CFM | Creative MetrologyDessiner la métrologiedu futur

Le Collège français de métrologiesous l’impulsion de son présidentCosimi Corleto a lancé en 2018une initiative visant à dessiner

les bases de la métrologie du futur etpermettant d’alimenter de manièretrès concrète les entreprises fran-çaises pour optimiser et faire évoluerdans la continuité leurs processusindustriels dans une stratégie plusglobale d’industrie du futur.

Dans ce contexte, l’industrie françaisedoit évoluer pour s’adapter et se pro-

jeter dans l’avenir. Un des axes decette évolution est le binôme insépa-rable mesure/métrologie. En effet,mesurer c’est garantir la conformitéaux exigences de conception doncaux exigences clients. Mesurer c’estaussi s’assurer la stabilité d’un processde production. Mais mesurer, c’estrespecter des normes, un référentiel,des méthodes, des principes dont estgarante la métrologie. Mieux produire,c’est mieux mesurer. Si la productionet ses outils évoluent, ainsi en est-il dela mesure et donc de la métrologie.

Les enjeux de la mesure dansle contexte de l’industrie du futurNous assistons aujourd’hui à uneconvergence des nouvelles techno-logies notamment IoT, big data et IAqui créent les conditions d’une évo-lution majeure dans le domaine de lamesure et de la métrologie. Plus decapteurs, qui communiquent plus etmieux, qui embarquent de l’intelli-gence, qui transmettent beaucoup dedonnées qui sont traitées par de nou-veaux moyens issus du big datacomme l’IA et permettent de faireévoluer les processus de mesure.

Car la métrologie doit être pensée ausens large du processus de mesureet non uniquement de la gestion d’unparc de moyens de mesure. En effet,les évolutions technologiques tou-chent tous les aspects du processusde mesure.L’étalonnage lui-même bénéficie del’évolution des technologies. On com-mence à sortir du paradigme clas-sique de l’étalonnage avec la notiond’étalonnage à distance en permettantd’assurer un raccordement aux éta-lons quasi temps réel.Toutes ces évolutions doivent se fairetout en assurant la traçabilité et lasécurité des données. C’est là où lestechnologies comme la cybersécu-rité et la blockchain interviennent.Dans cet article, trois membres du“Think Tank Creative Metrology”témoignent pour partager leur visionde la mesure 4.0 �

Les membres du Think Tank Creative Metrology

Ce groupe de travail compte40 participants issus d’entreprisesindustrielles de toutes tailles etopérant sur des marchés différents,de centres techniques, de laboratoireset de centres de formations/écoles.Parmi ses membres, outre son piloteCosimi Corleto, président du CFM etPDG de l’entreprise STIL sensors, onretrouve François Daubenfeld de PSAgroupe, David Vasty de Trescal, PierreClaudel du Cetiat, Adil Abaz deThales Global Services, CyrilLorthiois du Cetim, Cédric Boquet de

Diagnostica Stago, Raymond Buissonde RB Consultant, CarolineSchmieliewski du Laboratoire centralde la préfecture de police, ThierryCoorevits des Art et métiers Paristech, Laurent Delage deManumesure, Sébastien Denaes deColas, Michèle Desenfant du LNE,Christophe Drouault de E2M,Mohamed El Mansori des Arts etmétiers Paris tech, Jacques OlivierFavreau du Cetiat, Jean-Rémy Filtzdu LNE, Gilles Gaubert du Symop,Benoît Gottié de Safran Aircraft

Engines, François Hennebelle del’Université de Bourgogne, AmauryLainé de Polyworks Europa, JeanMartin d’ADP, Carlos Martinsd’Eurotherm, Laurent Melin dePolytec PI, Stéphane Moreld’Akeoplus, Fadil Nimanbeg de CRBManagement, Hafsa Nour de Sofimae,et Pascal Novais d’ADP.

Ces membres se réunissentrégulièrement pour partager leursbesoins, identifier les nouvellesproblématiques que fait naître

l’adoption de technologies et deprocessus liés à l’usine du futur.Il s’agit d’agréger les attentes desindustriels, de réfléchir à la mise enœuvre de solutions les plus adaptéeset de partager les expériences dechacun. Ce groupe veut donner savision de ce que sera la mesureindustrielle demain. Comment elles’intégrera à la production, prendraen compte les évolutions et lesruptures technologiques des capteurset des systèmes de transmission desinformations.

