôle dont on connaît les caractéristiques métrologiques.Si la justesse de la chaîne est supérieure à l’EMM du plan de contrôle, la chaîne seradéclarée non-conforme. Les méthodes de contrôles pour chaque type de chaîne demesure sont définies par le responsable métrologie. Elles sont consignées dans desmodes opératoires qui doivent être connus et appliqués par le personnel intervenant.

Justesse de la chaîne étalon

Valeur lue sur la chaîne étalon

Valeur lue sur l’affichage

+

+

-

-

Jpr

Jt

Jpr<EMM oui

non

CONFORME

NON-CONFORME

Figure 43: processus de contrôle de la justesse

Deux approches sont possibles pour le contrôle par comparaison : Comparaison de grandeur de même nature :

o C’est la méthode la plus souvent rencontrée, elle consiste à comparer lamesure résultante d’une chaîne à un étalon de même grandeur. C’est le caspar exemple d’un contrôle de chaîne de mesure température avec uncapteur Pt100 qui se réalise en plongeant dans le puits d’un four le capteurà contrôler et un thermomètre étalon

61

Comparaison entre deux grandeurs différentes :o Cette méthode est souvent la solution lorsque la comparaison de grandeur

de même nature est difficile voir impossible. L’exemple des contrôles decuves est très intéressant car il montre bien ce type de méthode : la mesurede la masse d’eau d’une cuve est comparée au volume compté par undébitmètre électromagnétique (mesure de volume) pour remplir cette cuve.Dans ce cas on peut comparer une masse et un volume d’eau parl’intermédiaire de la densité.

Justesse de la chaîne étalon de

volume

Valeur lue sur la chaîne étalon de

volume

Valeur lue sur l’affichage de la

chaîne de masse

+

+

-

-

Jpr

L

kg

densité[L]

[kg]

[L]

[kg]

Justesse de la chaîne étalon de

volume

Valeur lue sur la chaîne étalon de

volume

Valeur lue sur l’affichage de la

chaîne de masse

+

+

-

-

Jpr

L

kg

densitéJustesse de la chaîne étalon de

volume

Valeur lue sur la chaîne étalon de

volume

Valeur lue sur l’affichage de la

chaîne de masse

+

+

-

-

Jpr

L

kg

L

kg

densité[L]

[kg]

[L]

[kg]

Figure 44:contrôle de justesse par comparaison

III.3.3 Enregistrement documentaire des résultatsChaque contrôle fait l’objet d’un enregistrement documentaire qui permettra de

construire l’historique de l’instrument. Pour les chaînes de mesures stratégiques, cethistorique fait l’objet d’une analyse pour étudier la tendance des dérives.

Figure 45: processus d'enregistrement des opérations de contrôle

Voir exemple d’enregistrements en Annexe C

62

III.4 L’EXTERNALISATION

III.4.1 Le contexte de l’externalisationLa taille gigantesque des entreprises multinationales amène celles-ci à se recentrer

sur leurs activités premières. On entend par activités premières, la gestion et lapromotion des produits et des marques qu’exploite l’entreprise. Cela se traduitégalement par le recentrage de l’activité industrielle sur le cœur de métier del’entreprise. Ce cœur de métier représente l’expérience et la capacité d’innovation d’uneentreprise. Sur les sites de production l’ensemble des activités qui ne fait pas partie ducœur de métier est voué à être externalisé et est confié à d’autres entreprises dont cetteactivité est la spécialité. Sans ce processus de délégation des fonctions connexes, lesentreprises verraient une multiplication ingérable de différentes compétences techniques,ajoutant de fait des difficultés supplémentaires d’organisation.

La métrologie rentre tout à fait dans ce cadre. Le grand nombre de contrôles (près de1000 par an), les compétences techniques spécifiques justifient que l’activitéopérationnelle de la métrologie soit externalisée. Quatre prestataires de service enmétrologie se partagent l’activité de contrôles des chaînes de mesure et des instrumentssur le site de Duppigheim.

III.4.2 Les compétences nécessaires à la réussiteLes compétences nécessaires à un prestataire de service pour assumer une mission

telle que la réalisation des contrôles métrologiques sont multiples : Il doit posséder un très bon niveau de connaissances techniques en

instrumentation et notamment sur la mise en œuvre et le réglage des instrumentsappartenant au plan de contrôle.

