Les publications 2007 de la revue Traitements et Matériaux

Normes, qualité, traçabilité, performances… des mots incontournables et des contraintes quotidiennes

Les mesures et le contrôle font partie intégrante des nombreuses étapes de la vie d’un produit, dès sa conception, son développement, sa production jusqu’à son utilisation. Si les techniques de mesure classiques sont pour la plupart d’entre-elles toujours d’actualité, on assiste aussi à un développement de nouvelles méthodes de plus en plus performantes et complexes.
Nous ne pouvons plus nous contenter de caractériser un alliage par des mesures de dureté, de propreté inclusionaire ou de taille de grain par microscopie optique. L’obtention d’aciers, d’alliages et de revêtements toujours plus performants passe par la maîtrise de la structure à l’échelle nanométrique. En complément des ca­rac­térisations sur le matériau, viennent ensuite tous les contrôles sur les procédés de fabrication, de traitement thermique, de traitement superficiel, d’usinage. Les certifications de type NADCAP et le respect des nombreuses normes (AMS2750-D...) sont des passages obligés pour les entreprises. La mise en application de ces normes est relativement contraignante mais représente l’assurance d’un contrôle suivi de la performance des outils de production et la formalisation d’une traçabilité parfaite.
​​​​​​​Après le contrôle du matériau et des procédés vient ensuite le contrôle de la pièce. Aux classiques mesures dimensionnelles s’ajoutent par exemple les contrôles de défauts (magnétoscopie, radiographie…), les mesures de contraintes résiduelles…
Les codes de calculs sont aussi très avides de mesures. Pour prévoir la durée de vie d’une pièce, quel que soit le modèle numérique utilisé, aussi élaboré soit-il, si aucune donnée fiable n’est disponible, il sera difficile d’obtenir des résultats exploitables.
L’A3TS, par l’organisation de ses différentes manifestations, permet régulièrement de se tenir informé des récentes évolutions. Lors de notre dernier congrès national, un thème entier était consacré au Contrôle et notre prochaine journée nationale sur les contraintes résiduelles traitera de l’aspect mesure. Les numéros de la revue Traitement Thermique et Ingénierie des Surfaces, comme celui-ci, sont aussi un vecteur d’informations important à ne pas négliger.

Pascal Lamesle, Responsable comité scientifique A3TS

L’innovation palpable au Congrès A3TS de Lille

Lille a accueilli le 35e Congrès du Traitement Thermique et de l’Ingénierie des Surfaces, les 23, 24 et 25 mai 2007 dans un Palais des Congrès qui se prêtait magnifiquement à cette manifestation où les professionnels ont pu aisément mettre en valeur leur stand et accueillir participants, clients et visiteurs.
Cette édition a été préparée soigneusement par la section France Nord/Belgique qui a pu lui donner un air de manifestation transnationale franco-belge, bien dans l’esprit d’ouverture que nous nous sommes fixés. Il en a été de même de l’insertion de notre manifestation au sein du Pôle de Compétitivité I-Trans, même si le secteur automobile nordique est un des très importants bassins d’emploi français. Ce congrès, encore marqué des interrogations et des déceptions bordelaises de l’édition précédente, avait valeur de test pour les uns, de dernière chance pour les autres. Si nous avons enregistré une fréquentation générale en très légère hausse, si majoritairement les exposants présents nous ont fait part de leur satisfaction, Lille n’a pas pu faire oublier le succès de l’édition de Reims. Néanmoins, la qualité du travail accompli, la confiance de nombreux partenaires et exposants, les actions entreprises qui n’ont pas encore toutes portées leur fruit sont autant de signes positifs.
Dernier motif de satisfaction, l’innovation. Elle a été présente pendant toutes ces journées sur l’ensemble des stands des exposants, lors du forum dont le succès est d’année en année grandissant, dans les exposés des conférenciers lors des différentes sessions et symbolisée par la remise du Prix de l’Innovation à l’un des exposants lors de la soirée de gala. Cette intéressante soirée ludique s’est déroulée dans un des magnifiques sites que l’on peut trouver dans le nord notamment chez nos voisins belges.
A n’en pas douter, cette édition a encore exacerbée l’importance de l’innovation et de la créativité, moteur de notre économie, rouage de nos entreprises. Nous continuerons à capitaliser sur ces valeurs et à nous ouvrir vers ceux qui, comme l’A3TS, veulent montrer l’importance des traitements  de matériaux dans les développements techniques et technologiques futurs.

Alain Viola – Président A3TS

Réglementation : contrainte ou incitation au progrès ?

