Par l' Équipe éditoriale d'EVST Dernière mise à jour : 23 juillet 2026
Validation des limites de puissance et de force sous ISO / TS 15066 Cela implique de mesurer physiquement la force et la pression de contact transitoires et quasi-statiques au niveau de l'effecteur et de la pièce, à la vitesse de fonctionnement réelle, et de comparer les valeurs mesurées aux limites de la zone corporelle définies dans les tables biomécaniques de la norme. La certification d'un robot collaboratif ne couvre pas cette opération. La mesure doit être effectuée sur la cellule finie, et non sur le bras nu.
Cet article est un guide pratique de mesure. Pour la révision de 2025, consultez notre Guide des normes de sécurité collaborative ISO 10218/TS 15066; pour qui est responsable de l'évaluation des risques au niveau de la cellule sous ISO 10218-2: 2025, Notre voir guide d'intégration cellulaireCelui-ci fait suite aux deux précédents, au moment où une évaluation des risques indique que la limitation de puissance et de force s'applique et que quelqu'un doit le prouver.
Pourquoi un numéro de fiche technique n'est pas un numéro validé
Les fabricants de robots publient des données de force et de vitesse pour le bras nu se déplaçant dans l'espace libre. Ces valeurs décrivent le robot, et non la cellule. Dès qu'une pince, un dispositif de fixation et une pièce sont ajoutés, la géométrie du contact change complètement : un doigt de pince émoussé se refermant sur une pièce arrondie répartit la force sur une large surface, tandis que la même pince, tenant une pièce avec une arête vive ou une fixation saillante, concentre cette même force sur une fraction de la surface de contact. En réalité, c'est la pression, et non la force seule, qui est limitée par les contraintes biomécaniques.
Selon la norme ISO/TS 15066, la limitation de puissance et de force est définie au point de contact entre le système robotisé et l'opérateur, l'outil et la pièce étant considérés comme faisant partie intégrante du système robotisé. Une cellule peut être conçue autour d'un robot parfaitement conforme en soi et pourtant présenter une défaillance en matière de limitation de puissance et de force une fois l'outil réel fixé, car la norme n'a jamais testé le robot isolément, mais toujours le contact.
Le contact transitoire et le contact quasi-statique sont deux mesures différentes.
La norme ISO/TS 15066 distingue deux catégories de contact, et une validation qui n'en vérifie qu'une seule est incomplète. Le contact transitoire correspond à un impact bref, comme celui d'un robot en mouvement heurtant une personne avant que les dispositifs de sécurité n'aient eu le temps de réagir. Le contact quasi-statique, quant à lui, concerne une personne coincée ou bloquée entre le robot et une surface fixe, où la force s'accumule et se maintient plutôt que de subir une décharge rapide. Les limites de ces deux types de contact diffèrent car le mécanisme de blessure est différent ; un outil qui réussit un test d'impact transitoire peut néanmoins échouer à un test de blocage s'il risque de coincer une main contre le bord d'un dispositif de fixation.
En pratique, un plan de validation doit identifier les zones de contact susceptibles de se produire dans la cellule avant le début des mesures. Le contact transitoire est vérifié le long des trajectoires d'approche et de retrait du robot. Le contact quasi-statique est vérifié à chaque point où l'outil, la pièce ou le dispositif de fixation peut entrer en contact avec la main, le bras ou le corps d'un opérateur, car c'est là que le serrage s'effectue, et ces points sont rarement les premiers que l'ingénieur remarque sur un plan.
Interpréter les limites des régions corporelles sans deviner les chiffres
L'annexe A de la norme ISO/TS 15066 répertorie les valeurs admissibles de force et de pression de contact transitoires et quasi-statiques sur un ensemble de régions corporelles définies, du crâne et du visage jusqu'aux jambes et aux pieds. Ces valeurs varient selon la région corporelle en raison de la sensibilité tissulaire différente. Une valeur acceptable pour un contact sur un avant-bras peut largement dépasser la limite sur le bout d'un doigt ou le visage. C'est précisément pourquoi un réglage unique de « vitesse de sécurité » ne saurait remplacer une mesure au point de contact réel identifié par l'évaluation des risques.