CREATIVEMETROLOGY,

UN GROUPEDE TRAVAIL

DU COLLÈGEFRANÇAIS DEMÉTROLOGIE

N°66 � FÉVRIER 2019 — 64 —

© Hurca!

Témoignages« Pour bien optimiser et agir,

il faut bien mesurer »

Le Cetiat a une activité dans ledomaine de la mesure(énergie, température, débutgaz, liquides, pression, vitessed’air, humidité) et enparticulier sur l’efficacitéénergétique dans l’industrie :comment produire enconsommant moins d’énergie ?L’efficience des procédésindustriels est un pilier del’industrie du futur. C’est à cetitre que le Cetiat participe au“Think Tank CreativeMetrology”, au-delà d’êtreadhérent et membre actif duCollège français de métrologie.Le Cetiat a d’ailleurs créé unefiliale Allice (allianceindustrielle pour lacompétitivité et l’efficacitéénergétique) pour animer unefilière sur l’efficacitéénergétique. Les liens avec lamétrologie et la mesure sontévidents : pour bien optimiseret agir, il faut bien mesurer.

La mission première de cegroupe de travail est de sensibiliser les acteurs dansl’industrie à la métrologie etplus largement à la mesure, enémettant desrecommandations, en donnantune vision, et pourquoi pas enmontant des projets et enallant chercher desfinancements adaptés.

En effet, côté processindustriel, les entreprisesdoivent intégrer la mesure auplus tôt dans toute nouvelleinstallation industrielle. Celacoûte toujours moins cher del’intégrer dès le départ. Ellesdoivent aussi ne pas êtrefrileuses sur les innovationstechnologiques comme le bigdata, l’IA, la blockchain et sefamiliariser avec elles. Du côtédu produit, il faut penser lamesure de la conformité làencore dès le départ etintégrer la mesure au plus tôtdans la fabrication.

La mesure a une place centraledans l’industrie du futur. Et par mesure, je distinguetrois niveaux :- au niveau du capteur. Engénéral dans un processindustriel, l’équipement encapteurs est souvent leparent pauvre, car cela coûtecher. Côté mesure, on peutimaginer d’avoir des capteursmoins bonsmétrologiquement donc bascoûts qui installés en grandnombre et partageantl’information aboutisse à une

meilleure performancecollective. Pour l’analyse del’air, des milliers de capteurspeuvent remplacer quelquestrès bons capteurs. Côtémétrologie pure, on voitémerger aujourd’hui descapteurs basés sur denouvelles technologiescomme la technologiequantique (domaineélectrique pour la générationde l’ampère) qui pourraientconstituer des étalons de trèshaut niveau pouvant intégrerl’usine. Dans les 10 ans àvenir, on pourrait avoir cetype d’équipement,impliquant une révision de lavalidité de la mesure,l’absence de l’étalonnage.- au niveau du traitement dusignal. Ici encore desinnovations émergent et unetendance nouvelle estl’utilisation de toutel’information fournie parl’élément sensible du capteur.Qui capte une massed’informations qui ne sontpas utilisées. Par exemple,une entreprise commeEndress+Hauser propose descapteurs pour la débitmétriequi fournit une valeur dedébit, mais aussi detempérature, de massevolumique. Cela est vrai aussidans le domaine électriqueavec notamment l’analyse enfréquence, les informationsrésidant dans les régimestransitoires.- au niveau du traitement desdonnées. C’est sûrement à ceniveau que sont attendues le

plus d’innovations qui ontdéjà commencé à pénétrerl’usine. Ce sont les apports detechnologies comme le bigdata, la blockchain poursécuriser les données et biensûr l’intelligence artificielle.Cela implique d’avoir unedigitalisation de l’usine, lamise en réseau des capteursdéjà évoquée et donc lestechnologies liées à l’IoT pluslargement. Tout cela doitcontribuer à l’optimisation entemps réel des lignes deproduction.

