Association Les Amis de la Mesure
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Introduction Partie I Partie II Partie III Partie IV Bonus Annexes

Le contrôle statistique des compteurs de gaz

Marcel BERTIN
Ingénieur divisionnaire des travaux métrologiques honoraire

Introduction

La Compagnie des Compteurs (CdC) devenue Société Schlumberger, puis FLONIC a décentralisé la construction de sa division « Compteurs de gaz » de Montrouge à Reims en 1956.

À cette époque le contrôle effectué par les agents du SIM, était un contrôle à 100 % de la production. Celle-ci est passée en quelques années de quelques centaines à presque un millier par jour (période de la reconstruction après la guerre de 1939-1945).

De ce fait les agents du SIM devaient être présents à l'usine à l'horaire des employés à savoir de 7 h à 11 h 45 et de 13 h 30 à 17 h 30, et ce 5 jours par semaine. Il n'était pas question à l'époque des 35 heures.

La spécificité de notre Service, parent pauvre du ministère de l'industrie, était, depuis que je l'ai connu, au début des années cinquante, un manque cruel et permanent d'agents de contrôle. L'obligation de renforcer « l'équipe de Reims » s'est traduite par l'envoi d'un agent parisien du lundi matin jusqu'au mardi soir. Cet agent n'était pas habitué à ces contrôles, si bien que l'agent rémois présent le lundi matin devait initier en quelque sorte son collègue parisien, entre son arrivée à l'usine vers 10 h et la fin de la matinée, soit sur moins d'une heure et demie. Il faut préciser que, chaque semaine, c'était un nouveau qui effectuait cette corvée. Ce temps en général était suffisant sauf pour quelques collègues qui l'assimilaient mal.

Si tous les agents rémois connaissaient tous les « étalonneurs » de l'usine avec leurs qualités et leurs défauts, bien entendu, il en allait tout autrement pour ces collègues éphémères, si bien que pendant cette journée et demie, un certain nombre de compteurs « limites aux tolérances légales », passaient sans difficulté. Ceci n'était bon, ni pour la qualité des compteurs, ni pour l'image de marque de l'État qui était censé garantir la qualité de la production.

Il devenait donc urgent de trouver un nouveau mode de contrôle, moins contraignant pour le SIM d'une part et qui garantisse une qualité au moins égale si ce n'est supérieure au contrôle à 100 %. Bien entendu, si les constructeurs étaient intéressés par la qualité, ils ne souhaitaient pas que cela augmente leur prix de revient. Là encore, la différence de taille, et a fortiori de moyens financiers, entre la société Schlumberger et le seul autre constructeur français ne devait pas conduire à l'élimination de ce dernier. Équation difficile à résoudre, mais le SIM n'en était pas à son coup d'essai et après de nombreuses tractations, le protocole suivant fut mis en application en janvier 1975, l'année 1974 ayant permis à chacun de se roder au nouveau système, et le contrôle à 100 % restant seul légal.

1 Vérification du service de contrôle de l'usine

Un service de contrôle agréé, propre à l'usine, et indépendant de la production assure la vérification, en fin de fabrication, de tous les compteurs de gaz selon la méthode suivante :

  • 100 % des compteurs à Qmax (6000 dm3/h),
  • 100 % des compteurs à 0,2 Qmax environ (soit pratiquement entre 1200 et 1500 dm3/h),
  • 20 % des compteurs à Qmin (40 dm3/h).

Ce service de contrôle constitue alors des lots renouvelables de 300 compteurs au moins sur lesquels peut s'exercer le contrôle du service des instruments de mesure lors de la vérification primitive.

2 - Vérification SIM par échantillonnage

Cette vérification se fait suivant un plan d'échantillonnage dont la procédure est décrite ci-dessous.

1°) Prélèvement de l'échantillon

L'échantillon est prélevé au hasard dans l'ensemble du lot par une méthode utilisant des tables de nombres au hasard. La taille de l'échantillon est fixée dans les tableaux suivants en fonction de la taille du lot et du mode de contrôle choisi (par mesures ou par attributs) :

a) Contrôle par mesure :

N: taille du lotn: taille de l'échantillon
301 N 500n = 28
501 N 800n = 32

b) Contrôle par attributs :

N: taille du lotn: taille de l'échantillon
301 <≤ N 500 n = 49
501 N 1200 n = 80

2°) Essais effectués

On procède ensuite, sur tous les compteurs de l'échantillon à des essais d'exactitude aux trois débits prévus par l'arrêté du 23 octobre 1974 :

Qmax, environ 0,2 Qmax, QminSoit 6000 dm3/h, un débit compris entre 1200 et 1500 dm3/h, 40 dm3/h.

Les erreurs maximales tolérées sont les suivantes :

Qmin ≤ Q < 2 Qmin : ± 3 %2 Qmin ≤ Q ≤ Qmax : ± 2 %

On relève également, pour chaque compteur par rampe, l'absorption moyenne de pression; au débit maximal, celle-ci doit être inférieure à 200 pascals.

