Protocoles de test : importance et enjeux

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Introduction au protocoles de test

Les protocoles de test jouent un rôle fondamental dans le bon fonctionnement du monde. En effet, ils assurent la qualité, la fiabilité et surtout la sécurité des produits que nous utilisons. C’est grâce à eux que l’avion est le moyen de transport le plus sûr. Que les batteries ne prennent pas feu. Que l’airbag se déclenche quand il faut. Et cetera.

En établissant une méthode structurée et précise, ils garantissent que les essais sont réalisés de manière cohérente et que les résultats obtenus sont comparables. Grâce à ces protocoles de test, il devient possible de vérifier le bon fonctionnement d’un produit dans différentes conditions et de détecter rapidement d’éventuelles anomalies ou défaillances.

Situés à la base de la pyramide, ils sont également indispensables pour assurer la reproductibilité des résultats. Notamment dans le domaine scientifique où une expérience doit pouvoir être reproduite par d’autres chercheurs dans les mêmes conditions.

Dans les secteurs comme la médecine, l’aéronautique ou l’usage de l’hydrogène, les protocoles de test contribuent directement à la sécurité des utilisateurs en vérifiant le respect des normes et réglementations imposées par les autorités compétentes.

Ils représentent aussi un avantage économique, car l’identification précoce des problèmes évite souvent des coûts importants liés aux réparations, aux rappels de produits ou aux accidents graves. Enfin, en définissant des critères d’évaluation clairs et objectifs, les protocoles de test renforcent la crédibilité des résultats et facilitent la prise de décision.

Cependant, il n’est pas aisé d’établir un protocole de test. Comment simuler de manière accélérée, rentable, et exhaustive l’usage qui sera fait d’un produit ? Comment tester un produit, une batterie par exemple, lorsque nous manquons de données et de recul sur son utilisation ? C’est une tâche complexe et chronophage.

Comment établir des protocoles de test sans cadre réglementaire complet ?

Dans le cadre du projet SEQGEN-AI, CARA a organisé un webinaire intitulé « Écriture de protocoles de tests, du challenge à l’innovation ».

L’objectif de ce webinaire était de savoir comment font les industriels pour établir des protocoles de test lorsque le cadre réglementaire n’est pas encore complet par manque de données. Trois entreprises ont trouvé des solutions pour y répondre :

ChemLab Services, vérification de la qualité de l’hydrogène

Cette première intervention, présentée par Delphine Schmitt de ChemLab Services, portait sur les protocoles de contrôle de la qualité de l’hydrogène pour la mobilité décarbonée. La qualité de l’hydrogène constitue un facteur critique de performance et de sécurité pour les systèmes utilisant des piles à combustible. Les contaminants peuvent être introduits à différentes étapes de la chaîne de valeur : lors de la production, du transport, du stockage ou de la distribution. Certains contaminants comme l’azote ou le méthane ont un impact limité. Alors que d’autres, notamment l’humidité, l’ammoniaque ou les composés soufrés, peuvent provoquer des dommages irréversibles et entraîner l’arrêt complet du système utilisateur.

ChemLab Services travaille actuellement à une démarche d’accréditation afin de pouvoir intervenir comme laboratoire d’évaluation de la qualité de l’hydrogène selon les exigences normatives ISO 14687 et ISO 21087. Les étapes de validation des méthodes analytiques sont :

  • vérification de la sélectivité
  • détermination des limites de détection et de quantification
  • évaluation de la répétabilité, de la fidélité et de la justesse des mesures.

Les analyses reposent principalement sur des méthodes chromatographiques et sur des appareils spécifiques pour l’humidité.

Les essais ont permis de valider la plupart des paramètres analysés, mais certaines limites techniques subsistent. Les difficultés majeures concernent notamment la mesure de l’humidité, pour laquelle les gaz étalons certifiés sont rares et coûteux, ainsi que certains contaminants comme le monoxyde de carbone et l’ammoniac, dont les seuils exigés par les normes dépassent parfois les capacités des instruments disponibles. Malgré cela, ChemLab Services intervient déjà sur des stations de ravitaillement hydrogène, notamment pour vérifier l’absence de contamination lors de la mise en service ou du transport de l’hydrogène.

