Lorsqu’une entreprise de soudage obtient une Qualification de Mode Opératoire de Soudage (QMOS), elle valide bien plus qu’une simple éprouvette de test. Elle établit un domaine de validité qui détermine exactement dans quelles conditions elle peut reproduire cette soudure en production. Comprendre ce domaine devient alors essentiel pour garantir la conformité, optimiser les coûts et éviter des requalifications inutiles. Pourtant, de nombreux fabricants sous-estiment la complexité de ces règles d’extrapolation, ce qui peut entraîner des non-conformités coûteuses lors des audits clients ou des inspections réglementaires.
Le domaine de validité n’est pas une notion arbitraire : il repose sur des variables essentielles définies par les normes internationales, notamment l’ISO 15614-1 pour les aciers et le nickel. Chaque paramètre testé lors de la qualification – matériau, épaisseur, procédé, traitement thermique – ouvre une fenêtre d’application plus ou moins large. Maîtriser ces règles permet de couvrir un maximum de configurations avec un minimum de QMOS, offrant ainsi une flexibilité opérationnelle considérable tout en maintenant la rigueur technique nécessaire.
Définition et cadre normatif du domaine de validité selon l’ISO 15614-1
Le domaine de validité d’une QMOS représente l’ensemble des conditions de soudage que cette qualification autorise en production, au-delà des paramètres exacts utilisés lors de l’épreuve. L’ISO 15614-1 constitue la référence normative principale pour le soudage à l’arc des aciers, établissant des règles précises d’extrapolation basées sur des décennies de retour d’expérience industriel. Cette norme distingue deux niveaux de qualification – Niveau 1 et Niveau 2 – avec des exigences d’essais différentes, bien que pour les structures métalliques selon l’EN 1090-2, seul le Niveau 2 soit accepté.
La logique qui sous-tend ces règles d’extrapolation repose sur une approche de sécurité métallurgique. Chaque variable testée pendant la qualification a été identifiée comme essentielle parce qu’elle influence directement les propriétés mécaniques de l’assemblage soudé. Modifier une variable essentielle au-delà de son domaine qualifié peut altérer la microstructure, la dureté, la ténacité ou la résistance mécanique du joint. Par exemple, souder un acier plus épais que celui qualifié modifie les cycles thermiques et peut générer des contraintes résiduelles différentes, nécessitant potentiellement une nouvelle qualification.
Variables essentielles et leurs limites de qualification
Les variables essentielles se répartissent en plusieurs catégories : matériau de base, matériau d’apport, conception du joint, paramètres de soudage, préchauffage et traitement thermique après soudage (TTAS). Chacune possède des règles d’extrapolation spécifiques. Pour le matériau de base, l’appartenance à un groupe selon l’EN ISO/TR 15608 détermine les possibilités de substitution. Une QMOS réalisée sur un acier du groupe 1.2 (acier au carbone-manganèse à grains fins) peut généralement couvrir les aciers du groupe 1.1 (aciers au carbone non alliés), mais l’inverse n’est pas autorisé sans justification métallurgique.
L’épaisseur constitue une variable critique avec des règles asymétriques. Pour les assemblages bout à bout, si vous qualifiez une épaisseur
qualifiée t, la norme définit une plage minimale et maximale dans laquelle vous pouvez travailler sans refaire d’épreuve. En Niveau 2, une qualification sur une tôle de 20 mm vous autorise par exemple à souder en production d’environ 3 mm jusqu’à 40 mm, selon le procédé et le type de joint. En revanche, tenter de souder une tôle de 60 mm avec cette même QMOS reviendrait à sortir du domaine qualifié : le cycle thermique, les vitesses de refroidissement et donc la microstructure ne seraient plus comparables à l’éprouvette initiale.
Les paramètres de procédé (intensité, tension, vitesse d’avance, type de transfert, polarité, énergie linéique) constituent également des variables essentielles ou supplémentaires suivant les cas. L’ISO 15614-1 encadre ces paramètres par des tolérances, généralement exprimées en pourcentage autour des valeurs utilisées lors de l’essai. Sortir de ces plages revient à changer le « profil thermique » du bain de fusion, ce qui peut modifier la pénétration, la taille de la zone affectée thermiquement (ZAT) et la dureté. Enfin, le préchauffage, l’interpass et le traitement thermique après soudage (TTAS/PWHT) sont traités comme des garde-fous : diminuer ces valeurs par rapport à l’essai de qualification est strictement encadré, car cela augmente les risques de fissuration ou de fragilisation.
