Qu'est-ce que l'étalonnage et comment l'IIoT peut-il aider à gérer les rapports ?
L'étalonnage est essentiel dans l'automatisation industrielle. Il garantit en effet que les instruments de mesure fournissent des résultats précis. Les plates-formes IIoT simplifient la documentation, offrent un accès centralisé aux données d'étalonnage et permettent une planification efficace des étalonnages.
En bref
- Cet article explique les principes fondamentaux de l'étalonnage, son importance et la différence entre étalonnage et ajustage.
- Il met également en lumière la façon dont les solutions IIoT simplifient la gestion des rapports d'étalonnage.
- Un écosystème IIoT peut centraliser l'accès à la documentation, fournir des données quasiment en temps réel et contribuer à une planification efficace des étalonnages, voire au suivi de conformité.
Qu'est-ce que l'étalonnage ?
L'étalonnage peut être décrit schématiquement comme un processus de comparaison entre la valeur mesurée d'un instrument à étalonner et un étalon de référence de précision élevée et connue. Fondamentalement, il permet de déterminer si l'instrument fournit des résultats de mesure situés dans les limites acceptables.
Définition de l'étalonnage
Le Bureau international des poids et mesures (BIPM) définit l'étalonnage comme une « opération qui, dans des conditions spécifiées, établit en une première étape une relation entre les valeurs et les incertitudes de mesure associées qui sont fournies par des étalons et les indications correspondantes avec les incertitudes associées, puis utilise en une seconde étape cette information pour établir un résultat de mesure à partir d'une indication ».
L'exécution de l'étalonnage nécessite des outils et des instruments spécifiques qui varient en fonction du type d'étalonnage. Parmi les exemples courants, citons les calibreurs avec des certificats d'étalonnage valides, les appareils standard et les bancs d'étalonnage.
Pourquoi l'étalonnage est-il important ?
L'étalonnage est essentiel pour garantir une mesure précise. Les appareils de mesure sont installés dans différents environnements industriels où ils sont exposés à des défis tels que l'abrasion, les vibrations, des changements de température brusques, des conditions difficiles et des chocs mécaniques. Ces facteurs peuvent affecter les performances des appareils. Ce risque rend nécessaire l'étalonnage pour vérifier la précision et, au besoin, ajuster l'instrument afin de respecter les spécifications de l'application.
Un étalonnage précis a des effets positifs sur les process de production en garantissant des mesures fiables. Il réduit également les variations dans les limites des caractéristiques techniques, facilite la maintenance préventive et garantit la traçabilité des mesures.
En outre, les instruments intelligents modernes – tels que ceux équipés de la Heartbeat Technology d'Endress+Hauser – fournissent des informations d'état continues. Ils offrent ainsi une vision plus claire de l'état de fonctionnement des appareils et de la fiabilité des mesures.
Que faut-il savoir concernant le certificat d'étalonnage ?
Pendant l'étalonnage, toutes les mesures doivent être enregistrées soit manuellement soit au moyen d'un système automatisé. Une fois la procédure terminée, un document final appelé certificat d'étalonnage est établi. Il contient toutes les données techniques de la procédure.
Généralement, le certificat comprend des comparaisons entre l'appareil étalonné et l'étalon de référence traçable. Il doit également contenir les caractéristiques techniques des deux instruments, les données de la procédure, l'incertitude d'étalonnage, le numéro d'étalonnage et les signatures du personnel autorisé.
Quels instruments nécessitent un étalonnage ?
Tous les appareils de mesure peuvent être étalonnés pour assurer leur bon fonctionnement et le niveau de précision requis pour leur application. Bien que le concept d'étalonnage reste le même, la procédure varie en fonction du type d'instrument de terrain.
L'étalonnage d'un transmetteur de pression, par exemple, peut se dérouler avec une balance manométrique étalonnée, comme référence, pour générer la pression. Il est également possible d'utiliser un autre appareil de pression atteignant une précision plus élevée que l'appareil à étalonner.
Toutes les procédures d'étalonnage doivent comprendre un certificat d'étalonnage valide confirmant la conformité aux normes applicables dans la région concernée.
Comment fonctionne l'étalonnage ?
L'étalonnage consiste à comparer l'appareil à tester avec un étalon de référence, généralement en plusieurs points de la gamme de mesure – le plus souvent 0 %, 25 %, 50 %, 75 % et 100 %. Des points de test supplémentaires peuvent être ajoutés si nécessaire, mais cela peut augmenter les coûts.
L'étalon de référence utilisé dépend du type d'appareil :
- Transmetteurs de débit : l'étalonnage peut comprendre un appareil maître, une comparaison avec une balance ou un étalonneur mobile.
- Transmetteurs de pression : on utilise généralement un appareil standard de précision supérieure, un calibreur numérique ou une balance manométrique.
- Transmetteurs de température : une référence étalonnée, comme un simulateur électronique de capteur de température, est mise en œuvre.