3°) Critères d'acceptation du lot

Le mode de contrôle choisi est le contrôle mixte mesures-attributs. On effectue d'abord un contrôle par mesures, et si celui-ci conduit au refus du lot, on poursuit les essais par un contrôle par attributs. Dans ce dernier cas, il faut procéder à un prélèvement supplémentaire afin de compléter l'échantillon (déjà prélevé pour le contrôle par mesures) jusqu'à la taille voulue (paragraphe 1° b).

a) Contrôle par mesures

Ce contrôle utilise les grandeurs suivantes :

  • moyenne arithmétique des erreurs des compteurs de l'échantillon :
    moyenne de = (Σ xi)/n),
    xi étant l'erreur du ie compteur de l'échantillon,
  • estimation de l'écart-type des erreurs : s = (Σ(xi- )2/ (n-1))1/2

Pour chaque débit, ces deux grandeurs sont calculées. L'essai à un débit déterminé est satisfaisant si les grandeurs x et s vérifient simultanément les inégalités suivantes :

+ K.S ≤ Ts(1)
- k.s > Ti(2)
s ≤ F (Ts-Ti)(3)

avec
Ts: erreur supérieure maximale tolérée,
Ti: erreur inférieure maximale tolérée,
k et F: deux coefficients dont les valeurs, en fonction de la taille de l'échantillon, sont données dans le tableau suivant:

nkF
28 1,53 0,273
32 1,55 0,270

Les valeurs de k et F données ci-dessus correspondent à un niveau de qualité acceptable (N.Q.A.) égal à 2,5 pour cent.

Les inégalités ci-dessus définissent l'intérieur d'un trapèze tracé dans le plan (x, s); elles sont satisfaites, pour un débit déterminé, si le point représentatif correspondant de l'échantillon est à l'intérieur de ce trapèze.

b) Contrôle par attributs

Ce contrôle est effectué à la suite du contrôle par mesures, dans le cas où ce dernier a conduit au refus du lot.Un compteur est considéré comme défectueux lorsque son erreur, pour un débit déterminé, ne satisfait pas aux erreurs maximales tolérées.

Pour chaque débit d'essai, le lot sera refusé si le nombre de compteurs défectueux est supérieur ou égal au nombre fixé dans la colonne (3) du tableau ci-après :

n
Acceptation du lot

nombre maximal de compteurs défectueux

Refus du lot

nombre minimal de compteurs défectueux

49
3
4
80
5
6

Ce nombre de compteurs défectueux étant la somme des compteurs défectueux trouvés au contrôle par mesures et au contrôle par attributs.

4 °) Sanction des essais

  • a) Si pour les trois débits, les critères d'acceptation sont respectés, le lot est accepté. Tous les compteurs constituant ce lot sont revêtus des marques de vérification primitive à l'exception des compteurs reconnus défectueux au cours des essais.
  • b) Si pour un débit les critères d'acceptation ne sont pas respectés, le lot est refusé.

5°) Poinçonnage des compteurs

Le poinçonnage des compteurs, c'est-à-dire l'insculpation des marques de vérification, a lieu entre la sortie des compteurs du laboratoire et leur montage sur le convoyeur de peinture de finition; il est effectué à l'aide d'une machine à poinçonner permettant la totalisation des coups de poinçons.

6°) Périodicité des prélèvements

Les prélèvements effectués par le Service des instruments de mesure, dans la période où ceux-ci commencent à être effectués, doivent avoir lieu le plus fréquemment possible : un prélèvement journalier est nécessaire.

Cette période peut être augmentée au bout d'un certain temps et d'un commun accord au vu des résultats antérieurs, par exemple un prélèvement tous les deux jours; la limite souhaitable à atteindre à plus ou moins longue échéance étant de un prélèvement hebdomadaire pouvant alors se placer de façon aléatoire dans la semaine.

S'il était constaté une baisse dans la qualité de la production, le Service des instruments de mesure pourrait alors momentanément diminuer la période, pour l'augmenter par la suite.

3 Obligations du constructeur

  1. Le constructeur doit désigner une (ou plusieurs) personne agréée par le Service des instruments de mesure; cette (ou ces) personne est responsable de toutes les opérations matérielles du contrôle et doit avoir la compétence et l'autorité nécessaires pour en assurer le bon déroulement.
  2. Le constructeur est tenu de fournir à l'agent du Service des instruments de mesure le matériel nécessaire à l'exécution facile, rapide et précise des essais et des calculs nécessaires.
  3. Il doit tenir en outre un registre sur lequel tous les compteurs (qu'ils soient présentés ou non à la vérification primitive) sont répertoriés; les résultats des essais par prélèvement sont portés sur ce registre; à ce registre sont joints des graphiques sur lesquels sont reportés les points (x, s) représentatifs des lots vérifiés.
  • Le constructeur (c'est-à-dire le Service de contrôle agréé) est responsable des poinçons qui lui sont confiés. Les poinçons « millésime », en particulier, sont scellés sur la machine à poinçonner munie d'un dispositif totalisateur permettant de connaître le nombre de compteurs poinçonnés.
  • Le Service de contrôle agréé effectue des prélèvements lorsque le Service des instruments de mesure n'en effectue pas; si pour un débit les critères d'acceptation ne sont pas respectés, le lot est refusé.
  • Conclusion

    Ce contrôle statistique, premier mis en application en France pour une fabrication en grande série, a permis d'augmenter la qualité du produit garanti par l'État.

    La sanction du refus d'un lot, avec toutes ses conséquences financières obligea le constructeur à plus de rigueur dans ses contrôles internes avant le mode statistique final.

    Cette qualité supérieure n'est pas étrangère à l'obtention de certains marchés à l'export. Ceci prouve, si besoin en était, que le SIM a largement apporté sa pierre à l'économie nationale, ce dont tous les agents, fiers de leur service avaient conscience.