15 Juin 2016

Plan propreté - AP-3

Plan Propreté

Décrire la démarche pour définir les dispositions garantissant la tenue des exigences de performances vis-à-vis de la contamination du produit par des particules et/ou des espèces chimiques.

Deux documents sont requis :

  • Cleanliness Requirements specification (CRS) décrivant les spécifications de contamination surfacique moléculaire et/ou particulaire,
  • Cleanliness and Contamination Control Plan (C&CCP) en réponse au CRS.

 

A. Objet

Par définition, un contaminant correspond à « toute matière étrangère ayant un temps de résidence suffisamment long sur une surface ou dans un environnement fonctionnel pour en dégrader les performances ou la durée de vie ». Dans l’industrie spatiale, les 3 familles de contaminants peuvent être préjudiciables :

  • la contamination particulaire (essentiellement au sol) : celle-ci correspond à des particules de matière visible inertes (de l’ordre du micromètre), véhiculées par des fluides, et qui s'accumulent sur les surfaces.
  • la contamination moléculaire (au sol mais essentiellement en vol) : celle-ci se matérialise par des dépôts de gouttelettes plus ou moins homogènes après transport des molécules en phase liquide ou gazeuse.
  • La contamination biologique: celle-ci est engendrée par des particules viables présentes sur les surfaces ou dans l’air ambiant.

 

Les leçons du passé ont conduit à une réelle prise de conscience des risques de dommages et de baisse de performance des systèmes spatiaux dus à une contamination qu’elle soit chimique ou particulaire. De nos jours où les instruments deviennent de plus en plus sophistiqués, où les contraintes deviennent de plus en plus fortes en termes de qualité et de fiabilité, la maîtrise des niveaux de contamination est une nécessité et doit s’appliquer tout au long des différentes phases de développement d’un satellite, du niveau composant au niveau système.

Pour ce faire, un contexte réglementaire a été instauré et la logique de minimisation des risques passe par l’établissement d’un plan de propreté dédié à un équipement seul voire au satellite complétement intégré et décrit dans le standard « RNC-ECSS-Q-70-01 Clealiness and contamination control ».

Celui-ci définit les règles de propreté et les contrôles qualité associés à mettre en place pour les éléments sensibles à la contamination ainsi que pour les éléments à proximité de ces derniers, lors des opérations sous responsabilité du projet.

Il répond, en termes d’activités à réaliser, aux exigences de propreté applicables au produit considéré.

B.  Principes d’élaboration

Le Plan Propreté  est initialisé par le projet en fin de phase A et son contenu fait l’objet d’une discussion avec le Client pour assurer la cohérence des processus de gestion de la propreté entre le projet et son Client. Il est finalisé en fin de phase B.

La démarche de maîtrise de la Propreté du projet s’appuie sur un processus comportant les étapes suivantes :

  • mise en place de l’organisation Propreté du projet,
  • identification des éléments sensibles à la contamination,
  • identification des sources de contamination,
  • identification des exigences Propreté applicables au projet,
  • établissement d'un budget de contamination alloué à chaque phase du projet,
  • description des dispositions mises en place pour y répondre.

 

In fine, le projet doit présenter un bilan de la contamination des éléments sensibles pour comparaison avec les valeurs de contamination jugées admissibles dans le budget de contamination.

Il s’agit de couvrir le cycle de vie des produits allant de la conception jusqu’à la fin d’exploitation, en passant par les  phases d’approvisionnement, de fabrication,  d’intégration, d’essais, de stockage et de transport.

En termes de produits concernés, le périmètre des activités Propreté couvre :

  • la conception et le développement de tous les modèles (MI, MQ, MV et moyens sol associés),
  • la réalisation des modèles de vol ainsi que de tout élément non vol pouvant se retrouver à proximité des modèles de vol.

 

C.  Contenu type

1. Objet

Ce chapitre introduit les objectifs généraux et le périmètre des activités du Plan Propreté du projet.

En particulier, il décrit succinctement le produit concerné et le projet dans lequel il s’inscrit.

Exemple

1. Objet

Le présent document  définit les règles de propreté et les contrôles qualité associés à mettre en place au niveau des éléments sensibles à la contamination ainsi que des éléments à proximité de ces derniers lors des opérations du projet « Instrument XXXX ».