Il doit maîtriser les aspects techniques de la métrologie et de la statistique. Il doit être rigoureux dans l’exercice de ses fonctions du point de vue de la

sécurité des biens et des personnes, du respect des procédures et des modesopératoires ainsi que dans la gestion documentaire des enregistrements.

Son personnel doit donc être formé à ces compétences avec un volet spécifiqueaux interventions sur site. Les prestataires de service interviennent souvent surplusieurs sites de production et les règles sont souvent différentes sur chaque sitedu fait de leur secteur d’activité et de leur historique. Un contrôle descompétences doit être organisé régulièrement pour s’assurer que le niveau deconnaissance est correct et que les bonnes pratiques ne sont pas oubliées.

Les compétences nécessaires à cette activité sont nombreuses. Il convient bien sûr devalider que les personnes intervenant en métrologie ont bien le niveau de connaissancerequis. C’est pourquoi, ces points peuvent être précisés dans le contrat d’externalisationen spécifiant un niveau de formation professionnel minimal et en prévoyant des sessionsde formation destinées au recyclage et à l’apprentissage de nouvelles procédures. Lafidélisation du personnel intervenant sur les opérations de contrôle constitue un pointfort qui permet de construire une expérience très appréciable sur un travail donné. Lescompétences des prestataires de service seront évaluées par le moyen d’audit surl’ensemble du périmètre d’action du prestataire.

63

La planification et l’organisation des opérations de contrôle à la charge du prestatairede service sont une compétence indispensable à l’aboutissement dans les délais impartisdu planning des contrôles.

L’expérience et le professionnalisme d’un prestataire de service l’amènent égalementà donner des conseils à son client

III.4.3 Limites de responsabilitésLe travail avec un prestataire de service dans le but d’externaliser des opérations de

contrôle métrologique, oblige à délimiter clairement le champ d’action du prestataire.Des limites correctement définies simplifieront, en cas de litige, le traitement de celui-ci.

Les obligations de chacun des deux partenaires peuvent être listées comme ci-dessous :

Client Prestataire

InstallationLibérer les installations à contrôler en temps et en heure en fonction du planning défini

Avoir terminé les opérations de contrôle pour rendre les installations prêtes à produire en temps et en heure

SécuritéFaire l’analyse de risques sécurité.Consigner les énergies des équipements soumis aux contrôles métrologiques

Faire l’analyse de risques sécurité.Mettre en sécurité le personnel intervenant sur les installations

PlanningLibérer les installations aux dates prévues au planning des contrôles

Gérer le planning en fonction des périodicités des contrôles

Modesopératoires

Créer, diffuser les modes opératoires métrologiques et former les personnes intervenantes

Respect des modes opératoires lors des opérations de contrôle

ContrôlesAuditer la pratique professionnelle des intervenants durant les contrôles

Réaliser les contrôles dans le respect du contrat passé avec le client

Enregistrementsdocumentaires

Auditer la gestion des enregistrements documentaires faite par le prestataire

Effectuer les enregistrements documentaires conformément au contrat passé avec le client

CompétencesAuditer la pratique professionnelle des intervenants et former le personnel aux nouvelles procédures

Avoir du personnel intervenant qualifié et formé aux procédures en place

Conformité duproduit

Responsabilité légale envers le consommateur

Réaliser les contrôles dans les règles de l'art

Suivi desinstruments

Établir le suivi des instruments et l'analyse annuelle

Faire des propositions pour améliorer la qualité de la gestion du parc d'instruments

Tableau 13: répartition des responsabilités entre prestataire et client

64

III.4.4 Contrat d’externalisationLa formalisation sur un contrat des missions et des responsabilités du prestataire de

service est indispensable lors de l’externalisation d’une tâche. Ceci est d’autant plusimportant lorsque les travaux réalisés peuvent avoir un impact sur la qualité du produitfini.

