2. La métrologie dans l’entreprise

Toute démarche qualité, s’appuie sur des essais et des mesures. La qualité de ces mesures repose sur une bonne métrologie. La mise en place au sein de l’entreprise d’une organisation qui sera chargé de la gestion de son parc d’instrument de mesure, est le moyen privilégié pour atteindre cet objectif, il s’agit de « la fonction métrologique ».

2.1 La fonction métrologique

2.1.1 Le but et le rôle de la fonction métrologique

Le but est : D’assurer la maîtrise de l’aptitude à l’emploi de tous les moyens de mesure utilisés dans l’entreprise et en donner l’assurance. Le rôle est : De mener des actions nécessaires pour élaborer, gérer et entretenir le parc des instruments de mesure, de contrôle et d’essai pour garantir la fiabilité du processus de fabrication dans le respect des exigences normatives, qu’elles soient internes ou externes.

2.1.2 Les acteurs

Il est important de définir correctement les personnes qui seront en charges de la fonction métrologique car elles devront être capable de prendre les bonnes décisions faces aux pressions exercées par la production. Le responsable de cette fonction doit avoir une connaissance des instruments et de leur utilisation afin de leurs appliquer une gestion adéquate dans laquelle le rapport qualité/prix est optimisé, ceci afin de garantir la maitrise de leur conformité, tout en laissant au maximum les instruments disponibles pour la production. C’est pourquoi, il est déconseillé que le responsable métrologie soit également le responsable production. Chaque acteur doit:
  • avoir connaissance des limites de son champ de responsabilité,
  • être formé,
  • si le procédé de mesure est spécifique: être qualifié pour,
  • comprendre la mesure et à quoi elle sert,
  • avoir à disposition la documentation nécessaire,
  • effectuer des tâches d’auto-contrôle,
  • être capable de proposer des améliorations,
  • avoir droit à l’erreur,
  • travailler dans des conditions favorables,
  • être informé des améliorations, actions correctives.
2.2 Les activités de la fonction métrologique

2.2.1 Élaboration d’un parc d’instruments de mesure

2.2.1.1 Identification des besoins
Pour la mise en place de la fonction métrologique dans l’entreprise, il faut dans un 1er temps, identifier les besoins. Pour cela, il est nécessaire de connaître le vocabulaire de la métrologie (voir le VIM, Vocabulaire International de Métrologie). Cela permet une communication sans ambiguïté. Les besoins peuvent être d’ordre organisationnel ou matériel. Pour déterminer les besoins organisationnels, il faut se poser les questions suivantes:
  • Quelle temps consacré à la métrologie?
  • Faut-il des locaux, spécifiques et y-a t-il du personnel qualifié?
  • Faut-il gérer la métrologie en interne ou faire appel à un organisme extérieur?
Concernant les besoins matériels, les questions sont les suivantes:
  • Que faut-il mesurer et avec quelle précision?
  • Quelles sont les procédures de mesure existantes?
  • Quel instrument faut-il utiliser?
  • Comment garantir la qualité des mesures?
La définition de ces besoins va permettre à l’entreprise de structurer la fonction métrologique et d’attribuer les personnes et moyens nécessaires à son bon fonctionnement.
2.2.1.2 Détermination de la méthode de mesure
Afin d’obtenir des mesures répétables et donc exploitables, il est primordial que la méthode de mesure soit explicitée dans une procédure. Cette procédure doit comporter les éléments suivants:
  • le matériel nécessaire,
  • l’environnement de travail,
  • les compétences nécessaires,
  • et les étapes à suivre
2.2.1.3 Détermination des instruments de mesure
Afin d’obtenir des mesures répétables et donc exploitables, il est primordial que la méthode de mesure soit explicitée dans une procédure. Cette procédure doit comporter les éléments suivants:
  • le matériel nécessaire,
  • l’environnement de travail,
  • les compétences nécessaires,
  • et les étapes à suivre

 2.2.2 Gestion des instruments de mesure

La gestion des instruments de mesure englobe les étapes suivantes:
  • Gestion de la documentation;
  • Réception et mise en service des instruments de mesure;
  • Détermination des instruments à suivre périodiquement
  • Planifier les actions d’étalonnage et / ou de vérification
  • Analyser les résultats des confirmations métrologiques
  • Donner un jugement suite à l’analyse des résultats
  • Assurer le raccordement aux étalons nationaux ou internationaux.
2.2.2.1 Gestion de la documentation
La formalisation des actions à mener pour la gestion d’un parc d’instruments de mesure est obligatoire. La documentation doit être structurer de la manière suivante:
2.2.2.2 Réception et mise en service
A réception d’un nouvel instrument, le responsable métrologie doit effectuer les actions suivantes:
  • Vérifier qu’il est conforme à la commande
  • L’identifier avec un numéro unique
  • L’enregistrer dans l’inventaire
  • L’attribuer au service ou à la personne défini dans le cahier des charges
  • Ouvrir une fiche de vie
  • Vérifier la présence du certificat d’étalonnage s’il a été commandé
  • Dans le cas contraire, effectuer un contrôle avant la mise en service
2.2.2.3 Déterminer les instruments à suivre périodiquement
Tous les instruments de mesure ne sont pas forcément critique pour la surveillance du process. C’est pourquoi, il est primordial de se demander si la mesure effectuée a de l’importance d’un point de vue qualité et sécurité. En d’autres termes, est-ce que la mesure a une influence directe sur la qualité du produit final ?

On distingue ainsi 2 catégories d’instruments : les indicateurs et les instruments à suivre périodiquement.

Afin d’aider à déterminer dans quelle catégorie placer l’instrument étudié, il faut déjà se poser les questions suivantes :

  • Est-il utilisé lors de la conception, de la production ou de l’installation d’un produit, pour démontrer la conformité aux exigences spécifiées ?
  • Est-il utilisé comme étalon de référence pour assurer la fiabilité d’un autre instrument ?

Dans un souci de simplicité, il est recommandé d’utiliser une identification particulière pour les instruments à gérer périodiquement, afin de faciliter la gestion visuelle.

