L’industrie de la mesure, soumise au progrès perpétuel

Dossier : La mesure au cœur des sciences et de l'industrieMagazine N°649 Novembre 2009
Par Patrick ANTOINE

Plus les activités humaines et les échanges se développent et se spécialisent, plus la métrologie et la mesure participent de cette vie économique. Le besoin de mesure s'est considérablement développé avec les améliorations de la qualité, le suivi de la fabrication et l'amélioration de la maîtrise des process industriels.

Repères
On peut estimer la production française de l'industrie de la mesure à quelque 4 milliards d'euros dont environ la moitié d'immatériel (ingénierie, logiciel, contrôle, étalonnage, audits, maintenance, installation) et le nombre d'emplois à environ 30 000.
Les grands noms dans la profession sont multinationaux (ABB, Emerson, Honeywell, Siemens, Yokogawa, etc.) ou européens (Elster, Endress Hauser, Krhone, etc.). Contrairement à d'autres secteurs qui se sont internationalisés, la concentration et les regroupements n'ont pas nui à la production française. Les entreprises nationales qui ont été rachetées n'ont pas été supprimées mais ont été souvent renforcées et les sites français se sont développés. Parallèlement, beaucoup de petites entreprises ont développé un savoir-faire spécifique qui leur permet de s'imposer en France et à l'étranger (Alma, Georgin, Madic, Pernin, Testo, Ultraflux, etc.). Elles sont porteuses de technologies pour l'avenir et garantes de la présence française dans un domaine essentiel pour le développement d'une industrie nationale.

Information et sécurité

La mesure est aujourd'hui au service d'exigences sociétales, souvent exprimées dans des dispositions législatives ou réglementaires.

L'exigence d'information du public comporte notamment : l'obligation d'indiquer la composition précise d'un produit ; la classification des appareils ménagers selon leurs performances énergétiques ; les performances écologiques des véhicules ; le diagnostic obligatoire des performances énergétiques d'un bâtiment à l'occasion d'un changement d'occupant, qu'il soit locataire ou propriétaire.

Exigence d'information et exigence de sécurité

L'exigence de sécurité porte, par exemple, sur les contrôles de vitesse et de distance entre véhicules sur les routes ; les contrôles de respect de la chaîne du froid lors des opérations logistiques (stockage, transport et distribution). Cela concerne des articles aussi courants que les produits alimentaires, frais ou surgelés, et les médicaments.

Il s'agit là de mesures immédiatement perceptibles par le citoyen, dont les besoins et exigences sont et seront en développement constant.

Des technologies nouvelles

De nouveaux étalons
La complexité de la collecte et du traitement de telles mesures et l'ardente exigence de précision font que la métrologie est aujourd'hui un des principaux domaines de la recherche fondamentale et appliquée. C'est ainsi qu'il est progressivement procédé à une redéfinition des étalons. Le mètre étalon a maintenant une définition " physique ". Des chercheurs travaillent, en France, à une nouvelle définition des unités de poids.

La mécanique, l'électronique, l'informatique, la biologie, la génétique, la médecine, l'automobile, l'aéronautique, le spatial, bref les industries " de pointe " demandent des mesures de plus en plus précises et sophistiquées non seulement pour la fabrication des produits mais aussi pour leur utilisation.

Nous sommes dans le domaine des capteurs, ces petits appareils qui mesurent, traitent les données recueillies et agissent.

Il en est ainsi des capteurs qui gèrent les vérins des portes d'avion en calculant en permanence la pression différentielle entre l'intérieur et l'extérieur de l'appareil pour que les portes restent en place malgré les variations de température, d'altitude et donc de pression.

Mais il y a aussi les capteurs qui mesurent des données de natures différentes (physiques, chimiques, biologiques, etc.). Après les avoir collectées et rapprochées, ils les renvoient à un ordinateur qui proposera ou même décidera des actions à entreprendre.

La mesure s'applique à l'infiniment grand comme à l'infiniment petit, les nanotechnologies sont désormais d'usage courant dans la génétique ou l'électronique.

La mondialisation

Des exigences formalisées
Il existe depuis 2006 une Directive européenne sur les instruments de mesure. À une échelle plus large, l'Organisation internationale de métrologie légale, qui juridiquement n'émet que des recommandations, décide en fait des exigences minimales, mais cependant de plus en plus élevées, pour qu'un pays soit considéré comme disposant d'une législation crédible dans le concert international.