Ci-dessous sont listés les principaux éléments qui doivent apparaître dans un contratd’externalisation de métrologie. Trois grands volets doivent être abordés :

Le détail des prestations : Définir la mission de la prestation. Établir la liste des instruments à contrôler avec la fréquence et la nature de chaque

contrôle. Définir le temps nécessaire aux interventions. Faire l’inventaire des moyens matériels utilisés pour réaliser la prestation. Établir qui est en charge de la fourniture du matériel de contrôle. Définir les moyens de contrôles de l’activité du prestataire de service. La gestion du volet documentaire de l’activité de métrologie. La planification des interventions sur site.

Cette partie donne précisément les limites de la prestation, elle est basée sur uninventaire exhaustif du parc d’instruments. C’est à cet endroit que l’on pourra préciserles exigences que le client a en terme de qualité de réalisation. Il pourra être utile dedonner des indications sur le niveau de connaissance nécessaire du personnelintervenant.

La tarification et le mode de règlement Le tarif horaire du personnel intervenant en fonction de sa qualification. Les forfaits constituant les bases de temps employées pour le calcul du coût d’un

contrôle. Les pénalités de retard pour les deux souscripteurs du contrat, client et prestataire,

ainsi que leur seuil de déclenchement. La tarification des travaux hors contrat. Les majorations tarifaires légales prévue par le code du travail. Les délais et conditions de règlement.

La partie tarification lie les deux souscripteurs du contrat par un lien financier. Ilprotège le client des éventuels retards par le biais de pénalités. Il sécurise le prestataireavec une base tarifaire négociée qu’il a lui-même proposée. Il est précieux de négocierpar anticipation dans ce contrat des opérations facultatives qui pourraient être réaliséesdans le futur.

Les aspects juridiques : La date d’application et la durée du contrat. Un engagement du prestataire à respecter le code du travail. Un engagement du prestataire à proscrire le travail clandestin. Une clause de confidentialité concernant la protection des documents, des modes

opératoires ainsi que des procédés de fabrication.

65

Une garantie d’exécution et d’achèvement des travaux prévus. La répartition des responsabilités en cas d’incident. La souscription à une assurance responsabilité civile pour couvrir d’éventuels

sinistres causés par l’activité du prestataire. Les conditions de résiliation du contrat.

Les aspects juridiques protègent les deux souscripteurs par des dispositionsréglementaires encadrant ce type de transaction commerciale mais aussi par des accordsde principe acceptés par les deux parties.

III.4.5 Ratios de comparaisonLes aspects contractuels ci-dessus ne doivent évidement pas oublier les coûts des

prestations qui seront facturés au client. Il est très utile de mettre en place des ratios decomparaison. Ils permettent au responsable métrologie de contrôler des dériveséventuelles sur le coût des nouvelles prestations. Ces ratios sont construits en fonctiondes indicateurs que l’on veut surveiller. Le coût par instrument ainsi que le coût parcontrôle sont des indicateurs très parlant, ils ont été choisis pour suivre l’activitémétrologie sur le site de production de Duppigheim.

Type d'instrument PrestataireCoût des

prestationsNombre

d'instrumentsNombre deContrôles

Coût parinstrument

Coût parcontrôle

[€] [€/instrument] [€/contrôle]

Process PROMES 40000 308 666 130 60

Masse (statique) PMA 11595 18 216 644 54

Masse (dynamique) Alsace Pesage 16200 6 72 2700 225Tableau 14: tableau comparatif des coûts de prestation de service

On notera les spécificités suivantes du plan de contrôle : Le coût d’un contrôle de trieuse pondérale (masse dynamique) est environ 4 fois

supérieur au coût de contrôle d’un autre instrument. Ceci s’explique par lacomplexité du contrôle comprenant à chaque fois des tests statiques, des testsdynamiques et la validation métrologie de 60 à 100 pesées dynamiques.

Le coût par instrument des instruments de pesage de masse statique ou dynamiqueest très élevé. Le nombre de contrôles important (1 contrôle par mois) justifiecela.

66

III.5 LES MOYENS DE SUIVI

La réalisation du plan de contrôle métrologique implique de faire de nombreuxcontrôles. Il est très important d’avoir des outils adaptés pour faire le suivi de cesactions. Ils permettent de prendre du recul et de s’interroger sur la pertinence des choixeffectués. Ces outils peuvent être utilisés tout au long de la vie de l’instrument,ponctuellement dans le cas de l’audit ou tous les ans pour la synthèse desenregistrements avec le suivi des instruments.

