Quelles sont les normes de soudage et exigences qualité en France ?

Cet article vous éclaire sur les normes essentielles et réglementations en vigueur dans le domaine du soudage, ainsi que les éléments clés sur lesquelles elles s'appuient, comme la Qualification Soudeur, la QMOS (Qualification de Mode Opératoire de Soudage), le DMOS (Descriptif de Mode Opératoire de Soudage), les exigences de traçabilité et de contrôles (non destructifs ou destructifs)...

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Soudeur équipé des EPI appropriés pour l'opération de soudage.

Le soudage représente une méthode d'assemblage industriel très encadrée pour la fabrication et la réparation d'éléments métalliques.

En France, l'organisme de normalisation officiel est l'AFNOR (Association Française de Normalisation). Une norme française reconnue à l’échelle de l’Europe est désignée NF EN. Si celle-ci est reconnue à l’échelle internationale, elle est notée NF EN ISO.

Ce cadre normatif est encadré par les directives européennes et les différents standards internationaux, pour garantir la qualité, une meilleure traçabilité et sécurité des ouvrages soudés.

Normes pour les secteurs du soudage à l’arc sous protection gazeuse en France

Cadre réglementaire du soudage à l’arc sous protection gazeuse

La norme en vigueur en France pour les gaz de soudage est la norme NF EN ISO 14175, intitulée "Gaz et mélanges gazeux pour le soudage par fusion et les techniques connexes".

La norme concerne la classification et la dénomination des gaz industriels pour :

  • le soudage TIG (procédé 141) ;
  • le soudage à l’arc avec électrode fusible sous protection gazeuse (procédé 13) ;
  • le soudage plasma (procédé 15) ;
  • le coupage plasma (procédé 83) ;
  • le soudage laser (procédé 52) ;
  • le coupage laser (procédé 84) ;
  • le soudobrasage à l’arc (procédé 972).

Elle définit les niveaux d’impureté maximale dans les gaz purs et mélanges et la composition précise des mélanges et leur tolérance.

Les spécialistes des gaz industriels comme Air Liquide mettent en œuvre un processus qualité strict garantissant la conformité à la norme AFNOR à toutes les étapes : de la production jusqu’au conditionnement (bouteilles ou cadres).

Désignation normalisée des gaz industriels

La norme NF EN ISO 14175 définit la dénomination des gaz suivant un certain nombre de critères.

  1. Les gaz sont désignés par leur groupe principal (I, M1, M2...) divisés en sous-groupe en fonction du niveau des différents composants ayant une influence sur le process : le CO2, l’O2 ou l’H2.
  2. Ensuite, des symboles sont utilisés par type de composants puis la composition est indiquée.

Par exemple, un mélange à base d’Argon comprenant 18 % de CO2 appartient au groupe M21. Les symboles utilisés sont Ar pour l’argon et C pour le CO2. Le gaz sera donc défini comme ISO 14175-M21-ArC-18.

 

Au-delà des gaz : les exigences de qualité globale en soudage (ISO 3834)

La maîtrise de la qualité des gaz industriels s'inscrit dans une démarche d'assurance qualité beaucoup plus vaste pour les constructions soudées. Pour répondre aux exigences réglementaires et normatives, l'industrie s'appuie sur la série de normes NF EN ISO 3834. Cette norme définit les exigences de qualité pour le soudage par fusion des matériaux métalliques (Partie 1), et se décline en trois niveaux : exigences de qualité complète (Partie 2), normale (Partie 3) et élémentaire (Partie 4).

Les piliers de la certification NF EN ISO 3834 sont :

  • La qualification des procédés (QMOS)
  • la qualification des soudeurs et opérateurs (QS)
  • les compétences du coordinateur soudage (IWE/IWT/IWS)
  • la traçabilité et enregistrement qualité
  • les contrôles et inspections
  • la gestion des matériaux et consommables

 

Qualification de Mode Opératoire de Soudage (QMOS) et Descriptif de Mode Opératoire de Soudage (DMOS)

La QMOS et le DMOS sont requis par des normes (ISO, EN, ASME) et des règlements nationaux qui visent à protéger les soudeurs, les usagers et l’environnement en garantissant que les soudures respectent des critères de qualité rigoureux.