2.2.2.3 Choix du type de confirmation métrologique

Suivant la criticité de la mesure, la maintenance a effectué sera différente. Il faut donc déterminer si l’instrument est à étalonner ou uniquement à vérifier ou les 2, mais également déterminer la fréquence de ses confirmations métrologiques. Dans tous les cas, il faut réussir à assurer le raccordement aux étalons nationaux. Cela permet de fiabiliser les résultats. Dans la majorité des cas, le raccordement passe par une confirmation effectuée en laboratoire externe, mais la responsabilité revient au responsable de la fonction métrologique, qui doit s’assurer que le laboratoire répond aux exigences requises.

  • L’étalonnage est nécessaire lorsque l’on veut connaître l’écart par rapport à l’étalon ainsi que l’incertitude de mesure associée, afin d’effectuer des corrections. Cela permet également, par exemple, de suivre les dérives dans le temps de l’instrument et ainsi de revoir les périodicités à temps.
  • La vérification permet d’apporter un jugement sur la conformité de l’instrument suivant les exigences du client (EMT), ou suivant les normes associées, ou encore suivant les éléments constructeur. Dans la pratique, il est nécessaire au laboratoire d’étalonnage d’effectuer l’étalonnage pour établir le constat de vérification. Il est donc fortement conseillé de demander le certificat d’étalonnage avec le constat de vérification.
2.2.2.4 Choix de la périodicité des confirmations métrologiques
Afin d’assurer la fiabilité de l’instrument, il est nécessaire d’effectuer les confirmations métrologiques à intervalle maîtrisé. Il existe de catégories de périodicité : la calendaire et celle suivant l’utilisation.

La périodicité à intervalle calendaire permet de gérer un planning des confirmations métrologiques relativement à l’avance, car la date de prochain contrôle est déterminé selon la date de dernier contrôle.

La périodicité selon le temps d’utilisation prend en compte uniquement les jours dont l’instrument a été utilisé par un opérateur. Cela permet d’éviter des coûts de sur-qualité, mais est moins facile à gérer, car le planning ne peut être effectué qu’au dernier moment.

Afin de choisir entre ces 2 catégories, il faut étudier les informations suivantes :

  • les recommandations du fabricant : selon la technologie employée, l’appareil est plus ou moins susceptible d’évoluer ;
  • la fréquence d’utilisation ;
  • les conditions d’environnement poussières, humidité, atmosphère agressive ;
  • les conditions d’utilisation : utilisation dans un atelier de production ou un laboratoire de métrologie ;
  • l’exactitude de mesure recherchée.

2.2.3 Gestion d’un instrument de mesure non conforme

Analyse de la non-conformité Lorsqu’un instrument de mesure est déclaré non-conforme suite à une vérification, il faut analyser les critères de jugement de conformité et le type de non-conformité. En effet, la vérification est effectuée soit suivant les EMT données par des normes généralistes, soit par les exigences client définies selon les tolérances process. Donc avant de rebuter l’instrument, il est nécessaire de s’assurer que l’instrument est réellement non-conforme à vos besoins. Une fois la non-conformité établie de façon certaine, il faut déterminer si l’instrument peut être réparé, ajusté, déclassé ou si il faut le rebuter. Cette étape est très importe pour éviter des rebuts superflus. Ensuite, il faut déterminer comment l’erreur de l’instrument affecte le jugement de la qualité du produit contrôlé :
  • l’instrument déclare un produit « Conforme » alors qu’il est non-conforme => risque de réclamation client
  • ou l’instrument déclare un produit « non-conforme » alors qu’il est conforme => risque de rebut et donc perte de production
Tout équipement dont l’aptitude au service peut être mis en doute doit être retiré du service, soit par étiquetage visible, soit par marquage visible, soit par isolation matérielle. On ne doit pas remettre un équipement en service avant que les motifs de sa non-conformité aient été éliminés et qu’il ait été à nouveau vérifié Si les résultats d’une vérification, avant ajustage ou réparation, sont tels qu’il y a présomption d’erreur significative sur une quelconque des mesures effectuées par l’équipement avant vérification, l’organisme doit effectuer les actions correctives nécessaires (par ex. évaluation des conséquences, recherche des éléments affectés, analyse des causes, raccourcissement des intervalles, …). Le déclassement d’un équipement doit faire l’objet d’une procédure rigoureuse permettant de s’assurer, par marquage, étiquetage ou isolement physique, que l’équipement ne répondant plus aux exigences spécifiées dans la documentation du constructeur ne peut plus être utilisé dans ce cadre. D’autre part, il est important d’analyser la cause de la non-conformité. Est-ce dû à une dérive d’usure ou un choc, sur sur-charge, une utilisation non adapté ? L’analyse de l’historique de l’instrument et des retours des opérateurs utilisant l’instrument en question est très importante. Analyse de l’impact de la non-conformité sur la production et sur les clients Lorsqu’un instrument est déclaré non-conforme, il est généralement rebuté et remplacé. Cependant, l’impact sur la qualité de la production n’est pas forcément analysé. Or cette non conformité peut entraîner de lourdes conséquences sur la qualité des produits fabriqués antérieurement à la détection du problème. C’est pourquoi il est important d’estimer depuis quand l’instrument est non conforme et quelle production a été impacté, ceci afin d’éviter des réclamations clients qui sont souvent générateur de coûts importants et d’une image de l’entreprise dépréciée. Afin d’estimer la période de production à analyser, il y a plusieurs éléments à prendre en compte. Il faut dans un 1er temps se poser les questions suivantes :
  • La non-conformité générait des rebuts ou des produits non-conforme ?
  • Dans le cas de rebuts, est-ce qu’une rectification des produits rebutés est possible ?
  • Dans le cas de produits non-conformes mis en stock, est-ce qu’il y en a déjà de vendu ?
  • Est-ce qu’il y a un processus de mesure effectuant une mesure redondante plus tard dans le processus de fabrication ?
  • Est-ce que la non-conformité du produit peut être décelé systématiquement avant la mise en stock ?
  • Quelle est la gravité de la non-conformité ?
Suivant la gravité, il est possible qu’une simple modification des EMT et/ou tolérances produit soit nécessaire, mais cela peut nécessité de faire revenir les produits déjà chez le client. Concernant les rebuts, il n’est alors pas nécessaire de vérifier les stocks. Par contre, si il y a un risque de produits non-conformes en stock, il faut alors pousser la démarche plus loin :
  • L’analyse de la dérive de l’instrument permet-elle d’en déduire une date à laquelle l’instrument a pu devenir non-conforme ?
  • Est-ce que l’opérateur utilisant l’instrument l’a fait tomber entre les 2 derniers étalonnages ?
  • Est-ce que l’opérateur a dû régler la machine de production de façon significative entre les 2 derniers étalonnages ?
  • Y-a-t-il eu des réclamations clients ? Si oui, depuis quand ?
  • Le taux de rebuts a-t-il augmenté significativement ?
Une fois la période critique déterminée, il faut effectuer le tri du stock, mais également mettre en place des actions curatives dans le cas d’une incidence grave :
  • modification du processus de mesure,
  • mise en place d’une surveillance en interne du processus de mesure,
  • révision de la périodicité d’étalonnage,
  • information ou formation du personnel,