III.5.1 La fiche de vieDans un système métrologique, il est indispensable d’avoir un dispositif de

traçabilité des instruments. En d’autres mots, les instruments gérés dans le plan decontrôle métrologique possèdent une fiche de vie où est répertorié l’ensemble des étapesimportantes dans la vie de l’instrument.

La première étape est faite de manière logique lors de la mise en service d’un nouvelinstrument et de sa chaîne de mesure le cas échéant. Une fiche de spécification estattribuée à cet instrument en répertoriant les éléments suivants :

L’identification de l’équipement comme la désignation, la marque, le numéro desérie

Les caractéristiques techniques de l’instrument et de sa chaîne de mesure :étendue de mesure….

Les références aux documents constructeurs faisant état de l’utilisation et de lamaintenance de l’équipement.

L’état du matériel à la réception (neuf, rénové, modifié etc.) Les coordonnées du fournisseur et du prestataire du service après vente. Son lieu d’implantation, ses conditions d’emploi et l’identification en interne.

Ce document servira de référence tout au long de la vie de l’instrument et rappellerachaque fois que c’est nécessaire dans quelles conditions doit être utilisé l’instrument.

La seconde étape consiste en la constitution d’un fichier de suivi des incidentssurvenus sur l’instrument et sa chaîne de mesure. Nous parlons ici d’incidents qui ontdes conséquences sur les capacités métrologiques de l’appareil comme une dériveanormale de la mesure, un dysfonctionnement, une révision du matériel. Ce fichier doitcontenir les informations ci-dessous :

Date de l’incident. Détail des circonstances de l’incident. Date de l’intervention Nature de l’intervention Intervenant Nature du contrôle de remise en service Date de remise en service

Voir exemple d’une fiche de vie d’une chaîne de mesure en Annexe E

67

III.5.2 Suivi des instrumentsLe suivi des instruments consiste à faire de manière périodique une synthèse des

enregistrements documentaires. Cette opération est essentielle dans le plan de contrôlemétrologique. Il permet de faire le bilan des anomalies survenues dans une périodedonnée et de trouver des moyens d’améliorer et de résoudre des situations nonsouhaitables du point de vue métrologique. Les non-conformités récurrentes, les dérivesd’un instrument, les réparations sont des éléments qui doivent être abordés par ce biais.

La fréquence retenue est annuelle. Elle permet de faire une synthèse sur un nombred’enregistrements suffisamment important pour pouvoir tirer des conclusionspertinentes.

L’analyse des résultats doit prendre en compte plusieurs dimensions et les aspectssuivants sont abordés :

L’analyse des causes de non-conformités récurrentes d’une chaîne de mesureDes recommandations techniques doivent être faites pour améliorer lefonctionnement. Il est également possible de réévaluer les exigences enterme d’EMT afin de s’assurer que l’EMT requis n’est pas trop étroit parrapport aux attentes réelles de la production.

Les dérives d’une chaîne de mesure Des actions préventives comme le réglage d’un instrument pourront êtreprises avant qu’il ne sorte des tolérances admises dans le plan de contrôle.

Le suivi de l’avancement du planning La recherche des causes des retards donne une indication sur la qualité dela planification et des interventions des opérateurs réalisant les contrôles.

Le nombre d’heures passé Le dépannage en métrologie donne une bonne indication sur l’état du parcdes instruments.

L’ensemble de ce travail est présenté annuellement par les prestataires de service auresponsable métrologie, ensuite des recommandations d’actions correctrices sontproposées.

Ces recommandations seront présentées au service de l’Assurance Qualité quivérifiera que celles-ci sont conformes aux processus de fabrication et respectent lesdifférents critères de qualité et de sécurité alimentaire pour le consommateur.

C’est par ce suivi des instruments, les recommandations et les actions correctricesqui en découlent que la métrologie fait progresser l’outil de fabrication. C’est enrationalisant les contrôles, en les rendant plus pertinents que la métrologie se trouveencore davantage au service de ses clients.

