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Comment Schneider chasse le plomb

Ridha Loukil

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Rien ne le contraignait à le faire et pourtant le site industriel de Carros a remis en cause tous ses processus pour se conformer à la directive RoHS. Explication.

Rien ne l'y oblige. Pourtant Schneider Electric a décidé de mettre son site industriel de Carros, près de Nice (Alpes-Maritimes), en conformité avec la directive européenne RoHS. Comme dans le militaire, le médical ou le reste de l'industrie, les produits fabriqués ici, des automates programmables industriels, échappent à cette réglementation. Entrée en vigueur en juillet 2006, la directive RoHS ne s'applique en effet qu'aux produits électroniques en contact avec le grand public. Elle interdit l'utilisation de six substances dangereuses : plomb, mercure, cadmium, chrome hexavalent, retardateurs de flamme PBB et éthers PBDE.

Concerné surtout par le plomb, Schneider Electric a déjà mis en conformité son activité grand public dans son usine près de Caen (Calvados). Le site de Carros, qui constitue son centre de compétence en électronique, joue le rôle de pilote pour l'extension de la démarche à l'ensemble de ses produits industriels. « Nous préférons prendre les devants en anticipant le durcissement de la réglementation et la raréfaction des composants plombés. Cela nous donne un avantage compétitif sur les marchés sensibles à la santé et à l'environnement. C'est aussi l'occasion pour nous de mettre à plat et d'améliorer nos processus industriels », justifie Hugues de Carpentier, directeur du site.

Pour Jean-Luc Molinard, chef du projet, c'est la transformation la plus importante jamais vécue chez Schneider Electric. « Achats, réception, production, stockage, expédition... Tout est remis en cause avec, partout, le même souci : éviter de mélanger les flux de produits avec et sans plomb. » Un grand défi industriel !

Revoir et réadapter la conception du produit

Apprécié pour son aptitude à passer rapidement, pendant la soudure, de l'état liquide à l'état solide, le plomb est présent, sur le site de Schneider Electric à Carros, dans les câbles, les composants électroniques, le circuit imprimé, les procédés de brasage de cartes électroniques et même dans les pièces mécaniques ayant subi certains traitements de surface. Des alternatives sans plomb existent sur le marché. D'ailleurs, la base de données interne des nouveaux produits et composants (126 000 références), dont les mises à jour arrivent toutes les nuits dans le système informatique de l'usine, est déjà entièrement compatible RoHS.

Mais sur le terrain, on ne passe pas du jour au lendemain au tout sans-plomb. « Pour une migration sans accroc, nous avons besoin de temps pour adapter certains produits, qualifier nos fournisseurs et sous-traitants, finaliser nos process et terminer les anciennes productions », explique Hugues de Carpentier. Le site de Carros gère trois générations de produits sur une durée de vie de quinze ans. Il affiche au catalogue pas moins de 6 000 références de produits faisant appel à 700 composants électroniques différents en provenance de 400 fournisseurs. Selon Jean-Luc Molinard, dans 30 à 50 % des cas le remplacement du composant plombé par son équivalent RoHS s'effectue à l'identique sans aucune modification. Pour le reste, il faut revoir la conception du produit jusqu'à, dans certains cas, développer à nouveau la puce Asic qui en constitue le coeur électronique. « En deux ans, le travail de développement produits des quinze dernières années a dû être réadapté. »

Lancé en janvier 2006, le projet mobilise une dizaine de personnes issues de tous les services de l'usine. Le basculement de la production a démarré en juillet 2006. Depuis, il faut gérer la cohabitation entre les deux systèmes avec et sans plomb. « Pendant cette phase critique de transition, la vigilance et la rigueur sont de mise. Il faut à tout prix éviter les mélanges et cela, à toutes les étapes du processus, depuis la réception des composants jusqu'à l'expédition des produits finis, en passant par la fabrication », martèle Hugues de Carpentier.

Sensibiliser et former tout le personnel

Dès le départ, la direction a mis le paquet sur la phase de préparation. Dans la foulée de la communication du projet, l'ensemble du personnel a reçu une formation de sensibilisation d'une demi-journée. Ensuite, des formations techniques poussées se sont enchaînées pour les 250 personnes dont les postes de travail sont affectés. Pour les postes les plus pointus, la formation est sanctionnée par un certificat interne. Au total, l'effort de formation devrait se monter à un homme/année.

Côté équipement, Schneider Electric n'a pas, non plus, lésiné sur les moyens. L'usine s'est dotée d'un détecteur de métaux à fluorescence X de Niton, de trois fours à refusion de Vitronics Soltec (un par ligne d'assemblage automatique des cartes électroniques) et d'une machine de soudure à la vague étain-argent-cuivre d'EPM. La suppression du plomb génère une montée de 30 °C de la température de brasage et de soudure. Ce qui a d'ailleurs imposé le changement de circuit imprimé et l'adoption d'un substrat à température de transition vitreuse supérieure de 40 °C. Il reste deux machines de soudure à la vague étain-plomb de Vitronics Soltec. Plutôt que de les changer, il est prévu de les adapter et de remplacer le bain de soudure étain-plomb par un alliage étain-argent-cuivre. Tout en restant discret sur le montant, Hugues de Carpentier juge l'investissement conséquent, « équivalent au budget de développement d'un nouveau produit ».

