Des normes vont encadrer la robotique collaborative

Innovation et normalisation sont souvent opposées dans l’esprit du public et des chefs d’entreprise. En favorisant l’interopérabilité et la compatibilité des équipements entre eux, la normalisation contribue en réalité à la diffusion de l’innovation. En robotique collaborative, la France apporte sa pierre à l’édifice.

Préoccupation majeure lors de la mise en place des robots industriels, la sûreté des personnes et des installations a conduit à l’élaboration de normes strictes préconisant l’obligation d’installer des barrières de sécurité et des interrupteurs de fonctionnement afin d’interdire toute interaction physique entre l’homme et ces machines.

Les automaticiens ont donc l’obligation de concevoir des applications qui ne laissent aucune place aux risques, en prévoyant des arrêts de sécurité et des procédures de redémarrage strictes.

La robotique collaborative remet en cause, un grand nombre des principes ayant cours jusqu’à présent puisque cette fois, l’homme et la machine partagent un même espace de travail et, agissent de concert et en interaction physique directe pour accomplir leur mission.

La diversité des cas d’applications, des conditions de mise en oeuvre et des éléments de sécurité intervenant dans la gestion de la sécurité, explique la variabilité des nouvelles situations de travail ainsi que les différentes typologies de solutions techniques rencontrées. Afin d’intégrer au mieux la diversité de ces dernières et de permettre à la France d’affirmer son influence en matière d’innovation en robotique industrielle, l’Alliance Industrie du Futur propose plusieurs domaines dans lesquels il est nécessaire de faire évoluer le référentiel de normalisation existant ou d’en élaborer un nouveau.

La sécurité préoccupation majeure des instances normatives

Du fait de son évolution et de son expansion rapide, la robotique s’est récemment vu reconnaître en tant que domaine technologique d’importance stratégique. Elle dispose désormais de son propre comité technique indépendant qui, depuis fin 2015, a donné naissance à l’ISO/TC 299 dont le secrétariat a été alloué à la Suède (SIS). Si ce comité traite les aspects liés aux robots en tant que produits, le comité technique ISO/TC 199 s’occupe des aspects transversaux couvrant la sécurité des machines avec un secrétariat dévolu à l’Allemagne (DIN). Chacun de ces comités se subdivise en groupes de travail (WG) ou en groupes de travail joints (JGW) lorsque les réflexions sont menées à la fois par des équipes de l’ISO et de l’IEC.

Par exemple, on peut noter que dans le comité technique ISO/ TC 299, le WG 3 travaille sur la sécurité industrielle et le JWG 5 sur la sécurité pour la technologie robotique.

Dans le comité ISO/TC 199, la plupart des groupes de travail ISO ou joints ISO-IEC interviennent sur des aspects qui peuvent impacter la sécurité des robots collaboratifs : le WG 5 réfléchit aux principes généraux pour la conception des machines et l’évaluation des risques, le WG 6 intervient sur les distances de sécurité et les aspects ergonomiques, le WG 8 travaille sur les systèmes de contrôle sécurisés ou encore, le WG 12, créé en juin dernier, oeuvre pour sa part sur les interactions entre l’homme et la machine ; un sujet qui est au coeur des préoccupations de la robotique collaborative.

Des références apportant un cadre opérationnel

Depuis 2011, le fonctionnement collaboratif des robots industriels est décrit au travers des normes ISO 10218-1, orientées vers la conception de la quasi-machine et ISO 10218-2 portant sur l’intégration et l’utilisation du système robotisé. Depuis février 2016, la spécification technique ISO/TS 15 066 vient compléter les normes précédentes, en donnant des éléments nouveaux pour le fonctionnement des robots.

En complément, des travaux sur la caractérisation de la notion de contact entre parties mobiles des machines et l’homme sont en cours, au travers du projet de norme NWIP 21260. Celui-ci vise à élaborer une norme générale applicable à tout type de machines sur les données mécaniques de sécurité pour les contacts physiques entre l’homme et la machine. C’est précisément la mission qui a été confiée au groupe ISO/TC 199 WG 12 précédemment évoqué.

En France, trois axes de recommandations font consensus pour encadrer l’utilisation de systèmes robotisés à usage collaboratif. Ceux-ci sont présentés par ordre de priorité. Des échanges sont en cours avec le Ministère du Travail dans le cadre d’un groupe de réflexion rassemblant des organismes de contrôles, les organisations professionnelles, des fabricants, des intégrateurs, des utilisateurs, etc.

Bien que les normes harmonisées ISO 10218, volet 1 et 2 ont été complétées depuis février 2016 par une spécification technique référencée ISO/TS 15 066, une prochaine étape de travail devrait viser à une caractérisation approfondie du fonctionnement collaboratif.

Il conviendrait de poursuivre l’enrichissement de l’état de l’art en développant la problématique de l’évaluation des seuils de sécurité lors d’éventuels contacts. Le projet de norme NWIP 21 260 (données de sécurité mécanique pour les contacts physiques entre parties mobiles des machines et les personnes) devrait notamment avoir pour objectif la clarification des valeurs de seuils de sécurité exploitables et l’aide à la caractérisation des contacts.

Il existe un réel besoin pour un protocole de mesure permettant d’évaluer les paramètres de sécurité intrinsèque. L’objectif est d’avoir à disposition une méthode d’étalonnage permettant de justifier la calibration des efforts et des énergies du robot industriel utilisé dans une application collaborative. De plus, cette méthode pourrait constituer un outil de validation de l’intégration ainsi qu’un moyen de contrôle périodique.

Des travaux menés conjointement par le Cetim et le CEA List sont actuellement en cours sur l’élaboration d’un protocole de mesure adapté à toutes les marques de robots industriels. Ils pourraient constituer une base de départ pour l’élaboration d’un document normatif.