Six zones sur une ligne de nettoyage

La spécification d’une ligne de blocs pour véhicules commerciaux indiquait, dans son intégralité : nettoyer, rincer, sécher, protéger. Quatre mots pour une machine qui a fini par occuper quarante mètres d’espace au sol et dix-huit mois du calendrier du projet.

La plupart des spécifications de nettoyage commencent par quatre mots, non pas parce que les rédacteurs ont fait preuve de négligence, mais parce que chacun de ces mots dissimule un procédé doté de sa propre chimie, de son propre mode de défaillance et de sa propre raison d’être ; or, ces raisons ne deviennent visibles qu’une fois la ligne en marche et qu’un problème survient en bout de chaîne.

Voici la structure à six zones que ces quatre mots détaillent, l’objectif réel de chaque zone et ce qui se produit lorsqu’une zone est sous-dimensionnée ou absente.

1. Pré-nettoyage : éliminer les contaminants susceptibles de nuire au bain principal

La première zone reçoit la pièce dès son arrivée : copeaux, liquide de refroidissement, lubrifiant d’emboutissage, limaille provenant d’une opération précédente et tout ce que le contenant a pu y ajouter. Elle a pour fonction d’éliminer cette charge avant qu’elle n’atteigne le bain principal.

La distinction essentielle porte sur les fonctions respectives du bain principal et du pré-lavage. Le bain principal est conçu pour éliminer les contaminants adhérents à la pièce ; le pré-lavage, quant à lui, vise à éliminer les contaminants qui, autrement, seraient transférés dans le bain principal et en modifieraient la composition chimique. Omettre le pré-lavage ne contraint pas le bain principal à travailler davantage ; il transforme, d’ici la fin du poste, ce bain en un fluide différent.

C’est pourquoi le pré-lavage est généralement grossier : débit élevé, pression faible, aucune recherche de précision, souvent avec de l’eau recyclée filtrée grossièrement. Il ne cherche pas à nettoyer la pièce. Il cherche à préserver la viabilité du bain suivant.

Son mode de défaillance est silencieux. Un prélavage avec une buse obstruée mouille tout de même la pièce, et le bain principal absorbe la charge sans protester jusqu’à ce que la concentration dérive, que l’écume monte et que les pièces commencent à présenter des défauts dont personne ne peut remonter la cause deux zones en amont.

2. Lavage principal : la seule zone qui nettoie réellement

Toutes les autres zones soutiennent celle-ci. Le lavage principal est l’endroit où se combinent la chimie, la température, l’impact du jet et le temps, et où le résultat en matière de propreté est fondamentalement déterminé.

Ses paramètres sont ceux qui reviennent dans toutes les discussions : concentration du détergent, température du bain, pression du jet, motif de la buse, orientation et temps de séjour. Ce qui est moins souvent précisé, c’est que ces quatre paramètres ne sont pas indépendants. Augmenter la température permet de réduire la concentration ; modifier le motif de la buse change le temps de séjour effectif ; allonger le cycle n’apporte rien si le problème résidait dans la couverture.

Le lavage principal est également la zone où il existe le plus de façons d’être nominativement correct tout en étant effectivement erroné. Une machine peut maintenir sa concentration, sa température et sa pression dans les tolérances spécifiées, et pourtant rater un tiers de la surface, parce que ce tiers manquant n’est mesuré par aucun de ces trois paramètres.

Son mode de défaillance est celui qui fait l’objet d’une enquête : les pièces échouent à la fin de la ligne, et l’enquête commence ici. Elle ne devrait pas toujours commencer ici, pour la raison exposée dans la zone trois.

3. Rinçage : La zone qui détermine ce qui sèche

Le rinçage a pour but d’éliminer ce que le lavage principal a laissé derrière lui : détergent, matières solides en suspension et contaminants qu’ils transportent. C’est la zone la plus courte dans la plupart des lignes et celle dont la conception est le plus souvent réduite à une simple phrase.

La propriété essentielle est que le rinçage ne doit pas être alimenté à partir du bain de lavage. Un circuit de rinçage approvisionné depuis le bac de lavage dépose sur la pièce exactement ce que contient ce bac, ce qui explique le cas trompeur où une pièce paraît propre à l’état humide mais présente des marques une fois sèche. Deux bacs, deux circuits, filtration séparée.

La deuxième propriété est la qualité de l’eau. L’eau du robinet contient des sels dissous, et ces sels sont ce qui reste après évaporation de l’eau. Sur une pièce dont la limite est exprimée en quelques milligrammes, les matières solides présentes dans un rinçage effectué avec de l’eau dure représentent déjà une fraction mesurable de cette tolérance, avant même que le laveur n’ait commis la moindre erreur.