Distinction entre QMOS, DMOS-F et DMOS-T
Pour bien gérer le domaine de validité en soudage, il est indispensable de distinguer clairement QMOS, DMOS-F et DMOS-T, trois documents souvent confondus dans les ateliers. La QMOS (ou WPQR en terminologie anglaise) est le procès-verbal de qualification : elle formalise les résultats d’essais destructifs et non destructifs réalisés sur un assemblage témoin et fixe le domaine de validité. Le DMOS-F (Descriptif de Mode Opératoire de Soudage – Fabrication) est le document dérivé, utilisable en production, qui traduit la QMOS en consignes pratiques pour les soudeurs (réglages, gestes, ordre des passes, contrôles).
Le DMOS-T (ou DMOS-P dans certains référentiels) correspond au descriptif utilisé pour souder l’éprouvette lors de l’essai de qualification. Il est par nature plus « expérimental » : le soudeur et le coordinateur soudage peuvent ajuster certains paramètres en cours d’essai, sous contrôle de l’organisme habilité. Une fois les résultats validés, c’est la QMOS qui « gèle » les paramètres qualifiés, et le DMOS-F sera éventuellement simplifié ou adapté pour être diffusé aux équipes. On peut voir la chaîne comme un entonnoir : DMOS-T (essai) → QMOS (validation) → DMOS-F (application en série).
Sur le plan pratique, cela signifie que vous ne devez jamais rédiger un DMOS-F en dehors du cadre fixé par la QMOS correspondante. Élaborer un DMOS-F avec une énergie de soudage ou une gamme d’épaisseurs qui ne figurent pas dans le domaine qualifié revient à faire dire à la QMOS plus qu’elle ne prouve réellement. Au contraire, structurer votre bibliothèque de DMOS-F à partir de QMOS bien pensées permet de couvrir l’ensemble des besoins du cahier de soudage sans multiplier les qualifications inutiles.
Exigences de la norme EN 1090 pour les structures métalliques
Pour les structures en acier soumises à marquage CE, la norme EN 1090-2 introduit des exigences spécifiques sur les domaines de validité, étroitement liées aux classes d’exécution (EXC1 à EXC4). Dès la classe EXC2, la qualification des modes opératoires de soudage par QMOS devient la règle, et l’EN 1090 impose explicitement l’utilisation du Niveau 2 de l’ISO 15614-1, plus exigeant. En pratique, cela signifie davantage d’essais (par exemple des essais de résilience Charpy à basse température) et des domaines de validité parfois plus restreints que ce que permettrait le seul Niveau 1.
L’EN 1090-2 vient aussi compléter l’ISO 15614-1 avec des exigences supplémentaires, par exemple pour les aciers à haute limite d’élasticité (S460 et plus) ou les cordons d’angle fortement pénétrants. Dans ces cas, des essais de traction spécifiques sur assemblage en croix ou des macros supplémentaires peuvent être exigés pour vérifier la résistance réelle de la soudure. La norme précise également que certaines configurations (comme les soudures d’angle de forte pénétration) nécessitent une QMOS dédiée, sans extrapolation possible à partir d’une simple soudure bout à bout.
Pour un fabricant de charpentes métalliques, l’enjeu est double : d’une part, respecter scrupuleusement les limites de validité imposées par l’EN 1090 pour rester conforme lors des audits de certification ; d’autre part, optimiser le nombre de QMOS en choisissant judicieusement les épaisseurs, les groupes de matériaux et les configurations d’essai. Une mauvaise stratégie peut conduire à multiplier par deux ou trois le nombre de QMOS nécessaires pour couvrir un même portefeuille de projets, avec un impact direct sur les coûts de qualification.