C’est à partir des années 80 que les entreprises se sont dotées de procédures dans le cadre de leur organisation qualité, concept développé 10 ans plus tôt dans les entreprises les mieux structurées. Dès lors des normes ou référentiels ont été imposés par les plus grands donneurs d’ordre (automobile, armement, aéronautique, équipementiers...). Les audits sont alors devenus légions, les responsables d’entreprise s’en plaignaient mais à la fois ne manquaient pas de mentionner leurs agréments sur leurs documents institutionnels. Puis les référentiels se sont mutualisés, les normes ISO sur la qualité sont devenues la référence et les organismes de certification le passage obligé. Des outils de management ont été développés, ils ont permis de progresser de manière souvent spectaculaire.
On a commencé à parler de qualité totale, parfois un peu confusément, en mettant en avant la notion de zéro défaut, contenue, mais non exclusivement, dans la qualité totale comprise comme l’excellence dans tous les domaines de l’entreprise. C’est ainsi que récemment l’entreprise à été amenée à étendre la formalisation de ses organisations technique, administrative, sociale, environnementale, sécurité, etc. Elle devient aussi citoyenne, éco-conceptrice, éco-fabricante, voire équitable. Des normes et référentiels sont aussi apparus dans tous ces domaines.
Pour les activités réputées « à risques », dont les activités de traitements thermiques et traitements de surfaces font partie, des directives nationales sont en place depuis à peu près les mêmes périodes et elles se sont sans cesse réactualisées ou renforcées souvent à l’occasion d’événements marquants (voir Seveso). Aujourd’hui les directives européennes prédominent et sont considérées comme très contraignantes. Il faut toutefois admettre que des exigences considérées comme difficilement surmontables trouvent, grâce au génie des ingénieurs, des solutions de remplacement (souvenons-nous des solvants chlorés ou de l’amiante).
Ainsi, en regardant en arrière on ne peut que constater les progrès immenses réalisés depuis ces 25 dernières années en qualité et fiabilité des produits, en productivité, notamment par la réduction des coûts de la non-qualité et par la surveillance et le pilotage des process, en climat des ateliers (propreté, rangement). Aidés par l’automatisation et le développement des technologies numériques, les ressources en management technique ont pu se consacrer à la mise en place et au suivi des nouvelles procédures.
Comme dans toute révolution, il y a des problèmes d’adaptabilité selon les niveaux et les secteurs. Les moyens disponibles dans les entreprises ne sont pas égaux et la capacité d’appropriation des nouvelles données n’est pas identique pour tous. Les nouvelles directives internationales sont soumises à des décrets nationaux d’application qui ne font pas toujours l’objet des mêmes niveaux d’interprétations. La recherche des coûts les plus bas incitent certains producteurs à se tourner vers les pays non soumis aux réglementations.
Gageons que cette situation ne sera que transitoire et souhaitons que les organisations internationales sachent imposer une juste répartition entre les besoins de développement de certains pays et la nécessité d’un équilibre et d’un respect des règles sociales et environnementales pour un développement durable.
Globalement la réglementation si elle entraîne des contraintes (n’excluant pas la négociation avec les organisations professionnelles compétentes), des remises en cause des pratiques, des investissements parfois difficiles pour les plus fragiles, s’avère être sur le long terme source de progrès.
La meilleure façon de se comporter est donc de prendre connaissances des exigences et d’envisager leurs applications. Le contenu de ce numéro spécial se propose de se situer dans cette démarche.

Claude Leroux, Conseiller de la rédaction

La trempe « maîtrisée » : une illusion ou un objectif réalisable dans un futur proche ?

Du 25 au 27 avril dernier une conférence internationale organisée par l’IFHTSE à Berlin était consacrée à la trempe et au contrôle des déformations – « Quenching and control of distortion ». La trempe était également le thème des deux journées franco-allemandes qui se sont tenues en 1994 et 2004 à Strasbourg. Toutes ces manifestations montrent que la trempe - pratiquée depuis des siècles - fait toujours l’objet de nombreuses recherches. Aucune solution satisfaisante n’a été pour autant trouvée à ce jour.
Au début, la trempe à l’eau n’était probablement qu’une commode pour éviter la calamine sur les pièces forgées. On conservait alors, sans en avoir conscience, les quelques atomes de carbone qui se trouvaient après chauffage fortuitement à l’intérieur du fer, dans le feu de charbon de bois. La cémentation par le carbone comme source de dureté recherchée et comme procédure contrôlée était encore absolument impensable. Le hasard décidait plutôt de ce que l’on nommait acier ou fer.
C’est seulement vers 1800 que le carbone est reconnu pour les propriétés de dureté qu’il confère au fer. Mais le mécanisme resta méconnu durant le siècle suivant. Le premier diagramme du système Fe-C, vers 1900, montrait non pas l’austénite, mais la martensite, qui devait se former à haute température.
Le fluide choisi pour la trempe reste pendant des siècles l’eau. Quelques ingrédients (vin, urine, herbes...) changeaient selon la conviction et le mysticisme de l’opérateur.
Aujourd’hui, on connaît bien tous les détails pour obtenir la dureté désirée après la trempe, y compris la chimie et la composition des fluides de trempe. Mais leur efficacité dépend aussi d’un coefficient de transfert de chaleur duquel dépend tous les paramètres physiques et chimiques intervenant sur la surface des pièces à tremper.
A Berlin, une modélisation de la trempe d’une pièce a été tentée avec différents coefficients selon la topographie locale de la surface et selon son orientation locale en comparaison avec la poussée verticale et la direction de l’agitation du fluide. Le mystère de la trempe est loin d’être éclairci. Et derrière lui guette encore le problème de la déformation.
La trempe sèche semble se diriger dans la bonne direction. Mais la technique aujourd’hui n’est toujours pas satisfaisante. La puissance des turbines et le mauvais écoulement du gaz l’emportent encore sur la qualité du gaz. Personnellement, je suis convaincu qu’il faut – au bon moment au cours de la trempe – ajouter au gaz une brume ou des gouttes d’eau et terminer le process si nécessaire par une inondation de la chambre de trempe. Alors peut-être pourra-t-on parler de trempe « maîtrisée ».