2.2.3 Les besoins de formation en métrologie

Objectif de l’étude L’étude a été réalisée par l’école des mines de Douai, et plus particulièrement son unité de formation école supérieure de métrologie. L’étude  visait  à  réaliser  un  état  des  lieux  de  l’offre  et  des  besoins  de  formations  des  PME (petites et moyennes entreprises) en métrologie. Sur la base de ce recensement, une analyse a été  réalisée  afin  d’étudier  si  l’offre  actuelle  répondait  aux  besoins  de  formations  des  PME dans ce domaine. Des pistes de réflexion et d’amélioration sont proposées. L’objectif de cette étude était également de mettre à disposition des entreprises un outil leur permettant d’accéder facilement à l’ensemble des formations initiales et continues dispensées en  métrologie. I. Résultats I.1. Activités métrologiques réalisées en interne par les entreprises Les entreprises ont ventilé leur activité métrologique selon six critères :
  • mesures et contrôle produits,
  • étalonnages externes (1),
  • étalonnages internes,
  • gestion du parc d’instrument de mesure,
  • conception et validation processus mesure,
  • mesures environnementales et santé.
(1) l’activité « étalonnages externes » concerne la sélection des laboratoires d’étalonnage assurant le raccordement des étalons de référence de l’entreprise aux étalons nationaux. Chacune de ces activités métrologiques a été évaluée selon quatre niveaux d’importance afin de caractériser le volume qu’elles représentent au sein de l’entreprise :
  • aucune activité,
  • activité peu importante pour l’entreprise,
  • activité importante pour l’entreprise,
  • activité très importante pour l’entreprise.
La distribution en pourcentage des réponses des entreprises concernant la hiérarchisation des activités métrologiques réalisées en interne est illustrée par le graphique suivant : enquete formation g1 Constat : Les activités métrologiques jugées peu importantes par les entreprises sont en grande majorité les activités correspondant à l’étalonnage externalisé ou internalisé des instruments de mesure, à la conception et à la validation du processus de mesure et à la réalisation de mesures environnementales. Ce constat est logique pour les activités d’étalonnages externes. Cette activité relève principalement de la sous-traitance, auprès notamment de laboratoires COFRAC ou équivalents, et se limite donc pour l’entreprise à l’archivage des documents d’étalonnage associés. Cependant, il interpelle sur le jugement porté sur l’activité correspondant à la conception et à la validation du processus de mesure. Plusieurs explications peuvent toutefois être avancées :
  • soit cette mission n’est pas encore suffisamment développée dans les entreprises. Peu d’entreprises mènent en amont ces missions de validation d’un processus de mesure industrielle en vue de préparer sereinement la mise en œuvre du processus de mesure et ainsi démontrer préalablement au client que ce processus est parfaitement maîtrisé par l’entreprise ;
  • soit cette mission de validation du processus de mesure est sous-traitée par les entreprises auprès d’experts spécialisés ;
  • soit la méthode de mesure normalisée est imposée par le donneur d’ordre, ce qui amène les entreprises sous-traitantes à ne pas réaliser cette activité de validation de méthode ;
  • soit cette mission n’est pas identifiée comme appartenant aux activités métrologiques au sein de l’entreprise.
Il est toutefois indispensable que l’entreprise possède les compétences théoriques garantissant la validation du processus de mesure quelle que soit la solution mise en œuvre (activité internalisée ou sous-traitée). Seules les activités de mesure et contrôle produits et de gestion de parc d’instruments de mesure sont jugées comme très importantes par les entreprises interrogées. Ce constat est valable quelle que soit la taille de l’entreprise et pour l’ensemble des secteurs industriels ayant répondu. I.2. Besoins exprimés par les entreprises sur les thèmes de formation à la métrologie Les entreprises étaient ensuite interrogées sur leurs besoins sur la base d’une liste fermée de six grands thèmes de formation en métrologie. La distribution en pourcentage des besoins de formation des entreprises par thème est illustrée par le graphique ci-dessous : enquete formation g2 Constat : Les thèmes portant sur l’analyse des résultats de mesure et l’organisation de la fonction métrologie correspondent aux attentes les plus fortes. Ceci est cohérent avec les nouvelles normes métrologiques (incluant le concept d’incertitude de mesure dans la déclaration de conformité, dans l’analyse de la capabilité des instruments de mesure (X 07-022) et dans l’optimisation des périodicités d’étalonnage (X 07-014)) et dont l’intégration nécessite un minimum de formation. Les trois autres thèmes (vulgarisation de la métrologie, méthode de mesure et méthode d’étalonnage) se positionnent en seconde position des besoins de formation exprimés. Concernant les attentes sur le thème vulgarisation de la métrologie, cela peut s’expliquer par une cible plus large à viser dans l’entreprise, notamment pour former tous les services concernés par le volet « mesure et déclaration de conformité du produit » dans l’entreprise. Ce type de formation, sous une configuration de courte durée, peut s’étendre aux cadres de l’entreprise afin de leur faire prendre conscience de l’importance de la métrologie dans l’obtention du produit conforme. Le thème portant sur la découverte des référentiels normatifs est positionné au dernier rang des besoins exprimés par les entreprises. Deux explications alternatives peuvent être apportées :
  • soit l’entreprise n’est plus au stade de la découverte des référentiels liés à la métrologie, ce qui sous-entend que la veille normative et documentaire en métrologie est active au sein des entreprises ;
  • soit les entreprises ne connaissent pas l’existence des normes fondatrices de la métrologie industrielles. Toutefois, l’analyse des réponses au questionnaire sur les « besoins industriels » a mis en évidence que la métrologie industrielle est effective dans les entreprises interrogées. Ceci implique que les systèmes de management mis en place par l’entreprise intègrent dans leur conception initiale l’identification de référentiels normatifs de base.