La QMOS est un document validé par un organisme certifié et accrédité ou un inspecteur, attestant qu’un mode opératoire de soudage est conforme aux exigences réglementaires et normatives. Elle est octroyée à l’issue d’un essai de qualification d’un assemblage réalisé selon un protocole précis. Une éprouvette est inspectée (contrôles visuels, radiographiques, destructifs ou non destructifs) pour valider la qualité de la soudure.

Le DMOS est un document précisant les paramètres du procédé de soudage à appliquer pour obtenir une soudure conforme au plan de soudage et garantir la répétitivité des paramètres. Régi par la série de normes EN ISO 15614, ce document consigne toutes les informations techniques et instructions nécessaires au bon déroulement de l’opération de soudage. L’utilisation des gaz industriels y est spécifiée pour chaque passe ou série de passes, ainsi que :

  • le procédé de soudage utilisé (TIG, MIG/MAG, électrode enrobée, etc.)
  • les nuances de matériaux à souder et leur épaisseur
  • le type de métal d’apport et les gaz de protection : La désignation normalisée et commerciale, ainsi que la composition en pourcentages du ou des gaz de protection utilisés
  • les paramètres de soudage : intensité, tension, vitesse de soudage, débit en litre par minute etc.
  • le type d’assemblage (préparation géométrique du joint -chanfrein, jeu, talon-), la répartition des passes et les opérations post-soudage

Ensemble, les DMOS et QMOS assurent la conformité des soudures, minimisent les risques de défaillance et de défauts et renforcent la sécurité.

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Qualification Soudeur (QS)

L’aptitude du soudeur à respecter les consignes d'un DMOS, notamment le choix des gaz de protection et des métaux d'apport, fait l'objet d'une vérification stricte.

La qualification du soudeur est évaluée de manière objective suivant les directives de normes européennes et internationales : la série des normes NF EN ISO 9606 (de 1 à 5) s'applique pour le soudage par fusion des aciers, de l'aluminium, du cuivre, du nickel, du titane, du zirconium et de leurs alliages.

La Qualification Soudeur a une durée de validité limitée et doit être renouvelé à son terme par un organisme officiel de certification.

 

Traçabilité et contrôles/inspections des soudures

Pour garantir la traçabilité des opérations de soudage, les normes imposent la tenue d'un cahier de soudage compilant les DMOS et les QS pour chaque ouvrage.

La validation finale peut exiger des Contrôles Non Destructifs (CND). Ces contrôles permettent de détecter d'éventuels défauts internes ou externes générés lors de la fusion :

  • Le contrôle visuel et dimensionnel : vérification de l'aspect et de la géométrie de la soudure.
  • Le ressuage : détection par capillarité de défauts débouchants en surface (fissures, porosités) au moyen de liquides pénétrants et de révélateurs.
  • La magnétoscopie : utilisation d'un champ magnétique pour identifier les défauts débouchants et sous-jacents sur des matériaux ferromagnétiques.
  • La radiographie (rayons X / gamma) et les ultrasons : sondage interne de la paroi métallique pour déceler les défauts de compacité (soufflures, inclusions, manques de fusion) invisibles à l'œil nu.

En France, le personnel réalisant ces contrôles (ressuage, magnétoscopie, radiographie, ultrasons) doit être certifié selon la norme NF EN ISO 9712, délivrée spécifiquement par la COFREND (Confédération Française pour les Essais Non Destructifs), organisme de référence national.

La validation QMOS requiert des essais non destructifs et destructifs. Ces derniers sont réalisés sur des éprouvettes témoins afin de vérifier le comportement structurel de la soudure :

  • L'essai de traction : il permet de déterminer la limite d'élasticité et la résistance de la soudure en étirant l'échantillon jusqu'à sa rupture, validant ainsi sa capacité à supporter les charges de service.
  • L'essai de pliage : vérifie la ductilité du joint et met en évidence les défauts de compacité (manques de fusion internes, porosités) en pliant l'échantillon selon un angle très prononcé.
  • L'essai d'impact (Charpy en V) : il mesure l'énergie absorbée par le métal à la rupture face à un choc soudain. Ce test est capital entre autres lorsque la structure soudée doit opérer dans des environnements soumis à des températures négatives.