Voir exemple de suivi d’instrument en Annexe D

68

III.5.3 L’activité d’auditL’audit est le moyen de s’assurer qu’un système ou un processus de gestion

d’activité de métrologie est efficace. Les sites de production industrielle sont soumis àune activité d’audit qualité dans le cadre de la certification ISO. Ces audits peuvent êtreenvisagés en faisant appel à des auditeurs internes ou des auditeurs missionnés par desbureaux de certification. La métrologie est une partie importante du système qualité ausens de la norme ISO 9001 version 2000, elle est auditée en même temps que les autresactivités liées à la qualité lors des audits de certification et de renouvellement.

Les principes de base de l’audit : L’audit de métrologie doit se faire en toute indépendance et en toute

objectivité. Un auditeur ne peut en aucun cas auditer son propre travail. Préparer l’audit en listant les points particuliers qui seront abordés durant

l’audit. Il convient à ce stade de se référer aux prescriptions de la norme et auxprescriptions internes.

Collecter des éléments factuels durant l’audit pour étayer le rapport final. Rédiger un rapport d’audit qui réunit l’ensemble des points audités, des points

positifs et des axes d’amélioration avec un plan d’action. Diffuser les informations du compte-rendu et informer les personnes

responsables des secteurs concernés.

L’audit système mené pour la certification ISO évalue la capacité d’une organisationà gérer la fonction métrologie et s’assure qu’elle est bien en mesure d’apporter uneamélioration continue. Les objectifs généraux de l’audit sont les suivants :

Évaluer l’aptitude d’un système métrologique à assurer la conformité auxexigences prises en charge.

Vérifier que le système de gestion de la métrologie est connu et appliqué parle personnel concerné.

Évaluer les écarts par rapport aux critères métrologiques : modes opératoires,norme en vigueur.

Détecter les pistes d’améliorations. Vérifier qu’il y a une amélioration continue du système permettant une

amélioration des performances.

Il est indispensable de contrôler la pratique professionnelle du personnel intervenantlors des opérations de contrôle. C’est le rôle du responsable métrologie de s’assurer despoints ci-dessous:

Les modes opératoires doivent être parfaitement compris et appliqués. La pratique expérimentale ne doit pas engendrer d’erreur systématique. Les conditions expérimentales doivent être toujours identiques pour tous les

contrôles du même type. Les enregistrements documentaires doivent être faits avec rigueur et soin. Le personnel intervenant doit faire preuve du recul nécessaire pour

s’interroger sur la qualité de sa pratique expérimentale. Vérifier la façon de faire des intervenants face à une anomalie détectée.

Voir exemple d’audit d’évaluation de prestataire en Annexe F

69

CONCLUSION

Le projet de remise à niveau de la fonction métrologie du site Knorr de Duppigheima été un travail d’envergure. Il a été construit avec méthode. Le constat de la situationfait en préambule a permis de bien poser les problèmes et de comprendre les enjeux dece projet. Il également permis de donner des arguments déterminants en faveur de saréalisation.

C’est sur une année pleine, que se sont échelonnées les actions correctives. Cesactions ont été basées sur l’accompagnement des différents acteurs de la fonction pourremettre à niveau le système métrologique et aboutir à une organisation réfléchie avec unfonctionnement fiable et pérenne. Ceci a demandé des qualités de communication etd’organisation. C’est aussi le pragmatisme dans les décisions et des connaissancestechniques établies qui ont permis de progresser au quotidien.

Le site Knorr de Duppigheim bénéficie aujourd’hui d’une fonction métrologiquecapable de maîtriser la gestion d’un parc d’instruments de mesure conformément auxexigences de son métier. C’est en confiant cette mission à un interlocuteur unique quel’ensemble des actions métrologiques est le plus efficacement mené. Ceci constitue unpoint clefs dans l’organisation d’un site de production. Il est nécessaire à la réussite dece type de projet.

Ce projet mené du mois de juin 2007 à mars 2008, a consisté au final à prendre laresponsabilité de la fonction métrologie d’un site de production agroalimentaire. Il a étépour moi une expérience managériale significative. Que ce soit sur le plan del’organisation du travail, comme sur la gestion des entreprises intervenantes, c’est avecplaisir que j’ai exercé ces responsabilités.