L’Instrument XXX comporte les 2 sous -ensemble suivants :
-  Sous-Ensemble 1…
-  Sous-Ensemble 2…

La maitrise d’œuvre de l'instrument XXX est assurée par le Laboratoire YYY, le Sous-Ensemble 1 étant réalisé par ce même Laboratoire, alors que le développement du Sous-Ensemble 2 sera confié à la société ZZZ.

 

2. Domaine d’application

Ce chapitre introduit les activités proposées pour la maîtrise des exigences du projet ainsi que les acteurs concernés et ce, tout au long de la vie du projet.

Exemple

2. Domaine d’application

Ce document s’applique, sauf mention contraire, aux éléments de l’Instrument et aux moyens sol associés, pendant les phases sous responsabilité du projet (conception, approvisionnement, intégration, essais, stockage, transport et préparation au lancement, utilisation en vol).

Les exigences de propreté de ce document sont applicables :

- pour la conception de tous les modèles (MI, MQ, MV et moyens sol associés)
- pour la réalisation des modèles de vol ainsi que de tout élément non vol pouvant se retrouver à proximité des modèles de vol.

 

3. Références

3.1 Documents de référence

Ils constituent la bibliographie nécessaire à l'élaboration du Plan Propreté.

Exemple

3.1 Documents de référence

RNC-ECSS-Q-ST-70  STANDARD Matériaux, Composants mécaniques et ProcédésMatériaux, Composants mécaniques et Procédés
RNC-ECSS-Q-ST-70-01Cleanliness and contamination control
RNC-CNES-Q-HB-20-522Guide d’AQ pour le suivi d'intégration d'une charge utile ou d'un instrument.

 

Nota : RNC-ECSS-Q-ST-70-01 est le document incontournable.

3.2 Documents applicables

Ce sont l'ensemble des documents applicables à l'élaboration du Plan Propreté.

Exemple

3.2 Documents applicables

xxxxxxxPlan Assurance Produit de l’Instrument XXX
yyyyyyySpécification Assurance Produit du Client
zzzzzzzGuide des bonnes pratiques en environnement salles propres du laboratoire
wwwwWWWWWWWWWW

 

3.3 Glossaire

Ce paragraphe fournit les sigles utilisés dans ce document.

Exemple

3.4 Glossaire

APAssurance Produit
AQAssurance Qualité
AIT ou AIVAssemblage Intégration Test ou Vérification
CMContamination Moléculaire (en g/cm2)
CPContamination Particulaire (en ppm)
CVCMCondensed Volatile Condensable Material
DMMPLDeclared Material & Mechanical Parts List
DPLDeclared Process List
JEJournal des événements
LSLivret Suiveur
ppmpartie par million
MI MQ MVModèle d’Intégration, de Qualification, de Vol
MLIMulti Layer Insulation
PAIEPlan d’Assemblage, d’Intégration, et d’Essais
PAQIPlan Assurance Qualité Intégration
RAPResponsable Assurance Produit
RAQIResponsable Assurance Qualité Intégration
RAIVResponsable Assemblage Intégration Vérification
RMLRecovered Mass Loss

 

4. Organisation des activités Propreté

4.1 Entrées

Ce paragraphe explicite les entrées aux activités du Plan Propreté.

Exemple

4.1. Entrées

En entrée des activités Propreté, le projet prendra en compte la description du spécimen, identifiera les éléments sensibles à la contamination ainsi que les sources de contamination, à travers l’examen des éléments suivants :

- la liste MCP,
- l’examen des technologies embarquées (détecteurs, radiateurs, système de propulsion…)
- les facteurs environnementaux de la mission,
- la description de la séquence et de l’environnement AIT/AIV du projet.

Le projet disposera de la spécification AP qui lui est applicable ainsi que le dossier AMT précisant en particulier l’environnement des essais thermiques.

Enfin, le projet mettra en œuvre les différents moyens de mesure (dégazage, contamination) et de contrôle de propreté disponibles.

 

4.2 Sorties

Ce paragraphe explicite les sorties attendues des activités du Plan Propreté.