 

Consommables et compatibilité matériaux

Le choix des consommables de soudage est tout aussi normé que celui des gaz industriels. Les spécifications internationales (comme la série AWS A5, ou les normes ISO 14341, ISO 636, ISO 2560 ...) permettent de classifier les métaux d'apport (électrodes et fils d'apport) selon des critères précis tels que la résistance à la traction, la composition chimique et la position de soudage.

La compatibilité métallurgique entre le métal de base et le métal d'apport est primordiale. Cette sélection rigoureuse permet d'éviter la formation de fissures, de garantir la résistance à la corrosion (particulièrement pour les aciers inoxydables) et de s'assurer que le joint soudé présente des propriétés mécaniques égales ou supérieures à celles de la pièce d'origine.

La fourniture de certificats matière peut être également exigée.

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Les grands référentiels internationaux et sectoriels

Si les normes européennes et internationales (ISO) encadrent largement la gestion de la qualité, d'autres organismes mondiaux édictent des codes incontournables selon le secteur industriel ou la zone géographique :

  • AWS (American Welding Society) : cet organisme élabore des normes de référence mondialement reconnues, comme l'AWS D1.1 pour le soudage des structures en acier ou l'AWS D1.2 pour l'aluminium. Ces codes définissent avec précision les critères de conception des joints, les procédures préqualifiées et les méthodes d'inspection.
  • ASME (American Society of Mechanical Engineers) : la section IX de son code est la référence absolue pour la fabrication d'infrastructures sous pression, telles que les chaudières et les composants nucléaires. Elle détaille scrupuleusement les exigences relatives à la qualification des modes opératoires (DMOS) et des soudeurs (QS).
  • API (American Petroleum Institute) : la norme API 1104 régit spécifiquement le soudage des pipelines et des infrastructures liées à l'industrie pétrolière, fixant des critères d'acceptation stricts pour prévenir les fuites et les défaillances.
  • ASTM International : fournit les normes décrivant les caractéristiques, les propriétés mécaniques et la composition chimique des métaux de base et des métaux d'apport.

 

Les codes de construction en France

Si les normes ISO fixent le cadre général, la conception des ouvrages sur le territoire français est régie par des codes de construction industriels spécifiques, édités par des syndicats professionnels (comme par exemple le SNCT - Syndicat National de la Chaudronnerie et de la Tuyauterie) ou des organismes d'État :

  • Le CODAP : Code de construction des appareils à pression non soumis à la flamme. C'est le référentiel français pour les cuves et réservoirs sous pression.
  • Le CODRES : Code de construction des réservoirs cylindriques verticaux.
  • Le CODETI : Code de construction des tuyauteries industrielles.
  • Le RCC-M : Règles de conception et de construction des matériels mécaniques des îlots nucléaires. Un code de très haute exigence appliqué au parc nucléaire français, surveillé par l'ASN (Autorité de Sûreté Nucléaire).
  • NF EN 1090 : Norme européenne obligatoire en France pour l'exécution des structures en acier et en aluminium (charpentes métalliques), indispensable pour l'obtention du marquage CE.

 

Sécurité et réglementation du travail

L'exécution des travaux de soudage est encadrée par des normes de sécurité et de santé au travail, telles que celles prescrites par l'OSHA (Occupational Safety and Health Administration) ou les organismes nationaux équivalents. Ces réglementations imposent des limites maximales d'exposition aux fumées toxiques et aux gaz industriels, exigeant la mise en place de systèmes de ventilation ou d'extraction performants. Elles rendent également obligatoire le port d'Équipements de Protection Individuelle (EPI) stricts : cagoules de soudage avec filtres optiques adaptés, vêtements ignifugés et gants isolants pour prévenir les brûlures et les lésions oculaires.

Le cadre réglementaire français

L'exécution des travaux de soudage est encadrée par le Code du Travail français. Les recommandations de prévention sont dictées par l'INRS (Institut National de Recherche et de Sécurité) et les CARSAT. Ces directives imposent le captage des fumées de soudage à la source, la ventilation des locaux, et la fourniture d'Équipements de Protection Individuelle (EPI) normés CE (cagoules optoélectroniques, vêtements ignifugés par exemple) pour protéger les soudeurs des rayonnements et des risques d'inhalation.

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