Ce mémoire représente pour moi l’aboutissement d’un parcours long mais gratifiant.Il a commencé par l’envie de mieux connaître les sciences et techniques, il s’estconcrétisé au final par l’acquisition d’une manière de travailler différente. C’estaujourd’hui par l’analyse précise des situations, la recherche d’éléments factuels et avecdes raisonnements construits que je fais progresser mes projets aussi différents soient-ils.Cette méthode est garante de réussite est constitue, de mon point de vue, le socle d’unedémarche d’ingénieur.

70

TABLE DES ILLUSTRATIONS

FIGURE 1: LOCALISATION DES SITES DE PRODUCTION UNILEVER EN EUROPE..........................7FIGURE 2: BRIQUES DE SOUPE DE LA GAMME KNORR........................................................................8FIGURE 3: CONSÉQUENCES POSSIBLES DE CAUSES D'INCIDENTS...................................................9FIGURE 4: BOUCLE DE RÉGULATION DE CHAUFFE............................................................................17FIGURE 5: DÉTERMINATION DE LA CONSTANTE DE TEMPS............................................................17FIGURE 6: TECHNOLOGIE DES CAPTEURS DE PRESSION (SOURCE ENDRESS+HAUSER)..........18FIGURE 7: MESURE DE NIVEAU PAR PRESSION HYDROSTATIQUE.................................................19FIGURE 8: ➊ LYRE DE REFROIDISSEMENT, ➋ SÉPARATEUR ALIMENTAIRE.................................19FIGURE 9: PESON DESTINÉ À LA MESURE DE MASSE SUR ÉQUIPEMENT FIXE...........................20FIGURE 10: PESAGE D'UN TANK DE MÉLANGE....................................................................................21FIGURE 11: TRIEUSE PONDÉRALE METTLER TOLEDO.......................................................................21FIGURE 12: CAPTEUR À ÉLECTRODES FIGURE 13: CAPTEUR TOROÏDAL...............................23FIGURE 14: CONSISTOMÈTRE BOSTWICK..............................................................................................24FIGURE 15 : LE LOGO ΕX IDENTIFIE LES ÉQUIPEMENTS CERTIFIÉS ATEX...................................26FIGURE 16: DIFFÉRENTS TYPES DE MICRO-ORGANISMES................................................................27FIGURE 17: RUGOSITÉ DE SURFACE : RA = ÉCART MOYEN ARITHMÉTIQUE DU PROFIL, RP =

HAUTEUR DE SAILLIE MAXIMALE, RV = PROFONDEUR DE CREUX MAXIMAL.................28FIGURE 18: DÉBITMÈTRE ÉLECTROMAGNÉTIQUE AVEC RACCORDEMENT À BRIDES

HYGIÉNIQUES, ÉLECTRODES SANS ZONE DE RÉTENTION......................................................29FIGURE 19: LOGO EHEDG...........................................................................................................................30FIGURE 20: CÂBLAGE D'UNE BOUCLE DE COURANT..........................................................................31FIGURE 21: CÂBLAGE D'UNE SONDE PT100...........................................................................................31FIGURE 22: CÂBLAGE D'UNE SONDE PT100 VIA UN TRANSMETTEUR...........................................32FIGURE 23: CÂBLAGE D'UN CAPTEUR INTELLIGENT PAR BUS DE TERRAIN...............................32FIGURE 24: MARQUE PRIMITIVE NATIONALE APPOSÉE SUR L'INSTRUMENT (POIGNÉE DE

MAIN SYMBOLISANT LA BONNE FOI)............................................................................................36FIGURE 25: VIGNETTES DE VERDICT INDIQUANT LA VALIDITÉ DU CONTRÔLE PÉRIODIQUE

