Contrôle qualité de tuiles par méthode acoustique

Dans une logique contrôle acoustique des tuiles, notre client a déployé un système de contrôle matière par méthode acoustique automatisé destiné à détecter les fêlures sur ses tuiles en fin de production.

Après deux années d’expérimentation en production, l’entreprise souhaitait valider la performance du dispositif par rapport au contrôle manuel des opérateurs en vue du déploiement définitif.

Notre intervention sur le site de Commenailles a permis d’analyser les écarts, d’identifier les limites du système et de proposer des recommandations techniques et méthodologiques concrètes.

Lors de la première journée d’essais (8 piles de 240 tuiles), des écarts sont apparus entre les décisions du système et celles des opérateurs. Malgré la présence de plusieurs intervenants, il s’est avéré difficile d’identifier précisément les causes des divergences : tuile mal frappée, tuile absente dans une rangée, erreur d’identification ou désaccord réel sur l’état de la tuile.

Ce constat a mis en évidence un problème méthodologique : sans traçabilité visuelle précise, l’analyse restait partiellement interprétative.

Pour la seconde journée d’essais, nous avons donc ajouté une caméra filmant en continu les tuiles sur la chaîne. Cette amélioration a permis :

• D’identifier les rangées incomplètes (tuile absente).
• D’exclure les tuiles mal frappées de l’analyse.
• De localiser précisément chaque tuile (12 par rangée).
• De recouper systématiquement les résultats système/opérateur.

Cette étape a été déterminante pour objectiver les écarts et sortir d’une logique d’impression au profit d’une analyse factuelle.

Face aux différences persistantes (exemple : 13 tuiles détectées défectueuses par l’opérateur contre 20 par le système sur une pile), une vérification exhaustive des paramètres techniques a été menée.

Les points suivants ont été validés :

• La vitesse d’acquisition et de traitement était supérieure à la vitesse de défilement des tuiles.
• La synchronisation entre le choc mécanique et l’acquisition était correcte.
• Chaque fichier correspondait strictement à une tuile (horodatage incrémental, aucun mélange possible).
• La fenêtre d’acquisition rectangulaire était adaptée au signal de type choc.
• Le centrage de la fenêtre et le déplacement du spectre n’avaient pas d’impact significatif sur les résultats.

Cette phase d’audit technique a permis d’écarter l’hypothèse d’un dysfonctionnement matériel ou logiciel majeur. Les écarts ne provenaient pas d’un défaut de la chaîne de mesure, mais bien de la sensibilité du système sur certaines tuiles limites.

L’analyse approfondie a montré que le système fonctionnait très bien pour éliminer les tuiles « franchement mauvaises ». Les difficultés apparaissaient pour des défauts très légers : microfêlures ou défauts de cuisson impactant faiblement le spectre fréquentiel.

Ces tuiles se situaient dans une zone intermédiaire, proche du seuil de décision entre conforme (vert) et non conforme (rouge). Pour répondre à cette problématique, nous avons proposé la mise en place d’une zone « orange » autour de la limite de décision (par exemple entre 12 et 14 pour une limite fixée à 13).

Cette zone représentait environ 10 % des tuiles testées.

Le principe retenu :

• Les tuiles clairement conformes ou non conformes restent traitées automatiquement.
• Les tuiles en zone orange sont signalées à l’opérateur pour un contrôle manuel complémentaire.

Un test de modification de la pondération haute fréquence (HF), zone sensible aux petites fêlures, a été réalisé. Toutefois, l’ajustement des coefficients n’a pas apporté d’amélioration suffisamment concluante sans risquer de fausser l’ensemble des mesures.

La décision stratégique a donc été de conserver le calcul principal et d’introduire un contrôle humain ciblé sur les cas ambigus.

Au-delà de l’analyse logicielle, des recommandations techniques ont été formulées pour renforcer la robustesse globale du système.

Nous avons préconisé :

• L’amélioration du marteau d’impact (actuellement prototype), notamment en supprimant les rotations possibles de l’embout afin de garantir une reproductibilité parfaite du choc.
• Une meilleure maîtrise de la descente et du rappel mécanique.
• La mise en place d’un capotage du microphone afin de rendre la mesure plus directive et de réduire l’influence des bruits parasites de l’atelier.

Ces optimisations visent à réduire les variabilités externes et à améliorer la stabilité des mesures dans un environnement industriel bruyant.