Particularités du RCCM pour les équipements sous pression nucléaires
Dans le domaine nucléaire, le référentiel RCCM (Règles de Conception et de Construction des matériels mécaniques des îlots nucléaires REP) impose une approche encore plus conservatrice du domaine de validité. Ici, la priorité absolue est la sûreté : les extensions de domaine permises par l’ISO 15614-1 peuvent être restreintes, voire interdites, par le RCCM pour certains joints critiques ou catégories de composants. Par exemple, des aciers ou alliages d’un même groupe ISO/TR 15608 peuvent être considérés comme non substituables si leurs comportements en irradiation ou en vieillissement diffèrent significativement.
Le RCCM introduit aussi des notions de classes de soudure et de niveaux de contrôle qui influencent directement la qualification. Une même QMOS peut ne pas être utilisable pour toutes les classes, même si les paramètres semblent identiques, car les exigences d’essais (macro, micrographie, dureté, résilience, voire corrosion ou tenues particulières) varient. De plus, la durée de vie attendue des équipements nucléaires et les contraintes de maintenance font que certaines QMOS sont assorties de conditions de surveillance ou de revalidation périodique plus strictes que dans l’industrie conventionnelle.
Pour un fabricant intervenant en environnement réglementé RCCM, déterminer correctement le domaine de validité nécessite donc un travail étroit entre le coordinateur soudage, le département qualité et parfois l’exploitant ou l’autorité de sûreté. L’objectif n’est pas seulement de « couvrir » un cahier de soudage, mais de démontrer la robustesse métallurgique du procédé sur plusieurs décennies de service, parfois dans des conditions extrêmes (température, irradiation, fatigue thermique). Dans ce contexte, il est fréquent de limiter volontairement certaines extrapolations pourtant autorisées par les normes ISO, afin de rester dans un périmètre parfaitement maîtrisé.
Analyse des paramètres matériaux influençant le domaine de validité
Groupes de matériaux selon l’EN ISO/TR 15608 et extensions autorisées
L’EN ISO/TR 15608 classe les matériaux métalliques en groupes et sous-groupes en fonction de leur composition chimique et de leurs propriétés mécaniques. Cette classification sert de base à la plupart des règles de domaine de validité en QMOS : elle définit dans quels cas un matériau peut en « représenter » un autre lors d’une qualification. Par exemple, les aciers carbone non alliés de construction courants se trouvent dans les groupes 1.1 et 1.2, tandis que les aciers inoxydables austénitiques appartiennent au groupe 8.
En règle générale, qualifier un matériau plus « demandant » permet de couvrir un matériau plus simple du même ensemble, mais l’inverse n’est pas vrai. Souder un acier fin grain du sous-groupe 1.2 avec une QMOS réalisée sur un acier de base 1.1 peut être acceptable dans certains cadres, alors que l’utilisation d’une QMOS 1.2 pour souder un acier allié de groupe 3 ou 4 serait exclue. La norme ISO 15614-1 précise, via des tableaux, les combinaisons de groupes de matériaux qualifiées (1.1 à 1.2, 8 à 10, etc.), notamment pour les assemblages dissemblables.
La difficulté pour l’utilisateur réside souvent dans l’interprétation de ces tableaux : jusqu’où peut-on aller sans sortir du domaine qualifié ? Une bonne pratique consiste à raisonner par « côté le plus défavorable » : si votre QMOS couvre un assemblage entre un acier S355 (groupe 1.2) et un inox 304L (groupe 8), vous ne pouvez pas en déduire qu’elle couvrira automatiquement un S460 ou un inox fortement allié de groupe 10. En cas de doute, il est préférable de consulter le coordinateur soudage ou de faire valider l’interprétation par le client, plutôt que de s’exposer à une contestation lors d’un audit.
Épaisseur nominale et règles d’extrapolation pour les assemblages minces et épais
L’épaisseur nominale des pièces à souder est l’un des paramètres les plus structurants du domaine de validité. L’ISO 15614-1 définit des règles distinctes pour les assemblages bout à bout et les soudures d’angle, avec des plages d’extrapolation qui dépendent de l’épaisseur qualifiée t. Pour un joint bout à bout soudé des deux côtés, la qualification sur une tôle de 12 mm peut typiquement couvrir, en Niveau 2, une plage allant d’environ 3 mm à 24 mm (les valeurs exactes dépendent du procédé et du type de joint).