..................................................................................................................................................................37FIGURE 26: SCHÉMA DE VALIDATION D'UN INSTRUMENT DE MÉTROLOGIE LÉGALE.............37FIGURE 27: LOGO COFRAC.........................................................................................................................38FIGURE 28: ORGANISATION DE LA MÉTROLOGIE...............................................................................41FIGURE 29: DIAGRAMME D'INDÉPENDANCE DES TÂCHES DE LA MÉTROLOGIE........................42FIGURE 30: ARBRE DÉCISIONNEL D’INTÉGRATION AU PLAN DE CONTRÔLE.............................44FIGURE 31: NON CONFORMITÉ D'UNE CHAÎNE DE MESURE STRATÉGIQUE................................45FIGURE 32: DÉTECTION DE CORPS ÉTRANGERS MÉTALLIQUES DANS UNE LIGNE DE

FABRICATION.......................................................................................................................................46FIGURE 33: INTERVALLE DE TOLÉRANCE.............................................................................................47FIGURE 34: DIAGRAMME DES CAUSES ET EFFETS D'ISHIKAWA.....................................................48FIGURE 35: ILLUSTRATION SCHÉMATIQUE DES CONDITIONS D'ACCEPTATION........................53FIGURE 36: DÉTERMINATION DE L'EMM................................................................................................55FIGURE 37: CAS D'UNE CHAÎNE DE MESURE CONFORME.................................................................55FIGURE 38: CAS D'UNE CHAÎNE DE MESURE NON-CONFORME.......................................................56FIGURE 39: CHAÎNE DE MESURE DE TEMPÉRATURE..........................................................................57FIGURE 40: ÉVALUATION D'UNE CHAÎNE DE MESURE DE TEMPÉRATURE..................................57FIGURE 41: FACTEURS D'INFLUENCE......................................................................................................58FIGURE 42: PROCESSUS D'UN CONSTAT DE VÉRIFICATION.............................................................59FIGURE 43: PROCESSUS DE CONTRÔLE DE LA JUSTESSE..................................................................61FIGURE 44:CONTRÔLE DE JUSTESSE PAR COMPARAISON................................................................62FIGURE 45: PROCESSUS D'ENREGISTREMENT DES OPÉRATIONS DE CONTRÔLE.......................62

71

LISTE DES TABLEAUX

TABLEAU 1: INVENTAIRE DES INSTRUMENTS ET DES CONTRÔLES..............................................13TABLEAU 2: PLANNING DE TRAVAIL DU PROJET MÉTROLOGIE....................................................14TABLEAU 3: ÉTENDUES DE MESURE DE TEMPÉRATURE..................................................................16TABLEAU 4: ÉTENDUES DE MESURE DE PRESSION............................................................................18TABLEAU 5: ÉTENDUES DE MESURE DE MASSE..................................................................................20TABLEAU 6: ÉTENDUES DE MESURE DE CONDUCTIVITÉ.................................................................22TABLEAU 7: SOLUTIONS DE NETTOYAGE UTILISÉES DANS LE PROCESSUS DE FABRICATION

..................................................................................................................................................................23TABLEAU 8: GRANDEURS ET UNITÉS DU SYSTÈME INTERNATIONAL..........................................38TABLEAU 9: DIFFÉRENTS CAS D'INCERTITUDES DE TYPE B (APPROCHE GUM).........................49TABLEAU 10: EXEMPLE DE BILAN D'INCERTITUDE............................................................................50TABLEAU 11: PRINCIPE DE CUMUL DES INCERTITUDES...................................................................51TABLEAU 12: BILAN D'INCERTITUDE.....................................................................................................60TABLEAU 13: RÉPARTITION DES RESPONSABILITÉS ENTRE PRESTATAIRE ET CLIENT...........64TABLEAU 14: TABLEAU COMPARATIF DES COÛTS DE PRESTATION DE SERVICE.....................66

72

BIBLIOGRAPHIE

ATHANE Bernard, Organisation internationale de métrologie légale (OIML),Techniques de l’ingénieur.

AUTHOUART Frederic, La métrologie Mais c’est très simple ! , CRISALIS, avril2006.

ABBOTT Anthony et al. , Process agro-alimentaires Instrumentation, Automation,Endress+Hauser Consult.

ASCH Georges et coll., Les capteurs en instrumentation industrielle, 6eme édition,DUNOD, mars 2006.

BIMBENET Jean-Jacques et al, Génie des procédés alimentaires, Dunod, mars2002.