La rubrique « autres » a été peu utilisée par les entreprises pour exprimer leurs besoins en formation métrologie. Ceci confirme les axes principaux de formation identifiés dans les six thèmes proposés par l’enquête. La distribution en pourcentage des besoins de formation en fonction de la taille de l’entreprise est illustrée par le graphique ci-dessous : enquete formation g3 Constat : Pour les PME (entreprises de moins de 250 salariés), les besoins de formation portent essentiellement sur les thèmes suivants : organisation de la fonction métrologie, analyse des résultats de mesure et vulgarisation de la métrologie. Pour les grandes entreprises (plus de 250 salariés), les besoins de formation portent en majorité sur les thèmes suivants : analyse des résultats de mesure, méthode de mesure et méthode d’étalonnage. Le thème portant sur l’organisation de la fonction métrologie semble donc maîtrisé sur le plan de la compétence du personnel. Le thème portant sur l’analyse de résultats de mesure reste une attente forte quelle que soit la taille de l’entreprise, attestant de la prise en compte de l’importance du traitement des données dans la déclaration de conformité du produit (démonstration de l’adéquation du résultat de mesure au besoin). Cette évolution est à noter car il y a dix ans, la fonction métrologie était fortement positionnée sur la gestion de son parc d’instruments de mesure. Ces conclusions sont valables pour tous les secteurs industriels consultés. I.3. Quels besoins de formations pour améliorer les compétences ? La distribution en pourcentage des besoins de formation par champ de compétence est illustrée sur le graphique ci-dessous : enquete formation g6 Constat : Le besoin de formation des entreprises porte en majorité sur les compétences théoriques (domaine de compétence dans lequel on retrouve les outils liés à l’analyse des résultats et aux calculs d’incertitude) et organisationnelles (gestion de parc d’instrument de mesure). Ceci souligne un besoin effectif des entreprises à progresser dans l’acquisition des outils théoriques de la métrologie industrielle. Ces formations permettent de maîtriser plus efficacement les notions statistiques nécessaires au pilotage des processus de mesure et les connaissances liées aux capteurs. Ces connaissances faciliteront le choix des technologies les plus adaptées aux domaines d’activités de l’entreprise et leur maîtrise compte tenu de leur complexité croissante. I.4. Analyse du besoin de formation par domaine de compétence La structure du questionnaire comportait en introduction de chaque rubrique compétences, une question de type « oui/non » sur le besoin effectif de l’entreprise en matière de compétence. 1.4.1 Compétences théoriques Pour la compétence théorique, les entreprises ont répondu « oui » à plus de 75 % à la question portant sur le besoin effectif en compétence théorique. Six thématiques de formation étaient proposées pour l’enseignement en métrologie des compétences théoriques :
  • connaissances statistiques, outil de base pour l’évaluation de l’incertitude de mesure, la capabilité des processus de mesure, etc.,
  • exploitation des résultats d’étalonnage, en liaison avec l’émission du constat de vérification, le renseignement de la fiche de vie, l’élaboration de carte de contrôle, le calcul de dérive, etc.,
  • maîtrise des processus de mesure via l’identification du besoin, la conception et la mise en œuvre du processus de mesure (méthode de mesure et méthode d’étalonnage), l’enregistrement et la déclaration de conformité aux spécifications, etc.,
  • optimisation du coût de la métrologie par la construction des indicateurs financiers, l’élaboration du plan d’actions, l’optimisation des périodicités d’étalonnage des équipements de mesure, etc.,
  • capteurs par les connaissances permettant la sélection, l’identification des grandeurs d’influence, la mise en service et maintenance des capteurs de mesure, etc.,
  • équipement de mesure et instrumentation par le traitement du signal, les techniques d’acquisition de signal et d’interfaçage des composants d’une chaîne de mesure, etc.
Au vu de ces résultats, il apparaît que les principales attentes des entreprises en compétences théoriques de leur personnel en charge des activités métrologiques sont extrêmement variées et couvrent uniformément toutes les thématiques depuis la connaissance de l’instrumentation jusqu’à l’exploitation statistique des résultats de mesure. La distribution en pourcentage des besoins de formation pour le domaine de compétence théorique est illustrée par le graphique suivant : enquete formation g7 Constat : Interrogées sur leurs besoins, les entreprises jugent :
  • « acquises », les compétences et donc les connaissances portant sur l’exploitation des résultats d’étalonnage et les capteurs.
Cette tendance se confirme pour les entreprises de moins de 250 salariés. A contrario, la compétence théorique jugée « acquise » par les entreprises de plus de 250 salariés porte prioritairement sur la thématique capteur du fait d’un encadrement scientifique plus important pour ce type d’entreprises ;
  • « à acquérir », les compétences portant sur l’optimisation du coût de la métrologie et les connaissances statistiques.
Le jugement des entreprises sur l’état des six compétences théoriques proposées place en premier rang, avec 21,5 % des réponses, la thématique portant sur l’optimisation du coût de la métrologie, quelle que soit la taille de l’entreprise ;
  • « ne pas être concernées » par les compétences portant sur l’instrumentation.
Le jugement des entreprises sur l’état des six thématiques des compétences théoriques proposées place en premier rang du « non-concerné », à 23,8 % l’instrumentation, pour atteindre 48 % pour les entreprises de plus de 250 salariés. Ce résultat montre que cette activité n’est pas gérée par la métrologie mais plutôt par l’utilisateur de l’instrument de mesure. 1.4.2 Compétences organisationnelles Pour la compétence théorique, les entreprises ont répondu« oui » à plus de 60 % à la question portant sur le besoin effectif en compétence organisationnelle. Quatre thématiques de formation étaient proposées pour l’enseignement en métrologie des compétences organisationnelles :
  • connaissance des normes organisationnelles en métrologie encadrant les activités métrologie dans l’entreprise (référentiels normatifs AFNOR X07, terminologie (VIM), etc. ;
  • connaissance des référentiels de certification ISO 9001 ou ISO/TS 16949 ou d’application ISO 10012 ou ISO 17025 structurant l’organisation de la fonction métrologie au sein de l’entreprise, etc. ;