Pour les faibles épaisseurs (par exemple en tuyauterie fine, HVAC ou agroalimentaire), il est souvent judicieux de qualifier sur une épaisseur intermédiaire qui couvre à la fois les tôles très minces et une partie du domaine « standard ». À l’inverse, dans les fortes épaisseurs (structures lourdes, équipements sous pression, offshore), la qualification sur une seule tôle épaisse ne suffit pas toujours : le comportement thermique d’un joint soudé de 10 mm ne sera pas celui d’un joint de 80 mm. Dans ces cas, les fabricants établissent souvent deux familles de QMOS : une pour les épaisseurs « moyennes » et une pour les très fortes épaisseurs, éventuellement avec préchauffage et TTAS spécifiques.
Un point de vigilance : il n’est jamais permis, pour un procédé donné, de passer d’un dépôt multipasse à un dépôt monopasse (ou l’inverse) par simple extrapolation de domaine. Autrement dit, une soudure qualifiée en monopasse ne prouve pas la qualité d’une soudure équivalente réalisée en plusieurs passes, car le cycle thermique, les vitesses de refroidissement et la répartition des contraintes changent complètement. De la même manière, une QMOS sur soudure d’un seul côté sans support ne qualifie pas automatiquement une soudure sur support ou des deux côtés, sauf mention explicite de la norme.
Coefficient de dilatation thermique et compatibilité métallurgique
Derrière les tableaux de groupes de matériaux se cachent des réalités métallurgiques bien concrètes, en particulier lorsqu’on assemble des matériaux dissemblables. Le coefficient de dilatation thermique joue un rôle clé : associer un inox austénitique (coefficient élevé) avec un acier carbone (coefficient plus faible) génère des contraintes différentielles importantes lors des cycles thermiques. Même si les deux matériaux sont « compatibles » selon l’ISO/TR 15608, leur comportement à l’échauffement et au refroidissement reste très différent.
C’est pour cette raison que les qualifications de soudage sur aciers dissemblables sont souvent assorties de contraintes supplémentaires : limitation stricte de l’énergie linéique, préchauffage obligatoire, contrôle renforcé de la dureté ou de la microstructure dans la ZAT. On peut comparer cela à assembler des matériaux de construction ayant des coefficients de dilatation différents : sans joint de dilatation adapté, les fissures finissent par apparaître. En soudage, la QMOS sert justement à démontrer que, dans des conditions de procédé données, ces déséquilibres restent maîtrisés.
Dans le cas d’alliages sensibles (aciers trempés et revenus, inox martensitiques, alliages de nickel, etc.), la compatibilité métallurgique va au-delà du simple coefficient de dilatation. La susceptibilité à la fissuration à froid, à la précipitation de phases fragilisantes ou à la corrosion sous contrainte peut imposer des limites de validité bien plus restreintes que celles des aciers de construction classiques. Là encore, il est fréquent que des spécifications clients ou des codes sectoriels (pétrole & gaz, nucléaire, chimie) resserrent le domaine de validité par rapport au « maximum » permis par l’ISO 15614-1.
Impact des procédés de soudage sur l’étendue du domaine qualifié
Soudage TIG versus MIG/MAG : restrictions spécifiques au transfert d’énergie
Le procédé de soudage choisi influence directement la largeur du domaine de validité. Le soudage TIG (141) offre une grande stabilité de l’arc et un apport de chaleur relativement modéré, ce qui se traduit souvent par des zones affectées thermiquement plus réduites et une meilleure maîtrise de la microstructure. En contrepartie, les vitesses de soudage restent faibles, et la sensibilité aux paramètres de protection gazeuse (décapage, inertage) est élevée, ce qui limite parfois l’extrapolation en production.
À l’inverse, le MIG/MAG (135/136/138) permet des vitesses d’avance bien supérieures et une productivité accrue, mais la variation des modes de transfert métallique (court-circuit, globulaire, spray, pulsé) complique le contrôle de l’énergie linéique. L’ISO 15614-1 considère généralement le changement de mode de transfert comme une modification importante du procédé : vous ne pouvez pas considérer qu’une QMOS réalisée en mode spray qualifie automatiquement un soudage en mode court-circuit, même si l’intensité moyenne semble comparable. La physico-chimie du bain de fusion n’est pas la même.