Les procédures d'étalonnage reposent sur une procédure opérationnelle standard (POS) qui décrit chaque étape. Il n'y a pas de définition universelle de l'intervalle entre les étalonnages, qui peut toutefois être déterminé sur la base de facteurs tels que :
- Type d'appareil et application
- Recommandations du fabricant
- Analyse des tendances des étalonnages précédents
- Données historiques des instruments
- Comparaison avec des appareils similaires dans l'installation
- Précision de mesure requise
Différence entre étalonnage et ajustage
De manière générale, on entend par étalonnage le processus de comparaison d'un appareil avec un étalon de référence d'une précision supérieure et connue. Si nécessaire, l'ajustage est effectué après l'étalonnage pour corriger les écarts identifiés lors de la comparaison.
Dans le cadre de l'étalonnage, la procédure consiste à vérifier la gamme de mesure par rapport à l'étalon de référence. Si un écart supérieur à la limite acceptable est détecté, l'instrument doit être ajusté.
L'ajustage d'un transmetteur de pression, par exemple, s'effectue généralement par réglage du zéro puis de l'échelle. Selon l'âge de l'appareil et les spécifications du fabricant, il est possible d'effectuer des réglages mécaniques ou logiciels pour modifier ces paramètres. Après ajustage, l'étendue de mesure doit être vérifiée une nouvelle fois par rapport à l'étalon pour confirmer que la précision atteint les limites requises.
Quel est l'avantage de l'étalonnage sur site ?
L'étalonnage sur site est une pratique courante dans les environnements industriels, notamment dans le cadre d'arrêts de production programmés lorsque plusieurs instruments nécessitent un étalonnage. Dans ce cas, des prestataires externes sont souvent mobilisés pour étalonner les instruments de pression, température et débit.
L'étalonnage sur le terrain, y compris l'étalonnage du débit, est de plus en plus fréquent. De nombreuses entreprises utilisent désormais des bancs d'étalonnage mobiles pour fournir ces services directement sur site. Endress+Hauser propose par exemple un étalonnage sur site réalisé par des professionnels certifiés au moyen de bancs mobiles sophistiqués.
L'étalonnage sur site offre plusieurs avantages : il n'est plus nécessaire de transporter les instruments, les ajustages et les réparations sont possibles immédiatement, et il devient plus facile de remplacer rapidement les instruments. Précisons également que toutes les opérations sont effectuées par des experts qualifiés. Cette approche réduit les temps d'arrêt et garantit le respect des normes d'étalonnage.
À quelle fréquence étalonner ?
La fréquence d'étalonnage dépend de plusieurs facteurs, sachant qu'il n'y a pas de valeur standard universelle. Selon les meilleures pratiques, il est recommandé de prendre en compte les points suivants lors de la définition des intervalles d'étalonnage :
- Criticité de la mesure pour le process
- Exigences du système de qualité de l'usine
- Conformité réglementaire
- Recommandations du fabricant
- Impact d'une défaillance due à un manque de précision
- Autres exigences techniques
Ces facteurs aident à établir un calendrier d'étalonnage approprié, qui peut être ajusté en fonction des besoins. Les solutions IIoT modernes simplifient encore davantage la planification et l'exécution des étalonnages. Elles permettent en effet d'accéder facilement aux données des appareils et aux outils de planification.
Qu'est-ce que l'incertitude d'étalonnage ?
L'incertitude d'étalonnage correspond au degré de doute associé au processus d'étalonnage. Elle dépend de facteurs tels que les conditions de montage, la traçabilité de la référence et les variables ambiantes. Si l'incertitude d'étalonnage dépasse la tolérance de l'instrument qui est en train d'être étalonné, il convient de s'interroger sur la validité de l'étalonnage.
L'utilisation d'un débitmètre à pince pour étalonner un appareil en ligne, par exemple, peut entraîner une incertitude d'étalonnage supérieure à la tolérance de l'
appareil de mesure installé. Le processus est alors inefficace.
Que faut-il savoir concernant la réussite et l'échec de l'étalonnage ?
L'étalonnage d'un appareil à tester peut aboutir à une réussite ou à un échec sur la base de ses limites de tolérance, définies par le fabricant ou indiquées dans le certificat d'étalonnage initial. Si l'écart mesuré dépasse la limite de tolérance lors de l'étalonnage, ce dernier est considéré comme un échec. Dans ce cas, l'appareil doit être ajusté et réétalonné. Si la différence entre l'appareil étalonné et l'étalon de référence ne dépasse plus la limite de tolérance après l'ajustage, l'étalonnage est réussi.
Comment gérer les rapports d'étalonnage avec l'IIoT ?
Le stockage approprié et l'accessibilité des documents d'étalonnage sont essentiels. Les services IIoT modernes, tels que Netilion Library, permettent de gérer sous chaque désignation d'appareil les rapports d'étalonnage, les caractéristiques techniques ainsi que la documentation correspondante, et ce grâce à une gestion centralisée basée sur le cloud. Cette approche garantit que tous les membres de l'équipe peuvent consulter, partager et mettre à jour efficacement les informations, ce qui leur permet de gagner du temps pendant la vérification sur le terrain ou lors de la recherche d'enregistrements d'étalonnage antérieurs.
Lorsqu'elles sont intégrées avec des dispositifs périphériques, les plates-formes IIoT peuvent créer automatiquement des jumeaux numériques de tous les instruments. Les fichiers sont alors accessibles à partir de smartphones, tablettes et ordinateurs portables. Cela simplifie la collaboration et garantit que la documentation technique et les rapports d'étalonnage sont toujours disponibles, améliorant ainsi l'efficacité et la conformité.