  • mise en application d’outils qualité pour la métrologie par l’exploitation du diagramme 5M, l’approche processus, les plans d’expérience, le diagramme Pareto, etc. ;
  • accréditation selon le référentiel ISO 17025 : connaissance et mise en application du référentiel.
Remarque : les compétences organisationnelles regroupent la connaissance des normes liées à l’organisation de la métrologie et des référentiels liée à la métrologie industrielle. Au vu de ces résultats, il apparaît que les attentes des entreprises vis-à-vis du personnel en charge des activités métrologiques, dans le domaine des compétences organisationnelles portent sur la connaissance des normes organisationnelles. Ce besoin est cohérent avec la veille normative associée à tout système organisationnel. A l’inverse, l’application du référentiel ISO 17025 pour l’accréditation ne retient pas l’attention des entreprises en matière de formation. La distribution en pourcentage des besoins de formation pour le domaine de compétence organisationnelle est illustrée par le graphique ci-dessous : enquete formation g4 Constat : Les entreprises interrogées sur les thématiques proposées pour le domaine des compétences organisationnelles jugent :
  • « acquises », les compétences et donc les connaissances portant sur les outils de la qualité.
Le jugement des entreprises sur l’état des quatre compétences organisationnelles proposées place au premier rang des compétences « acquises », avec 37 % des réponses, la thématique portant sur les outils qualité, quelle que soit la taille de l’entreprise. Ces outils de la qualité, déjà maîtrisés pour l’optimisation des systèmes de management Q.S.E. (qualité-sécurité-environnement) de l’entreprise, sont désormais mis en œuvre pour piloter le système de management de la mesure ;
  • « à acquérir », les compétences portant sur les normes organisationnelles liées à la métrologie.
La mise en place du système de management de la mesure impose à l’entreprise de connaître les outils normatifs permettant de piloter efficacement cette fonction métrologie. Ceci impose à l’entreprise d’intégrer les nouveaux documents normatifs élaborés dans la rubrique X07 consacrée à la métrologie. Le jugement des entreprises sur les quatre compétences organisationnelles « à acquérir » proposées place au premier rang, avec 50 % des réponses, la thématique portant sur les normes organisationnelles (jusqu’à 51 % pour les entreprises de moins de 250 salariés) ;
  • ne pas « être concernées » par l’application du référentiel ISO 17025.
Le jugement des entreprises sur les quatre thématiques de compétences organisationnelles proposées positionne au premier rang des compétences « non concernée » avec 46 % l’application du « référentiel ISO 17025 », (jusqu’à 52 % pour les entreprises de plus de 250 salariés). Ce positionnement s’explique par le fait que ce référentiel concerne principalement les laboratoires d’étalonnage et d’essais. Or, les laboratoires d’étalonnage ne faisaient pas partie des PME ciblées dans le cadre de cette enquête. Cependant, la prise en compte du contenu de cette norme peut aider l’entreprise à structurer les aspects « traçabilité », « validation de méthode de mesure » et « évaluation d’incertitude » dans l’organisation de la métrologie. Conclusion sur les besoins en compétences organisationnelles : Les besoins d’acquisition de compétences organisationnelles portent essentiellement sur la connaissance des normes organisationnelles liées à la métrologie, notamment pour les entreprises de moins de 250 salariés. Les compétences nécessaires aux « outils de la qualité » sont jugées comme « acquises », du fait d’une maîtrise déjà effective pour l’optimisation des systèmes de management Q.S.E. (qualité-sécurité-environnement) de l’entreprise. I.4.3 Compétences pratiques Pour la compétence pratique, les entreprises ont répondu « oui » à plus de 63 % à la question portant sur le besoin effectif en compétence pratique. Parmi les thématiques de formation proposées pour l’enseignement en métrologie des compétences pratiques, les grandeurs métrologiques pour lesquelles la compétence était jugée comme « acquise » ou « en cours d’acquisition » par les entreprises interrogées se répartissent comme suit : Trois grandeurs métrologiques ressortent principalement en matière de compétences pratiques mises en applications dans les entreprises, à savoir : mécanique, thermique et dimensionnelle. Ce classement est cohérent car les grandeurs mécaniques regroupent la métrologie des masses et des volumes ainsi que la métrologie des pressions (pour la régulation de processus de fabrication). Ces grandeurs sont très présentes dans le secteur des industries manufacturières liées au travail des métaux et des industries chimiques. La métrologie dimensionnelle est également très présente dans les industries manufacturières liées au travail des métaux et de la plasturgie, il est donc logique de trouver cette grandeur dans le classement précédent. I.5. Compétences non satisfaites par les formations actuelles Les industriels constatent l’absence de compétences initiales des personnels recrutés en métrologie, ce qui nécessite de les former sur des outils de base comme :
  • les statistiques industrielles, connaissances de base pour évaluer les incertitudes de mesure. Cet état des lieux est cohérent avec le besoin déjà exprimé dans le chapitre des compétences théoriques ;
  • l’aspect normatif en général. La recherche de la documentation et la veille normative sont des domaines de connaissances qui semblent manquer dans la formation initiale ;
  • l’aspect normatif récemment développé selon le concept « G.P.S » en métrologie dimensionnelle et la pauvreté des connaissances techniques en matière de tolérancement des pièces mécaniques, qui est une étape préalable à la compréhension du besoin de mesure en métrologie dimensionnelle ;
  • la pratique des instruments conventionnels de longueur et des méthodes traditionnelles non assistées par ordinateur, permettant à l’élève de comprendre la difficulté de la mesure et des précautions nécessaires à prendre pour atteindre un niveau de performance ;
  • les bases de la métrologie.
Ces constatations soulignent l’importance d’intégrer les fondamentaux de la métrologie dans les formations professionnelles initiales. Certains besoins exprimés par les entreprises relèvent souvent de formations spécifiques à un besoin industriel qui peut être traité par une formation professionnelle continue de type stage intra-entreprise. Cela illustre bien le manque d’informations dont dispose l’entreprise aujourd’hui pour identifier les acteurs de la formation dans ce champ d’application et les possibilités ouvertes en formation intra-entreprises. I.6. Offre recensée en thématiques de formation à la métrologie La métrologie industrielle s’appuie sur la connaissance et la maîtrise de quatre thèmes de base :