En pratique, une bonne stratégie consiste à choisir, pour la qualification, un mode de transfert représentatif de la production réelle, en prenant garde de rester dans une plage de paramètres qui permettra ensuite quelques ajustements sans sortir du domaine qualifié. Par exemple, qualifier en mode pulsé pour couvrir un maximum de situations MIG/MAG sur inox ou aluminium. À l’opposé, essayer de faire une « QMOS universelle » qui couvre tous les modes de transfert revient souvent à diluer la pertinence métallurgique et à multiplier les risques de non-conformité.
Soudage à l’arc submergé et facteurs limitants du flux-fourré
Le soudage à l’arc submergé (SAW, procédé 121/125) et les procédés à fil fourré (FCAW, 136/138) présentent des particularités qui se répercutent fortement sur le domaine de validité. Dans ces procédés, le type de flux ou la nature du fil fourré joue un rôle aussi important que le métal d’apport lui-même : composition chimique, basicité, taux de désoxydants, capacité de piégeage des inclusions. L’ISO 15614-1 considère généralement le changement de marque ou de classification de flux/fil fourré comme une variable essentielle ou supplémentaire.
Concrètement, une QMOS réalisée avec un flux acide ne peut pas être transposée à un flux basique sans nouvelle qualification, car le comportement en hydrogène diffusible, en ténacité ou en résistance à la fissuration peut varier significativement. De même, un fil fourré rutile n’a pas le même profil métallurgique qu’un fil fourré basique, même si la nuance métallurgique annoncée est identique. C’est un peu comme changer de recette de béton tout en gardant la même classe de résistance : le comportement à long terme peut être très différent.
Pour maîtriser le domaine de validité avec ces procédés, il est conseillé de figer clairement dans la QMOS la combinaison « processus – fil – flux – gaz » et de limiter les substitutions en production. Lorsqu’un changement de fournisseur est inévitable (rupture de stock, arrêt de production), il faut vérifier systématiquement si la classification normée reste identique et, en cas de doute, planifier soit des essais complémentaires, soit une requalification complète. Cela évite d’engager, sans preuve, des assemblages structuraux critiques avec une configuration flux/fil non qualifiée.
Méthodes hybrides laser-arc et leurs critères de transférabilité
Les procédés hybrides laser-arc, encore en développement dans de nombreux secteurs, combinent un faisceau laser concentré et un arc électrique (souvent MIG/MAG). Leur avantage principal : des vitesses de soudage très élevées et des pénétrations importantes, y compris sur des épaisseurs moyennes à fortes. Mais cette intensification de l’apport d’énergie rend aussi le domaine de validité plus délicat à définir. De petits écarts de focalisation, de positionnement ou de synchronisation entre laser et arc peuvent modifier profondément la géométrie du cordon et la structure métallurgique.
Dans ce contexte, l’ISO 15614 (parties spécifiques au laser et hybrides) impose des exigences d’essais renforcées, avec une attention particulière à la macrographie, à la dureté et parfois à la microstructure. Les possibilités d’extrapolation sur l’épaisseur ou sur la vitesse de soudage sont souvent plus limitées que pour un procédé à l’arc classique. On peut comparer cela à la conduite d’une voiture de course : la fenêtre de fonctionnement est plus étroite, et un petit écart de réglage a plus de conséquences que sur un véhicule standard.
Pour les entreprises qui envisagent de qualifier un procédé hybride, il est stratégique de définir dès le départ le périmètre applicatif visé (épaisseurs, types de joints, matériaux) afin de dimensionner correctement l’essai de qualification. Chercher à couvrir trop large peut conduire à une QMOS très coûteuse, avec de nombreux essais, sans pour autant garantir une vraie transférabilité en production. À l’inverse, une QMOS ciblée sur une famille d’assemblages répétitifs (par exemple des soudures longitudinales de viroles) peut offrir un excellent rendement industriel avec un risque maîtrisé.
Détermination des plages de courant, tension et vitesse de soudage qualifiées
Au-delà des aspects matériaux et procédés, le domaine de validité repose aussi sur des plages de courant, de tension et de vitesse de soudage. L’ISO 15614-1 définit pour ces paramètres des tolérances généralement exprimées en pourcentage par rapport aux valeurs utilisées lors de l’essai (par exemple ±10 % sur le courant, ±7 % sur la tension, ±15 % sur la vitesse, selon les procédés et les parties de la norme). L’objectif est de garantir que l’énergie linéique – c’est-à-dire la quantité de chaleur apportée par unité de longueur – reste dans une « fenêtre de sécurité » validée par les essais mécaniques.
