4.3 Règle de décision : conformité, zone de doute et rapport U/IT

Loin des limites, la décision est évidente : une pièce mesurée au milieu de sa tolérance est bonne, quelle que soit une incertitude raisonnable. Le problème naît près des limites. L'introduction de l'ISO 14253-1:2017 le décrit ainsi : l'incertitude de mesure induit une probabilité que la valeur vraie soit hors spécification alors que la valeur mesurée est dedans, ou dans la spécification alors que la valeur mesurée est dehors.

D'où une recommandation de la même norme : fournisseurs et clients devraient convenir à l'avance d'une méthode pour résoudre ces situations. Une règle de décision dit précisément, pour une valeur mesurée et son incertitude, si l'on déclare la pièce conforme, non conforme, ou si l'on ne peut pas conclure.

En atelier, hors laboratoire accrédité, aucune loi n'impose une règle particulière. Mais une entreprise qui déclare des pièces conformes à un client s'expose à des litiges si la règle n'a jamais été écrite. La première question à poser, face à un plan ou à un cahier des charges, est donc : quelle règle de décision s'applique ici ?

Le JCGM 106:2012 et l'ILAC-G8 distinguent deux grandes familles de règles, selon la position de la limite d'acceptation par rapport à la limite de tolérance. La distance entre les deux est la bande de garde, notée w.

Il existe une troisième variante, le rejet avec bande de garde (« guarded rejection », § 8.3.3) : la limite d'acceptation est placée hors de la tolérance, pour ne rejeter une pièce que lorsque sa non-conformité est quasi certaine. C'est la logique de celui qui doit prouver qu'une pièce est mauvaise, typiquement le client qui veut retourner un lot.

L'ISO 14253-1 répartit la charge de la preuve. Celui qui veut prouver la conformité, en général le fournisseur, doit trouver une valeur mesurée dans la zone de spécification réduite de son incertitude : la zone d'acceptation. Celui qui veut prouver la non-conformité, en général le client, doit trouver une valeur hors de la zone de spécification élargie de sa propre incertitude. Entre les deux s'étend la zone d'incertitude, où ni l'un ni l'autre ne peut conclure.

La norme précise que, lorsqu'on vérifie la conformité, la zone d'incertitude fait partie de la zone de rejet ; lorsqu'on vérifie la non-conformité, elle fait partie de la zone d'acceptation (ISO 14253-1:2017, définition 3.12, notes 3 et 4). En clair : un fournisseur ne peut pas livrer une pièce en zone de doute en la déclarant conforme, et un client ne peut pas la refuser en la déclarant non conforme.

Cette répartition a une conséquence commerciale directe : c'est l'incertitude du fournisseur qui réduit sa propre zone d'acceptation. Un fournisseur qui mesure mal paie son incertitude en pièces bonnes refusées. Un client qui mesure mal ne peut plus prouver qu'une pièce est mauvaise. Chacun a intérêt à connaître et à réduire son U.

La règle par défaut s'applique en ISO/GPS « sauf indication contraire » (introduction de l'ISO 14253-1:2017). Un contrat, un plan ou une norme de produit peut donc prévoir autre chose, par exemple une acceptation simple avec un plafond d'incertitude. C'est l'intérêt d'écrire la règle retenue dans les documents de la relation client-fournisseur.

Le JCGM 106:2012 nomme les deux mauvaises décisions possibles. Déclarer conforme une pièce qui ne l'est pas, c'est une acceptation à tort : sa probabilité est le risque du client (« consumer's risk »), puisque c'est lui qui reçoit la pièce. Déclarer non conforme une pièce qui l'est, c'est un rejet à tort : sa probabilité est le risque du fournisseur (« producer's risk »), puisque c'est lui qui rebute une pièce bonne.

Le JCGM 106 distingue aussi le risque spécifique, qui porte sur la décision prise pour une pièce donnée à partir de sa valeur mesurée, et le risque global, qui porte sur l'ensemble des pièces d'une production et dépend de la répartition des valeurs réelles. Le premier se raisonne pièce par pièce ; le second demande de connaître le procédé.

Le choix de la règle est donc un arbitrage économique et de sécurité, pas un réglage technique. Pour une cote de sécurité, on protège le client avec une bande de garde large. Pour une cote d'aspect sans conséquence fonctionnelle, l'acceptation simple avec un plafond d'incertitude peut suffire. Cet arbitrage relève du système qualité : la formation qualiticien replace la maîtrise des mesures dans ce cadre.

Exemple pédagogique fictif. Un arbre est coté Ø 25 +0/+0,05 mm : limite inférieure 25,000 mm, limite supérieure 25,050 mm, intervalle de tolérance IT = 0,050 mm. Le contrôle est réalisé avec un processus de mesure dont l'incertitude élargie vaut U = 0,006 mm (k = 2). On applique la forme simplifiée de la règle par défaut : bande de garde égale à U.

Les pièces à 25,003 et 25,047 mm sont les plus instructives : leur valeur mesurée est dans la tolérance, et pourtant le fournisseur ne peut pas les déclarer conformes. Avec une acceptation simple, les deux auraient été acceptées ; avec une bande de garde, elles partent en zone de doute. C'est exactement la différence entre les deux familles de règles.

La bande de garde consomme 2U sur l'intervalle de tolérance. Le rapport U/IT mesure donc directement la part de tolérance « perdue » en doute. Dans l'exemple précédent, U/IT = 0,006 / 0,050 = 0,12, soit 12 % : la zone d'acceptation ne garde que 76 % de l'IT (0,038 / 0,050).

Calcul : part conservée = 1 − 2 × U/IT. Ces repères sont des pratiques industrielles répandues ; aucune norme générale ne les impose.

Au-delà de 1/4, la moitié de la tolérance part en doute : le procédé de fabrication doit alors viser une cible étroite pour que les pièces tombent en zone d'acceptation. C'est souvent le signe qu'il faut changer de moyen de mesure plutôt que de serrer la fabrication. Pour comparaison, le bilan du chapitre 4.2 donnait U = 0,0023 mm pour une moyenne de dix relevés : sur cette même tolérance, U/IT tomberait à 4,6 %.

Une autre règle de pratique, dite « du dixième », porte sur la résolution : l'instrument devrait afficher au moins le dixième de l'intervalle de tolérance. Pour IT = 0,050 mm, cela donne une résolution de 0,005 mm au plus. Le micromètre à 0,001 mm passe ; un pied à coulisse numérique à 0,01 mm, dont la résolution vaut IT/5, ne passe pas.

Une pièce en zone de doute n'est ni bonne ni mauvaise : elle n'est pas démontrée conforme. Le fournisseur ne peut donc pas la livrer comme conforme sans autre démarche. Trois voies existent, à choisir selon le coût de la pièce et la criticité de la cote.

Une quatrième « voie » circule dans les ateliers et doit être écartée : remesurer jusqu'à obtenir une valeur favorable. Garder la seule mesure qui arrange, en oubliant les autres, fausse le résultat et revient à tromper le client. Si l'on remesure, on déclare la moyenne de tous les relevés faits, avec l'incertitude qui correspond à ce nombre de relevés.

À plus long terme, une production qui envoie souvent des pièces en zone de doute signale un problème d'aptitude : soit le procédé est centré trop près d'une limite, soit l'incertitude de mesure est trop grande devant la tolérance. L'étude d'aptitude du processus de mesure, traitée au chapitre 5.1, permet de trancher entre les deux.