La vigilance commence dès la réception des composants. Bien que les fournisseurs soient audités et qualifiés, Schneider Electric vérifie la conformité RoHS des composants et pièces entrant en magasin. Dans cette période de transition, le risque de confusion existe, surtout si les fournisseurs n'ont pas changé la référence des produits après passage au sans-plomb. La fréquence et la rigueur des contrôles au moyen du détecteur de métaux à fluorescence X varient en fonction des risques propres à chaque composant et à chaque fournisseur. La vigilance s'étend jusqu'à la trentaine de sous-traitants de cartes électroniques dans le monde, contraints d'appliquer le même référentiel RoHS que Schneider Electric.

Garantir la traçabilité sur toute la chaîne

Du silo automatique de stockage des composants jusqu'au centre d'expédition des produits finis, situé à 2 km de l'usine, l'étiquetage a été conçu pour faciliter les contrôles grâce à une identification visuelle immédiate du type de production. Sur les lignes d'assemblage des cartes électroniques, les deux types de consommables (crèmes à braser) sont disposés dans deux frigos distincts, parfaitement identifiables au moyen d'autocollants. Les cartes sans plomb sont reconnues par une signature particulière gravée au laser. Le système informatique SAP a été paramétré pour garantir la traçabilité de l'information RoHS sur toute la chaîne.

Pour éviter les risques de confusion, Schneider Electric a fait appel à la méthode Six Sigma appliquée depuis trois ans à l'amélioration de la qualité. Trois projets ont été menés dans les trois grandes étapes des flux : réception des composants, fabrication et distribution des produits finis. « Le but est d'assurer la pérennité des solutions retenues en inventoriant, par des outils d'analyse, tous les risques, même les plus inhabituels », explique Alexa Coulon, ingénieur qualité, responsable de la démarche d'amélioration continue. Ce travail repose sur l'outil d'analyse des défaillances Amdec et le logiciel d'analyse statistique Minitab. Sur les 35 étapes de fabrication impactées par le sans-plomb, 178 risques potentiels de mélange ont été ainsi identifiés, soit 102 de plus qu'avec la méthode traditionnelle.

DEUX TIERS DES PRODUITS ONT DÛ ÊTRE RÉADAPTÉS

L'ENTREPRISE

Le site de Carros (Alpes-Maritimes) - Centre de compétence en électronique pour le groupe - Fabrication d'automates programmables industriels - 350 personnes - 130 millions d'euros de chiffre d'affaires en 2005

LES ÉTAPES CLÉS DE LA DÉMARCHE

- Décembre 2005 : communication à l'ensemble du personnel du projet de mise en conformité à la directive RoHS. - Janvier 2006 : début d'un programme de formation qui s'étale jusqu'à la fin de l'année 2006. - Mars 2006 : acquisition d'un détecteur à fluorescence X pour le contrôle des composants et pièces à l'arrivée dans le magasin. - Juillet 2006 : démarrage du basculement de la production vers le sans-plomb. - Juillet 2007 : la grande majorité de la production sera conforme à la directive RoHS.

LES SIX PROCESSUS INDUSTRIELS IMPACTÉS

La réception des composants - L'absence de plomb dans les composants reçus des fournisseurs est contrôlée à l'aide d'un détecteur de métaux à fluorescence X de Niton. Coût de l'équipement : environ 35 000 euros. Les contrôles se font par échantillonnage pour les fournitures stabilisées, jusqu'à 100 % pour les approvisionnements à risque.

LES SIX PROCESSUS INDUSTRIELS IMPACTÉS

La préparation des chariots de composants - Selon l'ordre de fabrication délivré par le système de gestion de la production SAP, le préparateur choisit des composants avec ou sans plomb. Pour éviter les mélanges, il est aidé par un système d'identification visuel simple : une étiquette verte est apposée sur les bobines de composants sans plomb.

LES SIX PROCESSUS INDUSTRIELS IMPACTÉS

Les lignes d'assemblage des cartes électroniques - Aucun changement sur les machines de dépôt de la pâte à souder par sérigraphie, ni sur les machines de placement automatique des composants. Selon l'ordre de fabrication, l'opérateur doit juste alimenter la ligne avec la bonne pâte à braser. Celle sans plomb est stockée dans un frigo différent parfaitement identifiable par sa couleur verte et des autocollants RoHS.

LES SIX PROCESSUS INDUSTRIELS IMPACTÉS

Le four à refusion - Les trois anciens fours sont remplacés par des appareils 30 % plus longs à 10 zones de chauffe et 4 zones de refroidissement. Coût : environ 150 000 euros chacun. L'abaque de température est programmé différemment selon qu'il doit souder des cartes avec ou sans plomb. Pour le sans-plomb, il a fallu changer de circuit imprimé pour qu'il supporte une température supérieure de 30 °C.

LES SIX PROCESSUS INDUSTRIELS IMPACTÉS

La soudure à la vague - Pour le soudage des composants traversants sans plomb, un nouveau système de soudure à la vague étain-argent-cuivre remplace l'ancien système à la vague étain-plomb. Coût : environ 200 000 euros. La soudure s'effectue en atmosphère partiellement inerte sous azote.

LES SIX PROCESSUS INDUSTRIELS IMPACTÉS

L'expédition des produits finis - Le centre d'expédition doit contrôler la préparation des commandes afin d'éviter de livrer des produits avec plomb aux clients qui les réclament sans, et inversement.

UN TRAVAIL DE BÉNÉDICTIN

Le passage au sans-plomb nécessite la remise à plat de la base de données produits, composants, fournisseurs et sous-traitants. Un travail titanesque qui concerne : - 6 000 références de produits au catalogue - 17 000 références de pièces et composants - 700 fournisseurs - 30 sous-traitants électroniques en France, Hongrie, Roumanie, Chine et États-Unis.

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