  • les référentiels normatifs (afin d’identifier les exigences à satisfaire pour structurer le système de management de mesure de l’entreprise),
  • l’organisation de la fonction métrologie (répondant aux missions de base de cette fonction et la structurant à partir des outils définis à la rubrique X07),
  • les méthodes de mesure des produits et d’étalonnage des instruments de mesure (au regard des méthodes normalisées existantes),
  • l’analyse des résultats de mesure ou d’étalonnage (en vue de l’évaluation de l’incertitude de mesure et de la maîtrise du processus de mesure).
L’analyse de l’offre de formation au regard de ces quatre fondamentaux donne la distribution illustrée par le graphe suivant : enquete formation g5 Constat : L’étude des méthodes de mesure et d’étalonnage à hauteur de 40 %, avec une proportion plus forte en F.P.I du fait de mise en œuvre de travaux pratiques dans les domaines de mesure enseignés. L’analyse des résultats de mesure ou d’étalonnage pour 33 %, avec une proportion plus forte pour les F.P.C montrant le besoin réel des entreprises en matière de traitement des données de mesurage. Les référentiels normatifs pour 17 %, plus abordés en F.P.I qu’en F.P.C. Les référentiels de certification plus connus par les industriels du fait de leur environnement quotidien imposent de les traiter plus fortement au cours des F.P.I pour justifier la place de la métrologie dans l’environnement qualité de l’entreprise. La vulgarisation et l’organisation de la métrologie sont abordés à hauteur de 10 % au sein de l’offre de formation en métrologie. I.7. Conclusion sur l’analyse des réponses aux enquêtes L’enquête sur les besoins de formation des entreprises a permis d’identifier que :
  • l’activité métrologique semble rester majoritairement internalisée dans les entreprises, ce qui confirme le besoin effectif de compétences métrologiques en interne mais également pour sélectionner correctement les fournisseurs en métrologie conformément aux exigences normatives ;
  • les équipes en charge des activités métrologique dans l’entreprise sont majoritairement composées de techniciens (à hauteur de 50 %) et d’opérateurs (à hauteur de 33 %). Les ingénieurs ne représentent généralement que 17 % des effectifs. Cette distribution confirme le besoin d’un large spectre de compétences pour les trois catégories de personnel ;
  • le besoin en formations « métrologie » des PME, tout secteur confondu, porte essentiellement sur les thématiques suivantes :
  • la connaissance des normes liées à la métrologie (dans le domaine des compétences organisationnelles),
  • les connaissances statistiques et sur l’optimisation du coût de la métrologie (dans le domaine des compétences théoriques) ;
  • tout secteur industriel confondu et quelle que soit la taille de l’entreprise, la stratégie de l’entreprise pour augmenter les compétences de ces salariés est le recours aux formations professionnelles continues (et plus spécifiquement les stages inter et intra-entreprises).
L’emploi d’élève stagiaire et/ou de contrat d’apprentissage est très peu mis en œuvre. En parallèle, le recensement de l’offre de formation à permis de mettre en évidence que :
  • le volume de l’enseignement métrologie réalisé dans les formations professionnelles initiales de niveau V (profil opérateur) et de niveau I (profil ingénieur) est faible comparé au volume de formation globale répertoriée (majoritairement orientée pour les niveaux intermédiaires (profil technicien) ;
  • la part de l’enseignement métrologie dans les formations professionnelles initiales répertoriées représente moins de 5% du volume horaire total de l’enseignement de l’établissement (ensemble des formations dispensées par l’établissement). Cet enseignement relève d’avantage d’une sensibilisation à la métrologie. Il représente près de 50% du volume horaire total dans les formations professionnelles continues répertoriées ;
  • l’offre de formations professionnelles initiales et continues répertoriée est majoritairement orientée sur les profils techniciens ;
  • la répartition des compétences enseignées au sein des formations professionnelles répertoriées en métrologie, est la suivante :
  • le profil technicien est celui dont la formation est la plus orientée sur les compétences organisationnelles ;
  • le profil ingénieur est celui dont la formation est la plus orientée sur les compétences théoriques ;
  • le profil opérateur est celui dont la formation est la plus orientée sur les compétences pratiques.
II. Synthèse des besoins industriels II.1. La métrologie dans l’entreprise 1er point L’entreprise a donc besoin de compétences lui permettant de :
  • maîtriser l’activité réalisée en interne,
  • sélectionner le sous-traitant pour les activités métrologiques non réalisées en interne (étalonnage externe pour la gestion du parc des instruments de mesure), et notamment des compétences théoriques lui permettant de s’assurer de la pertinence de la réponse apportée par ce fournisseur dans la revue de contrat préalable.
2ème point Parmi les activités métrologiques réalisées en interne, les entreprises jugent peu importantes les activités portant sur la conception et la validation du processus de mesure. C’est à travers la maîtrise du processus de mesure, que l’entreprise garantit la conformité du produit aux spécifications « client ». Il est probable que l’entreprise n’ait pas identifié cette activité comme métrologique mais l’associe plutôt à son activité de contrôle qualité ou contrôle process. Il convient par ailleurs de rappeler que 40 % des effectifs en charge des activités métrologiques dans l’entreprise travaillent à temps partagé selon la ventilation suivante : 30 % de l’activité en faveur de la métrologie et 70 % sur d’autres activités telles que la production, la maintenance et la qualité-sécurité et environnement (QSE). Voir actions n°5 et 6 du paragraphe III. 3ème point Les équipes en charge des activités métrologiques dans l’entreprise sont constituées en grande majorité de techniciens (50 % des effectifs) et d’opérateurs (33 % des effectifs). Pour recruter le personnel en charge des activités