Rudy Hoffmann, Président de la région Rühr à l’AWT

Remettre au goût du jour ses connaissances métallurgiques

Le traitement thermique des aciers est enseigné maintenant depuis  des dizaines d’années dans nos écoles avec comme base le diagramme Fer-Carbone, les courbes TRC, les différentes phases et composés définis rencontrés après recuit ou trempe. Toutes ces connaissances ont été déclinées pour les différents types d’aciers connus et industrialisés en petites et grandes séries.
Et pourtant nombre d’intervenants se posent ou posent encore les questions du profane. Pourquoi faut-il réaliser tel ou tel recuit sur barre, sur lopins, sur ébauches ? Pourquoi telle ou telle structure est-elle plus adéquate pour l’usineur qui tourne, perce, ou taille ? Quel acier doit-on utiliser, quelle trempabilité doit-on viser, quelles conditions de trempe doit-on adopter pour minimiser les déformations après traitement ? Qu’est-ce qu’un acier propre ? Quel niveau de propreté faut-il pour qu’une pièce tienne en fatigue ? Il faut bien avoir en mémoire que la productivité des pièces usinées ou forgées a nécessité une optimisation des traitements thermiques de base, avec des améliorations dans la définition des spécifications matière. Dans l’industrie automobile, nous percevons bien cette poussée technique vers des solutions métallurgiques plus pointues – merci au diesel common rail – en contradiction avec les « vieilles solutions » en grandes parties déjà délocalisées.
​​​​​​​Nous vous proposons à travers une nouvelle rubrique, sous l’en-tête « Métallurgie », de remettre au goût du jour certains aspects théoriques qui seront utiles aussi bien au praticien, qu’au développeur ou à l’acheteur, et qui permettront – nous l’espérons - d’apporter quelques éléments de réponses aux questions posées plus haut.

Claude Bingler, Responsable méthodes TTh Ascoforge Safe

Mondialisation

Dans le domaine des fours de traitement thermique comme dans tous les domaines de l’industrie ce phénomène devient de plus en plus présent. Nos collègues outre atlantique disent “globalisation” et ce terme est également compréhensible pour tous les européens.
Ainsi, pour les offres de services, les entreprises du monde entier proposent la fourniture d’installations et il est très aisé de trouver leurs coordonnées et des informations technico-commerciales via les moteurs de recherche des sites Internet.
Pour les industriels à la recherche de l’installation idéale répondant à un cahier des charges devenu précis et très détaillé, l’offre est maintenant disponible à partir des  pays européens, et il y en a 25, mais également des Etats-Unis en attendant que dans un délai qui ne devrait plus être très long les pays en plein développement industriel comme la Chine et l’Inde soient capables de répondre convenablement à ces demandes. Une large diversité de concurrence est donc maintenant disponible.
Il convient toutefois d’être vigilant et de pouvoir être sûr que les installations proposées respectent les très nombreuses normes faisant rappel du respect de l’environnement, de la sécurité et de la qualité. Les normes ISO 14001, ILO OSH 2001, Reach, Atex, la Directive européenne sur les appareils à pression à couvercle amovible, et bien évidement le certificat CE... fixent les règles impératives  de construction des équipements neufs et sous certaines conditions les conditions d’utilisations des matériels plus anciens. Le respect de la totalité de ces règles demande beaucoup de vigilance et un suivi de fabrication très strict. Que dire des normes de qualité qui sont aujourd’hui de plus en plus souvent imposées comme référentiel servant de base de décision du choix du fournisseur.
Les utilisateurs français n’ont pas attendu de se voir imposer le respect de normes venues d’outre atlantique. Beaucoup se sont déjà engagés dans l’obtention du Nadcap et la norme AMS 2750-D est devenue en quelques mois le référentiel indispensable auquel les équipements des fours doivent répondre en termes de mesure, contrôle et régulation des températures.
​​​​​​​Dans ce monde où la compétition se joue aujourd’hui entre des concurrents à l’échelle planétaire, il faut croire que les surcoûts parfois importants générés par le respect de ces règles et normes seront les mêmes pour tous les acteurs afin que les marchés puissent être débattus honnêtement.  Ceci est à espérer pour le devenir serein de nos sociétés occidentales.