En pratique, la méthode la plus robuste consiste à calculer l’énergie linéique E utilisée pendant l’essai (E = (U × I) / v, corrigée par le rendement du procédé), puis à déterminer la plage admissible d’après la norme. Cette énergie linéique doit ensuite servir de référence lors de la rédaction du DMOS-F : les combinaisons de courant, tension et vitesse proposées aux soudeurs doivent conduire à une énergie située à l’intérieur de cette plage. Si, pour des raisons de productivité, vous souhaitez souder beaucoup plus vite ou avec des intensités sensiblement différentes, une nouvelle QMOS sera nécessaire.
On sous-estime souvent l’importance de documenter ces plages de paramètres dans la QMOS et dans le DMOS-F. En cas d’audit ou d’expertise après incident, les inspecteurs demanderont non seulement à voir la QMOS, mais aussi à vérifier que les relevés de paramètres de production (enregistrement automatique, fiches suiveuses, etc.) se situent bien dans le domaine qualifié. C’est pourquoi de plus en plus d’entreprises investissent dans des systèmes de monitoring en temps réel des paramètres de soudage : non seulement pour la qualité, mais aussi pour pouvoir démontrer, preuves à l’appui, qu’elles sont restées à l’intérieur du domaine de validité défini.
Influence de la configuration géométrique et du traitement thermique
Chanfrein en V, X, K ou J : validité selon la préparation des joints
La configuration géométrique du joint – notamment la forme du chanfrein – a un impact direct sur le profil thermique, la pénétration et la répartition des contraintes résiduelles. L’ISO 15614-1 définit quelques grandes familles d’assemblages (bout à bout de tôles, bout à bout de tubes, assemblages en T, piquages), mais ne couvre pas toutes les variantes de chanfreins possibles. En règle générale, une QMOS réalisée sur une soudure bout à bout à pleine pénétration qualifie aussi les soudures à pénétration partielle et les cordons d’angle, mais seulement si la préparation reste de même nature et si le procédé et le mode de dépôt sont comparables.
Par exemple, une qualification réalisée sur un chanfrein en V double (X) ne permet pas nécessairement de couvrir un chanfrein en J ou en K avec des passes de racine très différentes. La quantité de métal fondu, l’accès de la torche, la taille de la ZAT et même le mélange métal de base/métal d’apport peuvent changer significativement. On peut comparer cela à percer un trou avec un foret conique ou cylindrique : le résultat final (un trou) semble similaire, mais les contraintes induites dans la matière ne sont pas les mêmes.
Pour les joints complexes (piquages, nœuds de treillis, intersections de profilés), la norme renvoie souvent à l’ISO 15613 (assemblages de préproduction) plutôt qu’à l’ISO 15614-1. Dans ce cas, la QMOS est réalisée directement sur une géométrie représentative de la production, et son domaine de validité reste en général limité à des configurations très proches. C’est une approche pragmatique : plutôt que d’essayer de transposer des résultats d’un assemblage simple à une géométrie complexe, on qualifie directement la situation réelle.
Positions de soudage PA, PF, PC et leurs zones de qualification croisée
Les positions de soudage (PA, PB, PC, PD, PE, PF, PG) jouent un rôle majeur dans le domaine de validité, car elles influencent la gravité, la fluidité du bain et le risque de défauts (sous-coupes, manque de fusion, inclusions). Les normes de qualification de soudeur (EN ISO 9606-1) et de QMOS prévoient des zones de qualification croisée : qualifier en position « difficile » (par exemple PF montante) permet souvent de couvrir des positions plus favorables (PA à plat), mais l’inverse n’est pas vrai.
Dans le cadre de l’ISO 15614-1, la position de l’assemblage lors de l’épreuve de qualification est donc une variable essentielle. Une soudure réalisée en position PA (à plat) ne prouve pas nécessairement que le même mode opératoire sera satisfaisant en position sous plafond (PE) ou verticale montante (PF), où le contrôle du bain et le risque de coulures sont plus critiques. Pour couvrir plusieurs positions avec une seule QMOS, il est parfois nécessaire de choisir une position intermédiaire ou de réaliser plusieurs éprouvettes dans des positions différentes.