Bertrand Consulting, vérification de la sûreté des batteries

La seconde présentation, assurée par Nicolas Bertrand de Bertrand Consulting, abordait les conséquences potentiellement graves d’un protocole de test mal interprété dans le domaine des batteries lithium-ion. Fort de son expérience dans les centres d’essais batteries, il a insisté sur le fait qu’on pourrait presque considérer une batterie comme « un système vivant » dont l’état évolue constamment, même pendant le stockage. Une simple erreur dans la programmation d’un essai peut rendre inutilisable une campagne entière.

Il a distingué deux grandes catégories d’erreurs : les erreurs d’interprétation du protocole et les erreurs de programmation. Une mauvaise compréhension d’un taux de charge ou de décharge, ou une erreur sur une tension maximale, peut entraîner des résultats incohérents, des dégradations irréversibles des cellules ou même des phénomènes dangereux comme l’emballement thermique. Contrairement à d’autres essais industriels, une campagne d’essais batterie ne peut généralement pas être relancée facilement car les échantillons sont coûteux, peu nombreux et irrémédiablement modifiés par les sollicitations précédentes.

Nicolas Bertrand a illustré ses propos via plusieurs cas concrets. Dans un premier exemple, une simple erreur de tension maximale sur une campagne stratégique a provoqué une crise interne, une perte de confiance du client et des tensions importantes au sein des équipes techniques. Dans un autre cas, une erreur de courant de charge à basse température a conduit à l’explosion d’une cellule lithium-ion dans une enceinte climatique. Les risques liés aux batteries ne sont pas théoriques, les erreurs de protocole peuvent avoir des conséquences humaines, matérielles et économiques importantes.

Il a également souligné la complexité croissante des normes de certification des batteries, qui nécessitent souvent l’intervention d’experts capables de traduire correctement les exigences normatives en séquences d’essais fiables. Selon lui, la rigueur dans l’écriture et la validation des protocoles constitue un enjeu industriel majeur touchant à la qualité des données, à la sécurité, aux délais et à la crédibilité des centres d’essais.

Gemesis, analyse de manière non intrusive du bon fonctionnement d’un électrolyseur en sortie de chaine de fabrication

La dernière intervention, menée par Gemesis en compagnie de ThinkDeep AI, présentait une approche innovante visant à automatiser la génération de protocoles de tests grâce à l’intelligence artificielle. Gemesis développe des bancs d’essais et des systèmes de mesure pour les technologies hydrogène, batteries et mécatroniques, ainsi qu’un logiciel de pilotage de bancs appelé GEMS.

Le projet européen Wasabi sert ici de cadre au développement d’un nouvel outil nommé SEQGEN-AI. L’objectif est de permettre la création automatique de séquences de tests à partir de documents variés comme des fichiers PDF, des spécifications techniques ou des descriptions en langage naturel. L’outil repose sur des modèles d’intelligence artificielle générative capables d’interpréter les besoins exprimés par l’utilisateur et de produire des fichiers de séquences standardisés.

L’ambition est double : réduire les erreurs humaines dans la programmation des essais et diminuer la dépendance des industriels à des logiciels propriétaires complexes. Le système s’appuie sur des descriptions structurées des bancs d’essais et de leurs capacités afin de permettre à l’IA de générer automatiquement des séquences adaptées. Les données produites sont ensuite converties dans un format exploitable par les logiciels de pilotage des bancs.

L’architecture repose sur des « agents intelligents » capables d’extraire des informations à partir de documents techniques rédigés en langage naturel pour générer des spécifications normalisées au format JSON. Ces spécifications servent ensuite à configurer automatiquement les séquences dans les outils de pilotage des bancs d’essais.

Les discussions finales ont porté sur l’ouverture du système à d’autres environnements logiciels que LabVIEW, ainsi que sur les mécanismes de vérification des séquences générées par l’IA. L’intelligence artificielle ne remplace pas la validation humaine : un système de visualisation et de simulation des séquences sera développé afin que les techniciens puissent vérifier les protocoles avant leur exécution réelle.