Essais & Simulations n°109

Dossier
Le produit doit normalement fonctionner
sous certaines contraintes. Il s’agit de ses
marges de conception qui permettent au
produit de fonctionner au-delà et, mal -
heureusement, des faiblesses qui le limitent.
D’où l’importance de connaître
ses faiblesses.
Tous les constituants du produit (les
maillons de la chaîne de notre exemple)
n’ont pas la même robustesse : certains
sont plus faibles que d’autres et ne vont
pas résister de la même manière lors de
l’augmentation de la contrainte.
Les essais aggravés (augmentation pro -
gressive de la traction dans notre exem -
ple) vont permettre de faire apparaître
ces faiblesses.
Les contraintes à appliquer pour réaliser
des essais aggravés doivent être pertinentes
(en type et en niveau) vis-à-vis du produit. Si
dans le cas de la chaîne la traction semblait
pertinente, pour des produits électroniques,
les contraintes sont généralement utilisées
au minimum de la température, des vibrations,
de la tension d’alimentation, de la
charge et quelques fois au minimum de la
fréquence des signaux.
Les essais aggravés permettent de mettre
en évidence deux types de faiblesses :
• Défauts de conception : certains mail -
lons de la chaîne sont beaucoup plus
fins que les autres et ce n’est pas justifié,
il s’agit d’erreurs de conception. Quel -
ques exemples sur des produits : mau -
vais choix ou dimensionnement de
composant, de technologie, de process…
C’est la conception qui amène ces
défauts qui peuvent par la suite se retrouver
dans tous les produits fabriqués
selon cette définition. Ces défauts sont
mis en évidence lors de la campagne
d’essais aggravés HAT en conception.
• Défaut de jeunesse : le maillon est tout
aussi gros que les autres mais il pré -
sente un défaut de réalisation ou a été
endommagé par le process. Quelques
exemples sur des produits : composant
hors spécification, en limite ou fragilisé,
défaut de process de réalisation, câblage
abimé…C’est la réalisation de ce produit
particulier qui a amené le défaut. Ces
défauts sont mis en évidence par l’opération
de déverminage par Essais
Aggravés HA-ESS.
Le HAT en conception
Le principe :
• Rechercher les faiblesses par l’application
de contraintes augmentées de façon
progressive
• Analyse des pannes
• Actions correctives
• Poursuivre la démarche jusqu’à l’obtention
de limites de fonctionnelles
jugées satisfaisantes.
C’est une démarche itérative qui ne se
limite pas à vérifier que le produit « tient »
ses exigences mais va beaucoup plus loin.
Et c’est là « une difficulté culturelle » pour
faire admettre le HAT en conception. Il ne
s’agit pas de faire des essais permettant
de vérifier le bon fonctionnement d’un
produit (ce qui est fait par les essais « qualification
» et « Design Verification Tests)
mais de rechercher les faiblesses potentielles
(ce qui pourrait faire que le même
produit ne fonctionne plus parce que trop
sensible à un paramètre par exemple).
Le but de ces essais est de trouver ces
faiblesses. Un industriel américain, déjà
utilisateur des essais aggravés dans les
années 80, a en 2005 rebaptisé ces essais
HADT (Highly Accelerated Discovery Tests :
EA) pour découvrir les faiblesses.
Les résultats
• La découverte, très tôt, des faiblesses
de conception, à un moment où la cor -
rection ne s’avère pas encore onéreuse.
Le concepteur reste totalement maître
de l’analyse et de la décision de corriger
(ou non), mais au moins, il a connaissance
de ces faiblesses.
• Pour les faiblesses corrigées et donc
éliminées, la conception s’en trouve
renforcée.
• Constitution d’une base de données
avec pour chaque produit les limites
acceptables par type de contraintes. Ceci
peut ensuite être utilisé pour comparer
les produits entre eux, pour vérifier l’évolution
de la robustesse dans le temps
sur un même type de produit ou des
produits similaires, ou simplement pour
définir les contraintes à appliquer lors
du déverminage en production.
Déverminage HA-ESS
en production
Certains défauts de jeunesse ont besoin
de facteurs particuliers pour se révéler. Il
s’agit des défauts « latents » qui pourraient
devenir des défauts réels et « patents »
chez le client après quelques semaines
d’utilisation. Le déverminage consiste à
appliquer un stress défini sur tous les
produits fabriqués de façon à transformer
les défauts latents en défauts patents
(réels) détectables avant livraison au client.
Les défauts de jeunesse latents sont précipités
et viennent s’ajouter aux défauts
réels qui sont détectés en fin de fabrication
et avant toute livraison aux clients.
Des études et des plans d’expérience ont
montré que le déverminage par essais
aggravés était plus efficace que le déverminage
traditionnel.
Un extrait du Guide de l’ASTE de 2006
explique en effet que, sous l’effet des
contraintes appliquées, les éléments les
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