En pratique, la stratégie la plus efficace consiste à aligner la position de la QMOS avec les besoins réels du cahier de soudage. Si 90 % de vos soudures de production sont en position PA/PC, il est inutile de qualifier en PF/PE à moins d’avoir un besoin spécifique. À l’inverse, dans des secteurs comme la tuyauterie industrielle ou le nucléaire, où les positions H-L045 ou J-L045 sont fréquentes, il est souvent judicieux de qualifier directement sur ces configurations, voire de s’appuyer sur des qualifications de soudeurs spécifiques pour garantir la maîtrise des positions les plus pénalisantes.
PWHT et impact sur l’extension du domaine de validité temporelle
Le traitement thermique après soudage (PWHT/TTAS) est un autre levier majeur du domaine de validité, en particulier pour les aciers alliés, les aciers trempés et revenus ou les équipements sous pression. L’ISO 15614-1 considère le PWHT comme une variable essentielle : si un traitement est appliqué lors de la qualification, il doit l’être en production dans des conditions comparables (température, durée, montée en température, refroidissement). À l’inverse, souder sans PWHT alors que la QMOS en prévoyait un revient à sortir du domaine qualifié.
On peut voir le PWHT comme une seconde « opération métallurgique » venue stabiliser la microstructure, détendre les contraintes et homogénéiser la dureté. Si cette opération disparaît ou est significativement modifiée, la microstructure finale ne correspond plus à celle qui a été contrôlée pendant les essais destructifs. C’est pourquoi certaines normes ou codes sectoriels imposent de requalifier systématiquement dès que l’on modifie la gamme de PWHT, même légèrement.
Sur le plan pratique, le PWHT influence aussi la « durée de vie » perçue du domaine de validité. Une QMOS avec PWHT peut rester pertinente pendant de nombreuses années, tant que le four, les thermocouples et la gamme de traitement restent contrôlés et inchangés. À l’inverse, une modification significative des moyens de traitement (nouveau four, nouvelle courbe de chauffe) peut justifier des essais de vérification ou une requalification partielle, même si la norme ne l’exige pas explicitement. Là encore, la prudence et la traçabilité restent les meilleurs alliés du fabricant.
Méthodologie d’extrapolation et limitations documentées du WPQR
Déterminer correctement le domaine de validité ne consiste pas à « tirer au maximum » sur toutes les possibilités offertes par la norme, mais à appliquer une méthodologie structurée. La première étape consiste à partir du cahier de soudage : recenser tous les types de joints, matériaux, épaisseurs, procédés et positions nécessaires au projet ou au portefeuille de projets. La seconde étape est de cartographier les QMOS existantes et d’identifier les recouvrements possibles avec ces besoins. C’est seulement après ce travail que l’on peut décider quelles nouvelles QMOS réaliser et sur quelles configurations d’essai pour maximiser le recouvrement.
Lors de la rédaction du WPQR (QMOS), il est essentiel de documenter non seulement le domaine de validité maximal permis par la norme, mais aussi les limitations que l’entreprise choisit volontairement. Par exemple, vous pouvez décider de limiter l’épaisseur maximale qualifiée à 30 mm alors que la norme vous autoriserait 40 mm, si vos contrôles internes ou votre retour d’expérience montrent que la maîtrise de la qualité devient plus délicate au-delà. De même, vous pouvez restreindre les matières couvertes à un sous-ensemble de groupes 1.1/1.2, même si, sur le papier, des extensions seraient possibles.
Enfin, une bonne pratique consiste à intégrer dans le WPQR et les DMOS-F des remarques explicites sur les extrapolations non autorisées : interdiction de changer de mode de transfert MIG/MAG, de modifier le type de flux/fils fourrés, de supprimer un PWHT obligatoire, etc. Cela évite que, quelques années plus tard, un nouveau chef d’atelier ou un sous-traitant interprète « large » un domaine de validité en pensant rester conforme. En d’autres termes, le WPQR ne doit pas être vu comme un simple document administratif, mais comme une véritable boussole technique qui encadre, dans la durée, la cohérence entre qualification, production et exigences normatives.