Au niveau du Cetiat, nousavons déjà eu des initiativesallant dans le sens del’industrie du futur sur le voletmétrologie, en particulier auniveau du capteur. En effet,pour nos mesures de débit,nous utilisons un cristal derubidium comme référence entemps et en fréquence. Cecristal doit être étalonnérégulièrement à l’observatoirede Paris, occasionnant desarrêts de production. Nousnous sommes affranchis de cetétalonnage par l’installationd’une antenne GPS sur le toitdu bâtiment qui reçoit lessignaux des satellites GPS etgénère une référence en tempset fréquence qui sert àétalonner les bases de tempsen interne. Cela nous a permisd’éviter les arrêts deproduction et donc de gagneren efficacité.

cahier

MÉTR

OLOG

IEAVEC LE COLLÈGE FRANÇAIS

DE MÉTROLOGIE

— 65 — N°66 � FÉVRIER 2019

Pierre CLAUDELdirecteur de la division métrologie duCetiat (centre technique desindustries aérauliques et thermiques)

CREATIVEMETROLOGY,

UN GROUPEDE TRAVAIL

DU COLLÈGEFRANÇAIS DEMÉTROLOGIE

Témoignages« L'étalonnage garantit le passé,

mais pas le futur »

N°66 � FÉVRIER 2019 — 66 —

Compte tenu des évolutionstechnologiques récentes et encours dont le big data, lesenjeux à venir dans la métrolo-gie et plus largement la mesureconcernent l’exploitation desdonnées. Il s’agit d’en tirer lemaximum. De nouveauxmétiers d’ailleurs émergentcomme les data scientists.

De plus, cette évolution pose laquestion de la qualité des don-nées. Les décisions sont prisesà partir des données demesures. Du fait de la massedes données, le risque existe deperdre en qualité des donnéesen particulier lorsqu’elles sontmesurées. C’est la responsabi-lité des métrologues degarantir la qualité des donnéesmesurées. Ils sont donc en pre-mière ligne. Cela va élargir lemétier de la métrologie, au-delà de la gestion des moyensde mesure. Il faut raisonnerprocessus de mesure dans unevision plus large.

L’étalonnage n’est d’ailleursplus le seul garant de cette qua-lité. En réalité, l’étalonnagegarantit le passé, mais pas lefutur. Ce que l’on développe

aujourd’hui, c’est la surveil-lance des moyens. Il fautregarder un parc de moyensglobalement, surveiller les corrélations. L’analyse des données d’équipements surune chaîne de production permet d’avoir une vision prédictive de la dérive desmoyens. On regarde mainte-nant aussi le futur. Pour traiterces données d’équipement, l’IA est bien placée et pas uniquement dans une architec-ture supervisée.

En effet, au niveau des cap-teurs eux-mêmes, l’intelligencepeut s’embarquer. Et pas seulement pour que les capteurs communiquent entreeux, mais pour qu’ils puissentpar exemple se recalibrer auto-matiquement, qu’ils puissentintégrer les incertitudes demesure et qu’ils soient in fine àmême de déclarer la confor-mité de la mesure.

Une autre tendance forte c’estd’avoir des moyens dans le fluxafin d’avoir une vision tempsréel. Les moyens de mesureoptiques qui permettent parexemple de faire des mappingscomplets et non des mesurespoint à point sont aussi un axede développement. Les exi-gences de mesures peuventêtre accrues. C’est le cas desmesures des émissions de polluants dont les exigences entermes de mesure sont de plusen plus sévères. On doit mesu-rer des quantités de plus enplus petites. Et du côté des

produits, n’oublions pas que lescapteurs sont fondamentauxpour le véhicule autonomeavec un rôle central de l’IA,pour le traitement des données…

Chez PSA, le rôle de la fonctionmétrologie, c’est de garantir lesprocessus de mesure et lesrisques associés, en produc-tion, en R&D (notamment pourles essais).

Depuis plusieurs années, nousavons mis en place uneapproche processus et risques.On gère toujours l’étalonnage,mais nous avons évolué pouravoir une approche processusglobale avec risques associés.Pour l’étalonnage, nous avonspar exemple développé unoutil (Ocean) basé sur uneAmdec sur le processus demesure lui-même. Pour chaquemesure, nous évaluons sonniveau de risque et l’occur-rence de dérive. Par lacombinaison de ces paramè-tres, nous décidons des actionsà mettre en place pour limiterles risques comme l’ajustementde périodes d’étalonnage, laredondance des moyens demesures… Nous optimisonsainsi la gestion du parc demesure.

Cette démarche s’inscrit dansle cadre plus large d’unedémarche normative avec unstandard interne d’évaluationdes compétences des labora-toires. C’est en quelque sorteune ISO 17025 adaptée aux

besoins de PSA. Notre rôle demétrologues est ainsi dedéployer ce standard eninterne, mais aussi chez nosfournisseurs.