COURTIER Jean-Claude et al, Vocabulaire de la mesure, Techniques de l’ingénieur.

EIKK et al, Hygienic Plant Manual, Hygienic Processing Group of UR Vlaardingen,UNILEVER, septembre 1999.

LAUDREL Stéphane, Organisation de la métrologie en France, Techniques del’ingénieur.

PRIEL Marc, Incertitudes de mesure et tolérances, Techniques de l’ingénieur.

PROTASSOV Konstantin, Analyse statistique des données expérimentales, OuvrageGrenoble sciences, EDP Sciences, octobre 2002.

SITES INTERNET

www.afnor: Agence Française de Normalisation

www.cofrac.fr: Comité Français d’accréditation

www.lne.fr: Laboratoire National d’Essais

www.mesures.com: périodique Mesures

www.oiml.org: Organisation Internationale de Métrologie Légale

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REFERENCES NORMATIVES

FD X 07-001 Vocabulaire international des termes fondamentaux et générauxde métrologie, AFNOR, décembre 1994.

NF X 07-010 La fonction métrologie dans l’entreprise, AFNOR, octobre 2001.

FD X 07-011 Métrologie dans l’entreprise, Constat de vérification des moyens demesure, AFNOR, décembre 1994.

FD X 07-012 Métrologie dans l’entreprise, Certificat d’étalonnage des moyens demesure, AFNOR, novembre 1995

FD X 07-013 Métrologie dans l’entreprise, Critère de choix entre vérification etétalonnage, utilisation et conservation des résultats de mesure, AFNOR, décembre 1996.

FD X 07-015 Métrologie dans l’entreprise, Raccordement des résultats de mesureaux étalons, AFNOR, décembre 1993.

FD X 07-015 Métrologie dans l’entreprise, Modalités pratiques pourl’établissement des procédures d’étalonnage et de vérification des moyens de mesure,AFNOR, décembre 1993.

FD X 07-018 Métrologie dans l’entreprise, Fiche de vie des équipements demesure de contrôle et d’essai, AFNOR, décembre 1997.

FD X 07-019 Métrologie dans l’entreprise, Relations clients/fournisseurs enmétrologie, AFNOR, décembre 2000.

NF E 02-204 Déclaration de conformité, AFNOR, décembre 1993.

NF EN 45501 Aspects métrologiques des instruments de pesage à fonction nonautomatique, AFNOR, novembre 1993.

Recommandations internationales :

R 74 Instruments de pesage électroniques, OIML, 1993.

R51-1 Instruments de pesage trieurs - étiqueteurs à fonctionnementautomatique, Partie 1 : Exigences métrologiques et techniques – Essai, OIML, 1996.

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INDEX

A

aspects juridiques 65ATEX 26

B

boucle de courant 31

C

certification 34chaîne de mesure

non stratégique 45stratégique 45

conductivitétaux de sel 23triage 23

consistance 24CONTRAINTES 25criticité 45

D

dérives 68détection de métaux 24Duppigheim 8

E

enregistrement documentaire 62erreur de justesse 53étalon de travail 38état des lieux 10

F

facteur d’élargissement 52

H

historique 10

I

incertitude de type A 49incertitude de type B 49indice de protection 26instrumentation 15intervalle de tolérance 47Ishikawa 48

ISO 9000 33

M

masse 20, 22mesure

masse 21niveau 19

mode de règlement 65

P

pH 24planning 14pression 18

hydrostatique 19propagation des incertitudes 50

R

raccordement 29risques

bactériologiques 25chimiques 25physiques 25

S

SHEQA manager 39

T

tarification 65taux de chlorure 24taux de particules 24température 16

enregistrement 17régulation 17

Triage pondéral 21

U

UNILEVER 7

Z

zoneprocess aseptique 25process hygiènique 25process normale 25process stérile 25

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ANNEXES

Annexe A : Certificat d’étalonnage accrédité COFRAC.

Annexe B : Constat de vérification.

Annexe C : Fiche de contrôle d’une chaîne de mesure

Annexe D : Fiche de suivi de chaînes de mesure

Annexe E : Fiche de vie d’une chaîne de mesure

Annexe F : Audit d’évaluation d’un prestataire de service.

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