Le développement du commerce international, la présence de grands groupes multinationaux exigent l'uniformisation des législations et des normes qui concernent à la fois les conditions de réalisation de la mesure et les procédures d'étalonnage et d'essais.

La métrologique légale, qui concerne les transactions commerciales (comptage et pesage) pour l'essentiel, devient internationale.

En métrologie industrielle, les normes nationales, telles les normes françaises NF, sont harmonisées au niveau européen pour devenir des normes européennes EN. Les normes internationales ISO sont en développement constant et sont également considérées comme exigences minimales.

Cette internationalisation pose par ailleurs la question, encore à régler, de l'uniformisation des unités de mesure.

Il y a quelques mois une sonde spatiale, dont la conception résultait d'une coopération internationale, a " manqué " la planète Mars. La cause indiquée était un défaut de raccordement suffisamment précis entre des unités métriques et des unités anglo-saxonnes.

Une industrie de solution

" L'industrie de la mesure " ne vend plus un produit mais une solution à une question posée par un client.

Il n'y a plus que du " sur-mesure ", composé d'un hardware fait de mécanique et d'électronique et donc de mécatronique auquel sont associés un logiciel de fonctionnement interne dit " de base ", un ou des logiciels d'interface avec d'autres appareils et le ou plus souvent les logiciels spécifiques à l'application. L'ensemble étant généralement désigné sous le nom de " système ".

L'industriel de la mesure doit être capable de participer à l'ensemble du système. Le client étant souvent une entreprise multinationale, il doit également assurer le respect de réglementations et de normes de niveaux différents : comme nous l'avons dit, elles ne sont pas encore internationalement homogènes.

Une industrie fragmentée

 Lorsqu'un client lance une consultation en définissant un besoin, il s'adresse généralement à un bureau d'études intégrateur de moyens matériels et logiciels qui lui sont extérieurs. La " solution mesure " résultera du rassemblement d'un ou de plusieurs fabricants d'appareils, de sociétés développant des logiciels d'interface, et de l'intégrateur, seul interlocuteur du client final.

Fabriquer en grande quantité ou concevoir des appareils spécifiques

Pour les fabricants d'appareils, deux situations différentes peuvent en résulter : soit ils fabriquent des appareils vendus en grandes quantités sur le marché international (compteurs domestiques d'eau, de gaz ou d'électricité) ; soit ils conçoivent et fabriquent des appareils, pas toujours plus sophistiqués, mais plus restreints dans leurs applications, ou plus spécifiques dans leur technologie. Ils peuvent alors aller plus avant dans le développement de systèmes. Sur ce segment, nous trouvons encore très heureusement de nombreuses PME françaises qui se déploient souvent et avec succès sur des niches qu'elles savent satisfaire et préserver.

De la pompe à la banque

Prenons l'exemple simple d'une pompe à essence d'une station-service.
L'appareil métrologique est le mesureur (compteur). Il est enfermé dans le bas de la caisse. Personne ne le voit.
La vignette verte qui, elle, est visible est la preuve qu'il a été contrôlé et que la mesure est correcte. Le cœur du système est formé du calculateur électronique et du logiciel qui lui est associé. Il recueille le volume transmis par le mesureur, multiplie la quantité par le prix unitaire applicable au produit consommé, gère l'éventuel lecteur de cartes de crédit lors d'un paiement à la pompe, reçoit de la jauge électronique la variation de volume dans la cuve. Le calculateur transmet ensuite toutes ces données au pupitre qui est dans la boutique, lequel est relié à l'ordinateur de l'exploitant.
Ce dernier gère également les produits vendus dans le magasin (épicerie, journaux…) et les stocks correspondants. Il est bien sûr relié à la banque pour l'enregistrement des ventes payées par carte à la caisse.

 

Des prestations de services

Le client, l'utilisateur final, est désormais tellement éloigné de la conception de son produit, qu'il ne sait souvent ni l'entretenir ni en assurer la gestion métrologique (réétalonnage, vérifications périodiques, enregistrements).

Il se trouve aussi que cette tâche, très spécialisée, ne justifie pas sur un site déterminé la création d'un poste demandant une formation spécifique. Et pourtant, le parfait contrôle de la chaîne métrologique est indispensable, notamment pour avoir la certification qualité désormais exigée par la très grande majorité des clients.

Il s'est ainsi créé, depuis une dizaine d'années, une activité de prestation de services d'entretien du parc d'appareils de mesure et de gestion de la métrologie industrielle. Ces activités en France se développent rapidement, dans des conditions techniques et économiques satisfaisantes.

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