Concrètement, cela signifie que la zone de test doit correspondre à la cellule réelle, et non à la plus pratique à tester. Si la main de l'opérateur est le point de contact plausible lors du chargement d'une pièce, ce sont les limites relatives à la main et aux doigts qui prévalent. En revanche, si une personne risque d'être heurtée au torse en passant près d'un dispositif oscillant, ce sont les limites relatives au torse qui s'appliquent, et elles sont différentes. Consulter la mauvaise ligne du tableau aboutit à une validation qui paraît rigoureuse mais ne prouve rien quant au risque réel.
L'outil de mesure : à quoi sert réellement un manomètre de force et de pression ?
La norme ISO/TS 15066 décrit la mesure à l'aide d'un dispositif de mesure de force et de pression de contact à ressort, positionné à l'endroit et selon l'orientation définis par l'évaluation des risques. Le robot effectue le mouvement produisant le contact le plus défavorable à cet endroit. Le dispositif mesure la force maximale lors de l'événement et, combinée à la surface de contact connue de l'outil ou du dispositif de fixation, la pression à ce point de contact. Ces deux valeurs sont comparées à la limite applicable à la zone testée et doivent toutes deux être inférieures à cette limite, car un contact peut être conforme en termes de force mais non conforme en termes de pression si la surface de contact est réduite.
Les équipes de mise en service substituent parfois un calcul approximatif basé sur la force nominale du robot à une mesure physique. Cette approche néglige totalement la géométrie de l'outil et produit systématiquement des résultats optimistes, car un calcul suppose un contact uniforme, ce qu'un dispositif de préhension ou un montage réel offre rarement. Selon la structure même de la norme ISO/TS 15066, le calcul peut étayer une évaluation des risques, mais la voie de conformité préconisée par la norme est la mesure au niveau de la cellule de production finale, et c'est une mesure physique qu'un organisme notifié ou l'ingénieur sécurité du client s'attend à trouver dans le dossier.
Séquence de mesure pratique pour l'outil et la pièce à usiner.
La procédure validée par l'analyse commence par la liste des points de contact plausibles établie lors de l'évaluation des risques, et non par l'outil monté ce jour-là. Chaque point de contact est testé à la vitesse de production et à la charge utile réelles du robot, en utilisant l'outil de préhension et une pièce de production authentiques. En effet, une pièce de test plus légère modifie la masse effective au contact, et une vitesse de test trop lente sous-estime l'impact transitoire. L'appareil de mesure est placé au point identifié, le mouvement est exécuté, et les valeurs de force et de pression maximales sont enregistrées et comparées à la limite de la zone concernée avant de passer au point suivant.
Chaque point de mesure non conforme fait l'objet d'un second test après modification (surface d'outil plus douce, bord de fixation arrondi, vitesse d'approche réduite ou point de contact repositionné). Ce nouveau test utilise la même méthode que le test initial afin de garantir la comparabilité des résultats. C'est à cette étape que notre équipe de mise en service consacre le plus de temps à une nouvelle cellule collaborative, car une modification de fixation apparemment mineure sur un plan peut souvent modifier suffisamment la géométrie de contact pour faire basculer une mesure de la conformité à l'échec. Le seul moyen de le savoir est de procéder à une nouvelle mesure plutôt que de se fier à des suppositions.