Exemple

4.2. Sorties

En sortie des activités Propreté, le projet fournira les éléments suivants :

- récapitulation des exigences de propreté des éléments sensibles par rapport aux performances attendues,
- plan de propreté des sous-contractants avec des jalons (KIP, MIP, autres)
- plan de sécurisation (management des éléments de vol et non-vol liés à la propreté)
- éléments de choix de conception : plan d'orientation des évents MLI de l’Instrument et localisation des réchauffeurs pour le dégazage
- budget prévisionnel de contamination intégrant les contraintes de contamination en prenant en compte tout le profil AIT AIV (fabrication, test, intégration, stockage, transport)
- bilan propreté approuvé par le Chef de Projet Instrument

 

4.3 Organisation

Ce paragraphe explicite les responsabilités des porteurs des activités décrites dans le Plan Propreté.

Exemple

4.3 Organisation

Participent aux activités Propreté le chef de projet, le responsable système, les responsables équipements, le responsable AP, le responsable AIV. L’expert contamination est sollicité aux points-clés

Le tableau ci-dessous détaille les responsabilités pour chaque groupe d’activités décrites dans ce Plan.

Activités PropretéRAPRAIVResp. Projet & ArchitectesResponsable équipement
Définition des exigencesX
Généralités issues de l’APX
Traitement des anomaliesXXXX
ConceptionXX
Sélection des matériauxX
Sélection des procédésX
Livraison de matérielXX
Inspection du matérielX
Nettoyage du matérielXXX
Etuvage du matérielX
Travail en salle propreXX
Suivi des témoinsXX
Contraintes en essaisXX
Activités interditesXX
Manutention & stockageXX
SynoptiqueX
Budget de contaminationX
Bilan de contaminationX
Mise en route en orbiteX

 

4.4 Hypothèses 

Ce paragraphe présente les hypothèses prises pour réaliser le budget prévisionnel.

Exemple

4.4 Hypothèses

- Après nettoyage, la CP au niveau des éléments sensibles est négligeable.
- La CM surfacique est mesurée sur les témoins de contamination.
- La CM aéroportée n’est pas prise en compte.
- Le respect de ces bonnes pratiques vis-à-vis de la propreté permet de maîtriser le risque de contamination des éléments sensibles. Ces bonnes pratiques sont connues et appliquées par le personnel impliqué dans les activités depuis la conception jusqu’à la livraison de l’instrument ou pour le plan de propreté satellite à la préparation au lancement. Ces bonnes pratiques pour les activités en environnement salles propres sont décrites dans [DAzzzzzzz].
- Pas de modélisation de la contamination exigée aux niveaux Instrument, Plateforme et Satellite.
- L’environnement pris en compte pour la phase vol est décrit dans le document RNC-ECSS-Q-ST-70-01 Annexe D2, chapitres D2.1.3 pour l’environnement naturel & induit et D2.2.3 pour le transport des contaminants dans l’espace.
- La contamination liée aux environnements attendus (hors anomalie) est estimée à :

PhaseCPCM
Surface protégée par cache10 ppm0
Phase de transport10 ppm (valeur forfaitaire)
Essai en vibration25 ppm (valeur forfaitaire)
Essai en vide thermique25 ppm (valeur forfaitaire)3.10-6 g/cm2 pour un an
ISO 8 (100 000)275 ppm / jour (*)2.10-6 g/cm2 pour un an
Coiffe lanceur au sol (5000)32 ppm / jour (*)Négligeable
Coiffe pendant le tir170 ppm (valeur forfaitaire)Négligeable
ISO 5  (100)2 ppm / jour4.10-7 g/cm2 pour un an
Environnement en volNégligeablevaleur AD à partir du REX

(*) : valeurs à diviser par 5 pour des surfaces sensibles verticales

 

5. Identification des éléments sensibles

Tout élément nécessitant des précautions particulières vis-à-vis d’un risque de pollution est considéré comme ‘sensible’ à la contamination même si les valeurs de contamination admissibles sont élevées.

Les éventuels cas de sensibilité à l’humidité sont à prendre en compte.

Les valeurs de contamination admissibles indiquées sont celles compatibles en fin de mission avec les objectifs de la mission.

5.1 Eléments sensibles

Les éléments identifiés a priori comme sensibles sont listés.

Pour chaque élément sensible, on fournit les valeurs de CP et CM admissibles  ainsi que les références dont elles sont issues.