métrologiques pour ces deux catégories professionnelles, les entreprises interrogées privilégient sensiblement le recrutement par mobilité interne (au détriment du recrutement externe de jeunes diplômés). Cela souligne la nécessité pour les entreprises de disposer de personnel déjà formé au produit fabriqué et au processus de fabrication. Le profil ingénieur, peu représenté dans les équipes en charge des activités métrologiques (moins de 17 % des effectifs), est recruté en majorité par mobilité interne dans les petites entreprises et par recrutement externe dans les grandes entreprises. Concernant les profils recherchés, les entreprises semblent favoriser les candidats ayant des compétences dans les domaines des mesures physiques, du génie électrique ou électronique et de la mécanique. Il est important de noter que les compétences métrologiques ne sont pas citées comme pré-requis préalable au recrutement pour les entreprises interrogées. Voir actions n° 1, 2 et 4 du paragraphe III. II.2. Le processus de formation actuel en métrologie 1er point Pour améliorer les compétences du personnel en charge des activités métrologiques, les entreprises privilégient le recours aux actions de formations professionnelles continues (dans 67 % des cas) avec une préférence pour les stages inter-entreprises. Toutefois, l’évaluation portée par les entreprises sur les formations suivies est très satisfaisant sur le niveau de la formation (à savoir les pré-requis) alors qu’elle est mitigée sur la méthode pédagogique, la durée et le contenu. Voir action n°7 du paragraphe III. 2ème point Les besoins de formations exprimés par les entreprises interrogées portent sur essentiellement sur les thèmes suivants :
  • analyse des résultats,
  • organisation de fonction métrologie,
  • vulgarisation de la métrologie,
  • méthode de mesure et méthode d’étalonnage.
Compte tenu de la diversité des personnels en charge des activités métrologiques (opérateurs, techniciens et ingénieurs), l’offre de formation doit être adaptée aux profils des personnels concernés :
  • concernant les thèmes portant sur l’analyse de résultats de mesure et la méthode de mesure :
  • ils sont cohérents avec les nouvelles normes métrologiques intégrant le concept d’incertitude dans la déclaration de conformité et dans l’analyse de la capabilité des moyens de mesure (X 07-022) ;
  • la formation doit être adaptée au personnel en charge du management du système de mesure et du contrôle produit (ingénieur ou technicien) ;
  • concernant le thème portant sur l’organisation de la fonction métrologie :
  • il permet de former aux outils de pilotage de la fonction métrologie au regard des exigences du système de management (gestion du parc d’instrument de mesure, traçabilité des résultats au système S.I, sélection des fournisseurs en métrologie, optimisation des périodicités d’étalonnage, etc.) et des nouvelles normes organisationnelles (portant notamment sur l’optimisation des périodicités d’étalonnage (X 07-014)) ;
  • la formation doit être adaptée au personnel en charge du management de la fonction métrologie dans l’entreprise (cadre) ;
  • concernant le thème portant sur la vulgarisation de la métrologie :
  • il permet notamment d’appréhender la mesure comme moyen utilisé pour la déclaration de conformité du produit (ce qui représente un enjeu économique pour l’entreprise en terme de coût) ;
  • la formation doit s’adresser au personnel décideur de l’entreprise (cadres et dirigeants) et permettre une meilleure allocation des ressources nécessaires à la réalisation des objectifs qualités visés par l’entreprise ;
  • concernant le thème portant sur la méthode d’étalonnage, la formation doit être adaptée au personnel opérationnel (opérateur).
Voir actions n°1, 2, 5, 6, 8 et 9 du paragraphe III. II.3. Les besoins en compétences métrologiques 1er point Le besoin de formation des entreprises porte en grande majorité sur les compétences théoriques (domaine de compétence dans lequel on retrouve les outils liés à l’analyse des résultats et aux calculs d’incertitude, nécessaires pour le pilotage des processus de mesure) et organisationnelles (gestion du parc d’instrument de mesure). 2ème point Pour ces deux domaines de compétences, les besoins de formation des entreprises portent essentiellement sur les thématiques suivantes :
  • optimisation du coût de la métrologie (identification des indicateurs financiers, priorisation des actions, optimisation des périodicités d’étalonnage, gestion des contrats d’étalonnage, etc.) et connaissances statistiques (calcul d’incertitude, capabilité des processus de mesure, etc.) pour le domaine de compétence théorique.
La thématique portant sur l’optimisation du coût de la métrologie s’intègre dans les thèmes généraux identifiés précédemment comme répondant à des besoins de formations, à savoir « organisation de la fonction métrologie » et « méthode d’étalonnage ». La thématique portant sur les connaissances statistique, s’intègre dans les thèmes généraux identifiés précédemment comme répondant à des besoins de formations, à savoir « analyse de résultats de mesure » et « méthode de mesure » ;
  • connaissance des normes organisationnelles en métrologie pour le domaine de compétence organisationnelle. Elle s’intègre dans le thème général identifié précédemment comme répondant à des besoins de formations, à savoir « organisation de la fonction métrologie ».
Voir actions n°1, 2, 4, 5 et 6 du paragraphe III. 3ème point Le principal constat formulé par les entreprises concernant les besoins non satisfaits en formation révèle principalement une absence de compétences initiales des personnels recrutés en métrologie, notamment :
  • en statistiques industrielles, relevant des compétences théoriques ;
  • en connaissances normatives, relevant des compétences organisationnelles et des normes liées au domaine de pratique comme le concept « G.P.S » en métrologie dimensionnelle relevant à la fois des compétences théoriques (validation de méthode) et pratiques (exigences produit) ;
  • en pratique des instruments de mesure conventionnels de longueur et des méthodes traditionnelles (non assistées par ordinateur), relevant des compétences pratiques.
Certains besoins exprimés par les entreprises relèvent souvent de formations spécifiques à un besoin industriel qui peut être traité par une formation de type « intra-entreprise ». Cela illustre bien le manque d’informations dont dispose l’entreprise aujourd’hui pour identifier les formations existantes et dont elle a besoin. Voir actions n° 1, 2 et 4 du paragraphe III. III. Propositions de mesures d’améliorations III.1. Sensibilisation des établissements de formation Action n°1 :