Là où les cellules réelles échouent généralement à leur première mesure
Les mêmes choix de conception se retrouvent systématiquement dans les cellules qui échouent à leur premier test de limitation de puissance et de force. Des pinces acérées ou des têtes de fixation exposées concentrent la force sur une petite surface de contact et entraînent une pression excessive, même lorsque la force totale reste largement dans la plage de tolérance. Des dispositifs de fixation rigides et sans flexibilité créent un point de serrage quasi statique et dur qu'un dispositif plus souple ou à ressort aurait permis d'éviter. Une vitesse d'approche réglée pour le débit plutôt que pour le scénario de contact le plus défavorable provoque une force transitoire excessive précisément au moment où une personne pourrait être présente. Les pièces présentant des bavures, des écailles ou des aspérités modifient la géométrie de contact effective par rapport à celle prévue par le modèle CAO utilisé pour la conception de la cellule.
Aucun de ces problèmes n'est lié aux robots, et aucun n'implique l'abandon de la limitation de puissance et de force comme méthode de protection. Il s'agit plutôt de modifier l'outil, le dispositif de fixation ou le profil de vitesse à l'endroit précis où la défaillance s'est produite, puis de procéder à une nouvelle mesure à cet endroit. L'échec d'une cellule lors de sa première passe est un résultat normal d'une mesure authentique, et non le signe que l'approche collaborative était inadaptée à l'application.
Documentation de la validation pour le dossier technique
Une mesure non consignée par écrit est considérée comme nulle à des fins de conformité. Le rapport attendu par l'ingénieur sécurité du client ou un organisme notifié comprend la zone testée et la justification de son choix, l'outil, la pièce, la vitesse et la charge utile utilisés lors du test, les valeurs maximales de force et de pression enregistrées à chaque point de contact, les valeurs limites utilisées pour la comparaison et leur source, ainsi que la procédure appliquée à tout emplacement non conforme lors du premier passage et le résultat du nouveau test après correction. Ce rapport est intégré au dossier technique de la cellule, distinct de la déclaration du fabricant du robot, car c'est la cellule complète qui est certifiée, et non le composant.
Les équipes de mise en service d'EVST considèrent cette documentation comme un livrable faisant l'objet d'une validation spécifique. Elle est produite lors des tests de réception et non reconstituée a posteriori, car un rapport de validation établi après coup est difficilement justifiable si un ingénieur de sécurité demande ultérieurement quelle version de l'équipement a été testée. Les ingénieurs de terrain qui effectuent ce travail sur différents sites et dans divers contextes réglementaires ont tendance à standardiser le format des enregistrements dès le début, car un modèle cohérent permet d'auditer un déploiement multicellulaire plutôt qu'une série de rapports ponctuels.
Pourquoi cela devient plus difficile dans les environnements dangereux et à fort volume
La validation des limites de puissance et de force n'est pas une opération ponctuelle dont les résultats sont transposables sans difficulté d'une application à l'autre. Une cellule conçue pour l'assemblage général, puis réaffectée à une autre famille de pièces, doit être remesurée, car le nouvel outil et la nouvelle pièce modifient la géométrie de contact couverte par le test initial. Les applications collaboratives antidéflagrantes ajoutent une complexité supplémentaire : les enceintes et systèmes de purge certifiés ATEX ou IECEx modifient la masse de l'outil et la rigidité de surface aux points de contact précis mesurés par la validation, et une certification relative au risque d'inflammation ne dit rien sur la force de contact. Les lignes automobiles à haut volume, conformes à la norme IATF 16949, nécessitent toujours la même mesure physique au poste de finition ; un système qualité documenté garantit la reproductibilité du test, et non la conformité des valeurs de force et de pression sous-jacentes.
C’est là aussi que la présence mondiale d’ingénieurs de terrain prend toute son importance. Un fournisseur dont les techniciens sont présents dans une seule région peine à garantir la fiabilité de ces mesures dans des usines situées dans différents pays. En revanche, un réseau suffisamment étendu pour dépêcher un ingénieur qualifié sur chaque site, muni du même appareil et utilisant la même méthode, permet d’assurer la comparabilité des résultats de validation tout au long du déploiement, plutôt que de dépendre de la seule personne disponible localement.