Exemple

5.1 Eléments sensibles
Les éléments sensibles identifiés sont principalement les suivants :
- les optiques
- le senseur SSSS du Sous-Ensemble 1,
- les revêtements de contrôle thermique et les baffles des radiateurs,
- les mécanismes
- d’une manière générale les connecteurs lorsqu’ils ne sont pas enfichés.
Les valeurs de contamination admissibles pour les éléments sensibles sont indiquées ci-après.:
Pour le senseur SSSS,  d’après DRxxxx
- CP : ‘Cumulated exposure time in a class 100.000 room shall be less than 20h. Alternatively less than 100 particles larger than 1 micrometer must accumulate on the first optical surface.’
- CM  < 0.6 10-6 g/cm2.

 

5.2 Tout autre surface non sensible

Pour l’ensemble des surfaces non identifiées a priori comme sensibles, on fournit également des valeurs de CP et CM admissibles.

Exemple

5.2 Tout autre surface réputée non sensible
Pour les autres éléments réputés non sensibles, on considérera les valeurs admissibles suivantes
- CP < ‘visiblement propre’
- CM < 10-6 g/cm2

 

6. Identification des sources de contamination

Pour  les considérations générales sur les sources de contamination, se reporter au document RNC-ECSS-Q-ST-70-01 - Cleanliness and contamination control -  Annex D, § D.2.1 Typical contaminants and their sources.

La liste ne pouvant être exhaustive, d’autres sources peuvent être considérées au cas par cas que ce soit au niveau des instruments de la charge utile, qu’au niveau satellite. Les sources de contamination croisée sont également à prendre en compte lors d’emport multiple.

Exemple

6. Identification des sources de contamination
Il s’agit de prendre en compte la CP et la CM des éléments suivants, par exemple:
-  les MLI,
-  les structures,
-  les panneaux composites,
-  les panneaux solaires,
-  les senseurs,
-  les harnais MV
-  …

 

7. Description des activités Propreté

Ce chapitre répertorie chaque exigence à prendre en compte vis-à-vis des aspects propreté et définit leur prise en compte par le projet en termes de mise en place d’activité, de porteur et de fourniture de traçabilité.

Les exigences sont issues de la spécification Assurance Produit applicable pour la fourniture des équipements et leur intégration (identifiées sous la forme REQ-PA-xxx dans l’exemple ci-dessous) ainsi que d’exigences Propreté additionnelles particulières (identifiées sous la forme « REQ-PROP- xxxx » dans l’exemple ci-dessous).

Exemple

7. Description des activités Propreté
7.1 Généralités issues de l’assurance produit
7.2 Traitement des anomalies
7.3 Conception 
7.4 Sélection des matériaux 
·  EXIGENCES
…REQ-PA-xxxx
Tenue sous vide des matériaux avec des essais de dégazage sous vide thermique selon RNC- ECSS-Q-ST-70-02 §5.5.3 (RML < 1,0 % et CVCM < 0,1 %).
REQ-PROP-yyyy
A proximité d’élément sensible à la contamination moléculaire, les critères de sélection sur le  dégazage sous vide des matériaux deviennent RML < 0,1 % et CVCM < 0,01 %.
REQ-PROP-zzzz
Les capots protégeant les éléments sensibles vis-à-vis de la contamination ainsi que les témoins  de contamination seront identifiés en tant que moyen sol dans la liste des matériaux.

RESPONSABILITES
Responsable AQ Matériaux Composants mécaniques Procédés
Architecte thermique et AMT pour l’exigence sur la fixation des MLI
TRAÇABILITE
 DMMPL validée.
7.5 Sélection des procédés
7.6 Livraison de matériel comportant des éléments sensibles
7.7 Inspection du matériel
7.8 Nettoyage du matériel
7.9 Etuvage du matériel
7.10 Travail en zone à environnement contrôlé
7.11 Suivi des témoins
7.12 Contraintes propreté lors des essais
7.13 Activités interdites a proximité des surfaces sensibles
7.14 Manutention, transport et emballage, stockage
7.15 Synoptique  des étapes sous responsabilité projet
7.16 Budget de contamination
7.17 Bilan de contamination
7.18 Première mise en route en orbite

 

8. Conclusion

Tableau récapitulatif des exigences et des allocations propreté.

Activités / documentation