Son mode de défaillance ressemble à un problème de séchage ou à un problème de contamination, alors qu’il s’agit ni de l’un ni de l’autre. Comme la preuve visible est une marque, et que cette marque apparaît après le séchage, l’enquête se concentre sur la zone cinq.

4. Protection contre la corrosion : Gagner du temps entre les zones

Cette zone existe parce que le lavage principal a éliminé le film protecteur et que le rinçage a laissé la surface humide. Une pièce en ferreux quittant la zone trois se trouve dans l’état le plus sensible à la corrosion qu’elle connaîtra durant toute sa vie.

La protection peut consister en un inhibiteur de corrosion dans le rinçage final, une étape d’application séparée, ou bien être totalement absente lorsque la pièce est séchée immédiatement et utilisée au cours du même poste de travail. Ce dernier cas est plus fréquent que ne le suggèrent les listes d’équipements, et il est tout à fait légitime tant que l’intervalle est court et bien connu.

Le conflit porte sur la zone trois. Un film qui protège la pièce est aussi un film qui possède une masse, et là où la limite de propreté est exprimée en milligrammes, ce film entre dans la mesure elle-même. Les spécifications qui fixent à la fois une limite de propreté et une exigence anticorrosion sans reconnaître ce conflit conduisent à des machines qui satisfont l’une tout en échouant à l’autre.

Son mode de défaillance apparaît plusieurs jours plus tard, dans un conteneur, et est attribué au stockage.

5. Séchage : Là où l’eau résiduelle devient une contamination résiduelle

Le séchage n’élimine pas la contamination. Il élimine l’eau, et ce faisant, concentre tout ce que l’eau transportait dans les endroits où elle s’évapore en dernier.

La conséquence pratique est que la qualité du séchage ne se mesure pas au fait que la surface extérieure semble sèche. Une pièce peut réussir un contrôle visuel tout en retenant encore du liquide dans le fond d’un filetage, dans un trou borgne ou dans l’espace situé sous une bride, et ce liquide provoquera soit de la corrosion, soit un dépôt de ses solides à cet endroit.

Cette zone dispose de trois mécanismes : l’évaporation par chaleur et flux d’air, le déplacement par jet d’air (air knife) et le vide. La chaleur est le moyen le moins coûteux, mais aussi le moins efficace dans les cavités. Les jets d’air agissent uniquement sur les surfaces qui leur font face. Le vide est le seul mécanisme capable d’atteindre un volume fermé, ce qui explique pourquoi les pièces comportant des trous borgnes en ont besoin — et pourquoi il en coûte autant.

Son mode de défaillance est une pièce sèche sur les faces inspectées, mais humide là où cela compte.

6. Refroidissement : La zone que tout le monde supprime

Une pièce sortant d’un séchoir peut être suffisamment chaude pour poser problème : pour l’opérateur qui la manipule, pour la mesure effectuée sur elle et pour le contenant dans lequel elle est emballée.

Le problème de mesure est celui qui cause de véritables difficultés. Un contrôle dimensionnel d’une pièce à 60 °C mesure une pièce différente de ce même composant à 20 °C, et la différence dépasse la tolérance sur certaines caractéristiques. Une pièce qui passe le contrôle à chaud peut échouer à froid, et vice versa.

Le problème d’emballage est plus subtil. Une pièce tiède placée dans un contenant fermé fait augmenter l’humidité à l’intérieur de ce contenant lorsqu’elle refroidit, ce qui constitue l’un des mécanismes responsables de la formation de rouille pendant la nuit sur des pièces qui étaient propres et sèches au moment de leur emballage.

Le refroidissement est généralement une zone passive, constituée d’un tronçon de convoyeur en air immobile, et c’est la première zone supprimée lorsque l’espace au sol est limité. Lorsqu’elle est supprimée, les deux défaillances ci-dessus apparaissent sous forme d’un désaccord sur les mesures et d’une réclamation liée au stockage, sans que l’une ni l’autre ne renvoie à la zone manquante.

7. Ce que les zones ont réellement en commun

Le schéma observé sur les six zones est identique : chaque zone échoue d’une manière qui renvoie vers une autre zone. Un échec de rinçage ressemble à un problème de séchage. Un échec de séchage ressemble à un problème de contamination. Un échec de corrosion ressemble à un problème de stockage. Un échec de refroidissement ressemble à un problème de mesure.

C’est pourquoi la question diagnostique utile n’est jamais « quelle zone est défectueuse ? », mais plutôt « à quel endroit de la pièce l’échec apparaît-il ? » et « que signifie cet emplacement quant à la dernière zone ayant traité cette zone ? »

Une ligne de nettoyage décrite en quatre mots sera construite en six zones, quoi qu’il arrive. La seule question est de savoir si la spécification a bien compris ce qu’elle demandait, ou si le constructeur de machines l’a interprétée à sa façon.