Philippe Cazenave, membre du comité de rédaction.

La sécurité des équipements thermiques industriels

Déjà douze ans que les fours industriels commercialisés dans l’Union Européenne doivent satisfaire les exigences de la Directive 98/37/CE sur la  sécurité des Machines. Depuis, d’autres directives ont été publiées, notamment la Directive Atex 94/9/CE qui s’applique aux équipements destinés à fonctionner en atmosphères explosibles et la Directive 97/23/CE pour les appareils sous pression. Beaucoup voient dans ces textes des contraintes supplémentaires. Il est vrai que pour les non initiés, ces textes peuvent être difficiles à interpréter voire à comprendre. C’est dans cette optique que le Comité  Européen de Normalisation a élaboré la série des normes EN746. Publiée par l’AFNOR en juin 1997, la norme EN746-2 s’applique à l’alimentation en combustible et à la combustion. Sur le plan légal, il n’y a pas obligation de respecter cette norme mais dans les faits elle est devenue rapidement une référence pour l’ensemble de la profession. Loin d’être une contrainte, elle a fourni aux constructeurs un document de référence en matière de sécurité. Après cinq ans d’utilisation, cette norme est en cours de révision, les techniques ayant évolué et l’expérience accumulée depuis ce temps ayant fait ressortir quelques lacunes qui justifient cette actualisation. La 746-2 est désormais connue par nos partenaires européens, mais également par ceux plus éloignés. Or, actuellement, des initiatives tendent à engager des travaux internationaux sur le sujet. Faisons en sorte que les réflexions issues de la révision de la EN746-2 soient la base de discussions. Que cette future norme, qui de toutes les façons verra le jour, ne soit pas encore une raison supplémentaire de délocalisation car moins contraignante que ce que nous connaissons en Europe.

Jean-Marc Prieur, Process Industriel Directeur Technique, Kromschroder S.A.S

De l’utilité d’une relation donneurs d’ordres sous-traitants performante

L’ingénierie des surfaces est une activité de prestation de services, liée à un savoir-faire technologique de très haut niveau, incontournable pour l’ensemble des filières industrielles. Le secteur représente 2 % du chiffre d’affaires de la mécanique. Ce ratio est une constante dans tous les pays industriels. La performance du secteur est le reflet de la santé des entreprises industrielles françaises. Quels que soient les procédés, traitement thermique, dépôt physique ou voie humide, le secteur est confronté à l’augmentation constante de ses charges ; principalement les salaires, l’énergie, les matières premières et le transport. Parallèlement, la tension sur les prix est de plus en plus forte, elle s’accompagne trop souvent de pratiques illicites (débit d’office, allongement des délais de paiements, etc.) contre lesquelles le SATS et la FIM ont obtenu des résultats très concrets avec le MINEFI, voir la DGCCRF. A cela, il faut ajouter des coûts environnementaux de plus en plus élevés, renforcés par l’arrivée de Reach et la sévérisation systématique des directives européennes dans leur transcription en droit français.
Il faut admettre qu’il est temps d’accepter une inversion de tendance dans les relations entre donneur d’ordre et sous-traitant, état et industrie, si l’on veut conserver un secteur industriel fort, et les emplois qui vont avec. La disparition de deux emplois dans l’ingénierie des surfaces entraîne sans ambiguïté, à terme, la perte de cent autres emplois dans sa filière cliente.
​​​​​​​On pourrait s’inspirer de la méthode de gestion des entreprises japonaises dans leur relation client-fournisseur, la réussite de Toyota en France en est un exemple. La création de la taxe environnementale sur les produits électroniques montre que le consommateur est prêt à payer pour maintenir une filière industrielle écologique, si l’on prend le soin de lui expliquer.
Nos principaux partenaires européens transposent sans modification les directives européennes, évitant en cela de créer des barrières textuelles douanières dans un espace de libre échange économique. Il y a probablement des leçons à tirer de ces exemples pour maintenir un tissu industriel français fort. Nous avons créé l’Europe au siècle dernier, il est temps d’en récolter les fruits en abandonnant nos particularismes franco-français.

Denis Théry, Délégué Général du SATS