Du côté des compétences, onconstate une nécessité d’ac-croitre les compétences enconception des systèmes demesure industriels. La métro-logie doit être traitée en amontavec des moyens de vérifica-tion qui s’automatisent.

Le groupe de travail CreativeMetrology nous intéresse, car ilnous permet à la fois d’êtremoteurs, et collectivementfaire émerger des axes deréflexions. Un des sujets quinous préoccupent est le sujetdes compétences et en particu-lier de la formation initiale etcontinue. Le Groupe de travaildoit donner des pistes sur cesujet. Il doit être force de proposition. Par la présenced’interlocuteurs diversifiés,nous même grand groupeapprenons des autres, de leurs pratiques quelle que soit leur taille.

En bref, la métrologie est unsujet fondamental qui va deve-nir de plus en plus importantdans l’industrie du futur. On nepeut pas l’aborder seul. Il faut donc partager. Le CFMest un lieu de partage, une plateforme pour le faire.

François DAUBENFELDmaître expert métrologie de PSA groupe

Témoignages« Il faut exploiter, valoriser,

traiter et sécuriser les données »

Avec l’émergence denombreuses nouvellestechnologies, le métier de lamétrologie va évoluer. Lavision de la métrologie par lesindustriels doit donc évoluer.Elle est vue souvent sousl’angle de l’étalonnageuniquement. Elle s’inscrit dansun processus global de mesurequi intègre l’expression dubesoin qui est clé, lasurveillance, l’étalonnage biensûr, la garantie la qualité desproduits…

Nous allons cependantcontinuer de nous appuyer surla métrologie fondamentaleavec des étalons de référence,le raccordement à ces étalonsvia l’étalonnage desinstruments, en assurant leurtraçabilité, mais nous allonsavoir de plus en plus dedonnées. Et ces données, ilfaut les exploiter, les valoriser,

les traiter, les sécuriser.

De plus, on assiste parl’évolution de la connaissanceet des technologies, à l’arrivéede nouveaux concepts et outilsmétrologiques. Ce sont parexemple les nouvellesdéfinitions des unitésfondamentales, l’irruption destechnologies quantiques, desnanotechnologies quipermettent d’envisager unemétrologie quantique. Lanouvelle définition del’ampère laisse entrevoir lapossibilité de réaliser desétalonnages à distance.

Nous pouvons faire le parallèleavec la médecine qui a vuapparaître la télémédecine etla chirurgie à distance. Lamétrologie prend le mêmechemin. Aujourd’hui nousenvoyons des techniciens sursite, mais nous envisageonsd’avoir des techniciens quiopèrent à distance. Nous avonsd’ailleurs des projets de

robotisation d’étalonnage dansdivers domaines pour lesquelsdes tâches répétitives sontimpliquées. C’est aussi unmoyen de pallier la pénurie detechniciens. Ces technologiespour certaines peuvent restercoûteuses, mais elless’industrialisent et deviennentabordables.

Trescal est un prestatairemondial de gestion de parc demesure et nous devons suivreces évolutions et les anticiper.C’est pourquoi nousparticipons par exemple à cegroupe de travail CreativeMetrology. Ce groupe estreprésentatif de tous lessecteurs d’activité et celapermet de faire ressortir lesbesoins des clients et departager ces besoins, lescontraintes associées pourtrouver ensemble dessolutions. Nous avons bien sûrdes idées en interne, mais noussouhaitons les confronter auxautres et les consolider. Nous

évoluons aussi en rachetantparfois des entreprises qui ontdéveloppé de nouvellessolutions, de nouvellestechnologies.

Enfin, nous participons aussi àdes groupes de normalisationpour que ces avancées seconcrétisent ensuite dans lesnormes. Notre présenceinternationale nous permet debénéficier des avancées dansles autres pays et d’harmoniserles pratiques. L’Allemagne faitpartie des pays avancés, maisla France reste un précurseuravec un historique et deslaboratoires de référence detrès haut niveau. Trescal adémarré en France.

Il faut que les entreprisesindustrielles prennent le trainen marche de la métrologie4.0. Les travaux de ce groupede travailvont dans ce sens etle CFM par l’ensemble de sesactions joue un rôleparticulièrement important.

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IEAVEC LE COLLÈGE FRANÇAIS

DE MÉTROLOGIE

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David VASTYdirecteur technique Europechez Trescal

© Aurélien Mahot

© Hurca!