  • Identifier la métrologie dans les fiches pédagogiques de certaines formations professionnelles initiales.
Les fiches pédagogiques 15 établies pour les filières scientifiques des domaines de la physique, de la chimie et des mathématiques devront identifier comme « enseignement métrologique » les thématiques suivantes : calculs d’incertitude, inter-comparaisons de résultats de mesure, étalonnage, capteurs/instrumentation. Cette action serait réalisée en collaboration avec des professionnels de la formation en métrologie, le ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche ainsi que certains services du ministère de l’éducation nationale et plus précisément la direction générale de l’enseignement scolaire (D.G.E.S.C.O)16, les sous-directions des lycées et de la formation professionnelle tout au long de la vie et la sous-direction des programmes d’enseignement, de la formation des enseignants et du développement numérique. Action n°2 : Intégrer l’enseignement métrologique (sous forme de module) dans les programmes pédagogiques de certaines formations professionnelles initiales, et notamment :
  • intégrer un enseignement ciblé sur les outils de la maîtrise des processus de mesure pour les niveaux III (profil technicien) à I (profil ingénieur) dans toutes les filières scientifiques ;
  • intégrer un enseignement ciblé sur la métrologie comme outil de pilotage dans les formations dispensant un enseignement sur les domaines hygiène-sécurité-environnement (HSE), de la biologie et des sciences de la vie et de la terre.
L’action serait réalisée avec les mêmes interlocuteurs que dans l’action n°1. Action n°3 : Développer des kits pédagogiques présentant les bases de la métrologie à destination des établissements de formation professionnelle initiale. Ces kits pédagogiques devraient cibler en priorité les professeurs en charge des enseignements scientifiques (physique, chimie, mathématiques et science de la vie et de la terre) et seraient accessibles sur le site du ministère de l’éducation nationale. Ils intégreraient notamment en fonction du module d’enseignement scientifique (physique, chimie, mathématiques et sciences de la vie et de la terre) les notions suivantes :
  • les unités et grandeurs concernées,
  • les notions de traçabilité,
  • l’incertitude de mesure.
Ces kits seraient élaborés en collaboration avec les organismes de formation professionnelle initiale (enseignants), des professionnels de l’enseignement en métrologie et le ministère de l’éducation nationale. III.2. Sensibilisation des élèves Cette sensibilisation serait réalisée indirectement grâce aux actions de sensibilisation énoncées au paragraphe 4.III.1 mais également à travers l’action suivante : Action n°4 :
  • développer et intégrer dans les programmes pédagogiques actuels des formations professionnelles initiales, dans le tronc commun, un module d’enseignement dédié à la vulgarisation de la métrologie industrielle, de ses outils et des normes organisationnelles.
L’action serait réalisée avec les mêmes interlocuteurs que dans l’action n°1. III.3. Formation des salariés en charge des activités métrologiques en entreprise Action n°5 :
  • développer les formations à distance telles que la formation en ligne (Elearning) sur les fondamentaux de la métrologie (vocabulaire, organisation de la fonction, connaissances statistiques de base de la métrologie, etc.).
Cette méthode d’apprentissage, moins contraignante que l’enseignement présentiel est particulièrement adaptée pour l’acquisition de concepts de base en métrologie. L’apport de cette action serait également bénéfique sur le plan pédagogique car elle offre la possibilité d’approfondir une thématique et sur le plan économique à travers une réduction des coûts liés à la formation du personnel. Ces modules de formation pourraient être développés en collaboration avec les organismes de formation, le ministère de l’éducation nationale et le ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche et les fédérations professionnelles. Action n°6 :
  • développer l’offre de formation professionnelle continue en matière de :
  • vulgarisation de la métrologie industrielle et de ses outils appropriés,
  • normes organisationnelles et optimisation du coût de la métrologie.
Un groupe de travail composé de représentants des fédérations professionnelles et des organismes de formation professionnelle pourra être constitué. Il aura pour mission de réfléchir à l’intérêt de développer de la formation sur ces thématiques métrologiques. Il convient en effet de rappeler que de nombreuses journées techniques de sensibilisation sont déjà organisées par des organismes de formations et les centres techniques. Action n°7 :
  • définir des pistes d’amélioration des méthodes pédagogiques et du contenu des formations professionnelles continues en métrologie.
La réalisation de cette action nécessiterait de constituer un groupe de travail composé de représentants des fédérations professionnelles, des organismes de formation professionnelle, du ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche et du ministère de l’éducation nationale. Il aura pour mission de proposer des points d’amélioration à apporter et des modalités pratiques de mise en oeuvre. III.4. Sensibilisation des cadres dirigeants d’entreprises Action n°8 :
  • développer et intégrer un module d’enseignement de la métrologie (comme outil de pilotage) dans les fiches pédagogiques17 actuelles établies pour les formations professionnelles initiales dispensant un module d’enseignement sur le management d’entreprise dans l’enseignement des cadres dirigeants (par exemple sous la forme de modules qualité-métrologie).
Tout élève-ingénieur pourrait ainsi être sensibilisé à la démarche métrologique au titre du futur manageur d’entreprise (sous forme de modules qualité-métrologie par exemple). L’action serait réalisée avec les mêmes interlocuteurs que dans l’action n°1. Action n°9 :
  • construire un indicateur financier lié au pilotage de la fonction métrologie et sensibiliser les dirigeants d’entreprise et les responsables métrologie à l’usage de cet indicateur financier.
Cette action serait réalisée en collaboration avec les fédérations professionnelles et les organismes de formation professionnelle continue.