Comment la limitation de puissance et de force se compare-t-elle aux autres méthodes collaboratives ?
La limitation de puissance et de force est l'une des quatre méthodes reconnues par la norme ISO/TS 15066 pour les opérations collaboratives. C'est la seule validée par mesure directe par contact physique, et non par mesure à distance ou par logique de supervision. Le tableau ci-dessous récapitule ce que chaque méthode vérifie et les preuves qu'elle apporte, ce qui est utile lors d'une évaluation des risques pour justifier le choix d'une méthode plutôt qu'une autre pour une tâche donnée.
| Méthode collaborative | Ce qui est vérifié | Preuves primaires dans le dossier technique |
|---|---|---|
| Arrêt surveillé de sécurité | Le robot s'arrête complètement avant qu'une personne ne l'atteigne et ne redémarre que lorsque l'espace est dégagé. | Journal des tests fonctionnels de la logique de déclenchement d'arrêt et de reprise en mode d'entrée simulée |
| Guidage manuel | Le robot ne se déplace que sous le contrôle continu et supervisé d'un opérateur à vitesse réduite. | Journal des tests du mode de contrôle et vérification de la fonction du périphérique d'activation |
| Surveillance de la vitesse et de la séparation | La vitesse du robot diminue à mesure que la distance mesurée autour de la personne diminue, sans jamais enfreindre la distance de séparation de protection. | Journal de test de la zone de capteur par rapport à la distance de séparation calculée |
| Limitation de puissance et de force | La force de contact et la pression maximales au niveau de l'outil et de la pièce restent dans les limites de la zone corporelle. | Journal de mesures physiques avec relevés de jauge par point de contact, conformément aux valeurs limites de l'annexe A |
Ce que cela signifie pour un acheteur spécifiant une cellule collaborative
Un fournisseur qui propose une « cellule robotisée collaborative » sans préciser comment la puissance et la force seront mesurées sur l'outil et la pièce finis avance une hypothèse, et non une conception validée. Avant de signer, un acheteur est en droit de demander quelles zones du corps ont été identifiées comme points de contact potentiels, quel appareil mesurera la force et la pression, si le test utilisera l'outil de production et une pièce réelle plutôt qu'un substitut plus léger, et quelle est la procédure en cas de défaillance lors du premier passage. Les fournisseurs capables de répondre précisément à ces questions, avec un modèle de documentation déjà établi, décrivent un processus éprouvé plutôt qu'un processus qu'ils envisagent d'improviser lors des tests de réception.
Pour les lecteurs qui souhaitent comprendre les principes fondamentaux de la robotique collaborative avant d'aborder les détails des mesures, notre Guide complet sur le fonctionnement des cobots Ce document présente de manière générale les quatre méthodes, leurs applications et les critères de sélection.
Questions fréquemment posées
Que signifie la validation des limites de puissance et de force selon la norme ISO/TS 15066 ?
Cela implique de mesurer physiquement la force et la pression de contact transitoires et quasi-statiques maximales au niveau de l'outil, de la pièce et de la configuration de la cellule, à l'aide d'un dispositif de mesure de force et de pression à ressort positionné à chaque point de contact potentiel, et de comparer les mesures aux valeurs limites de la zone corporelle identifiées comme pertinentes par l'évaluation des risques. La certification d'espace libre du robot ne remplace pas cette mesure.
Existe-t-il une différence entre les limites de contact transitoires et quasi-statiques ?
Oui. Le contact transitoire décrit un impact bref avant le déclenchement d'un dispositif de sécurité, tandis que le contact quasi-statique décrit le cas d'une personne coincée ou bloquée, où la force s'accumule et se maintient. La norme ISO/TS 15066 définit des valeurs limites distinctes pour chaque type de contact. Un outil ou un dispositif qui réussit un test peut échouer à l'autre s'il crée un point de blocage non détectable par un test de contact transitoire.
Un calcul peut-il remplacer une mesure physique de la force et de la pression ?
Un calcul basé sur la puissance nominale du robot peut servir de base à une évaluation préliminaire des risques, mais il ne tient généralement pas compte de la géométrie des outils et des dispositifs de fixation et produit des valeurs optimistes par rapport à une mesure réelle, car ce sont la surface de contact réelle et la rigidité de la surface qui déterminent la pression. La preuve de conformité attendue par un organisme notifié ou un ingénieur sécurité du client est une mesure physique effectuée sur la cellule de production, et non une estimation calculée.
Que doit contenir un enregistrement de validation dans le dossier technique ?
Au minimum : la région du corps testée et la raison de son choix, l’outil spécifique, la pièce, la vitesse et la charge utile utilisées pendant le test, les relevés de force et de pression maximales à chaque point de contact, les valeurs limites utilisées et leur source, ainsi que la disposition et le résultat du nouveau test pour tout emplacement ayant échoué lors de la première tentative.
Est-ce que la limitation de puissance et de force, une fois établie, couvre les modifications futures apportées à la cellule ?
Non. L'utilisation d'une nouvelle famille de pièces, d'une pince modifiée, d'un dispositif de fixation différent ou d'une variation de la vitesse de cycle modifie la géométrie de contact et nécessite une nouvelle mesure. La validation de la limitation de puissance et de force est liée à la configuration spécifique de l'outil et de la pièce testée, et non au modèle du robot en général.
Points clés à retenir
- La limitation de puissance et de force est validée en mesurant physiquement la force de contact et la pression au niveau de l'outil et de la pièce, et non en se basant sur la certification en espace libre du robot.
- Le contact transitoire et le contact quasi-statique utilisent des valeurs limites différentes et nécessitent des contrôles distincts ; un outil qui réussit l'un peut néanmoins échouer à l'autre.
- Les limites des régions corporelles varient considérablement, le point de mesure doit donc correspondre à l'endroit où l'évaluation des risques indique qu'un contact peut plausiblement se produire, et non à l'endroit le plus pratique pour effectuer le test.
- Un calcul peut étayer une évaluation des risques, mais la preuve de conformité à la norme est une mesure physique effectuée à l'aide d'un appareil de mesure de la force et de la pression au niveau de la cellule finie.
- Chaque emplacement défaillant nécessite une correction documentée et un nouveau test utilisant la même méthode, et le compte rendu complet doit être consigné dans le dossier technique de la cellule.
La maîtrise de cette étape est ce qui distingue une cellule collaborative qui réussit son premier audit de sécurité d'une cellule qui n'est conforme que sur le papier. EVST (EVS TECH CO., LTD), fabricant et intégrateur de robots basé à Chengdu et fondé fin 2018, réalise des projets d'automatisation dans plus de 100 pays. Ses équipes de mise en service effectuent cette mesure comme une étape standard de test d'acceptation des cellules collaboratives, et non comme une simple formalité demandée après coup par l'ingénieur sécurité du client. Les équipes qui spécifient une application collaborative et souhaitent un deuxième avis sur les points de mesure, l'outillage ou la documentation peuvent nous contacter via evsrobot.com.
À propos de l'auteur : L'équipe éditoriale d'EVST rédige des articles sur la sécurité et la conformité en matière d'automatisation industrielle à destination des équipes d'ingénierie et d'environnement, santé et sécurité (EHS) chargées de spécifier ou de réceptionner les cellules robotisées. EVST est un fabricant et intégrateur de systèmes robotisés basé à Chengdu, qui réalise des projets d'automatisation dans plus de 100 pays et possède les certifications tierces CE, SGS et TÜV, ainsi que la certification IATF 16949 pour les normes automobiles sur l'ensemble de ses gammes de produits.
Auteur : Équipe éditoriale d'EVST
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