Qualite Securite Environnement (QSE) - Semestre 6

Annee Universitaire : 2022-2023
Semestre : 6
Credits : 2 ECTS
Specialite : Management et Qualite


PART A - Presentation Generale du Module

Vue d'ensemble

Le module Qualite Securite Environnement introduit les fondamentaux du management integre dans les entreprises : assurer la qualite des produits et services, garantir la securite des personnes, et proteger l'environnement. Ces trois piliers sont essentiels pour toute organisation moderne et repondent a des exigences reglementaires, economiques et societales.

Objectifs pedagogiques :

  • Comprendre les referentiels ISO (9001, 14001, 45001)
  • Maitriser les outils qualite (Pareto, Ishikawa, 5 Pourquoi)
  • Analyser et evaluer les risques
  • Appliquer les principes d'amelioration continue
  • Connaitre les obligations legales en matiere de securite et environnement

Position dans le cursus

Ce module s'inscrit dans la formation d'ingenieur generaliste :

  • Lien avec Gestion (S6) : vision globale de l'entreprise
  • Lien avec Microcontroleur (S6) : qualite des processus de developpement
  • Lien avec Projet PCB (S6) : conformite et normes de fabrication

Il prepare a :

  • Gestion de projet : integration contraintes qualite/securite
  • Responsabilite industrielle : obligations legales et certifications
  • Management : animation equipes autour de la qualite

PART B - Experience Personnelle et Contexte d'Apprentissage

Organisation et ressources

Le module etait organise en cours magistraux et travaux pratiques sur le semestre :

Cours magistraux (16h) :

  • Introduction au QSE et enjeux
  • Normes ISO 9001, 14001, 45001
  • Outils qualite et resolution de problemes
  • Management des risques
  • Amelioration continue (Lean, Six Sigma)

Travaux pratiques (8h) :

Visite d'entreprise et application concrete des concepts sur site industriel. Le TP consistait a observer et analyser le systeme QSE d'une entreprise locale.

Supports pedagogiques :

  • Fascicule de cours avec extraits des normes ISO
  • Etudes de cas industriels
  • Documentaires sur accidents industriels
  • Exemples d'audits qualite

Contenu du TP - Visite d'entreprise

Le TP etait une visite d'une entreprise industrielle pour observer concretement la mise en oeuvre d'un systeme QSE. Les photos temoignent de cette visite (equipements, processus, affichages securite).

Objectifs du TP :

  • Observer les dispositifs de securite (EPI, signalisation, consignes)
  • Comprendre l'organisation qualite (procedures, tracabilite, controles)
  • Identifier les impacts environnementaux et mesures de prevention
  • Echanger avec le responsable QSE de l'entreprise

Elements observes :

  • Zones de production avec marquage au sol
  • Panneaux de securite et consignes d'urgence
  • Equipements de protection individuelle (casques, gants, lunettes)
  • Points de controle qualite
  • Gestion des dechets et tri selectif
  • Tableaux de bord avec indicateurs QSE

PART C - Aspects Techniques Detailles

1. Qualite - ISO 9001

Definition de la qualite :
Aptitude d'un produit ou service a satisfaire les besoins exprimes ou implicites des clients.

Norme ISO 9001:2015 - Systeme de Management de la Qualite (SMQ) :

Cette norme internationale definit les exigences pour mettre en place un systeme qualite dans une organisation.

Principes de la qualite :

PrincipeDescription
Orientation clientComprendre et satisfaire les besoins clients
LeadershipDirection engagee dans la qualite
Implication du personnelTous les collaborateurs acteurs de la qualite
Approche processusGerer les activites comme des processus
Amelioration continueRecherche permanente de la performance
Decisions fondees sur des preuvesAnalyser les donnees avant de decider
Management des relationsCollaboration avec parties prenantes

Cycle PDCA (Roue de Deming) :

Methode d'amelioration continue en 4 etapes :

  1. Plan (Planifier) : definir objectifs et processus
  2. Do (Faire) : mettre en oeuvre le plan
  3. Check (Verifier) : mesurer et analyser les resultats
  4. Act (Agir) : corriger et ameliorer

Ce cycle tourne en permanence pour ameliorer progressivement la qualite.

Approche processus :

L'organisation est vue comme un ensemble de processus interconnectes :

  • Processus de management : pilotage, strategie
  • Processus operationnels : conception, production, livraison
  • Processus support : RH, maintenance, informatique

Chaque processus a :

  • Des entrees (inputs)
  • Des activites de transformation
  • Des sorties (outputs)
  • Des indicateurs de performance

2. Outils qualite

Diagramme de Pareto (loi des 80/20) :

Graphique a barres qui classe les causes par ordre d'importance. Principe : 80% des problemes proviennent de 20% des causes.

Utilisation :

  • Identifier les problemes prioritaires
  • Concentrer les efforts sur les causes majeures
  • Optimiser les ressources

Exemple : analyse des defauts de production

  • 5 types de defauts
  • Defaut A represente 45% des problemes
  • Defauts A + B representent 75% des problemes
  • Action prioritaire sur A et B

Diagramme d'Ishikawa (aretes de poisson) :

Outil de recherche des causes d'un probleme. Structure en aretes de poisson autour de 5M :

  • Matiere : problemes lies aux materiaux
  • Methode : procedures inadaptees
  • Main d'oeuvre : competences, formation
  • Milieu : environnement de travail
  • Materiel : equipements, machines

Demarche :

  1. Definir le probleme (tete du poisson)
  2. Identifier les causes possibles dans chaque categorie
  3. Approfondir par sous-causes
  4. Valider les causes reelles par observation/mesure

Methode des 5 Pourquoi :

Technique simple pour trouver la cause racine d'un probleme.

Principe : poser 5 fois la question "Pourquoi ?" pour remonter a l'origine.

Exemple :

  • Probleme : La machine est en panne
  • Pourquoi ? Le moteur a surchauffe
  • Pourquoi ? Le ventilateur ne fonctionne pas
  • Pourquoi ? La courroie est cassee
  • Pourquoi ? Elle n'a pas ete remplacee a temps
  • Pourquoi ? Il n'y a pas de plan de maintenance preventive
  • Cause racine : absence de maintenance preventive

AMDEC (Analyse des Modes de Defaillance, de leurs Effets et de leur Criticite) :

Methode preventive pour identifier les defaillances potentielles et leur gravite.

Principe :

Pour chaque composant/fonction, analyser :

  • Modes de defaillance : comment ca peut tomber en panne
  • Effets : consequences de la panne
  • Causes : ce qui provoque la panne
  • Criticite : gravite x frequence x detectabilite

Criticite = G x F x D

  • G (Gravite) : de 1 (benin) a 10 (catastrophique)
  • F (Frequence) : de 1 (rare) a 10 (frequent)
  • D (Detectabilite) : de 1 (evident) a 10 (indetectable)

Plus la criticite est elevee, plus il faut agir en priorite.

Cartes de controle :

Graphiques de suivi dans le temps pour detecter les derives d'un processus.

Principe :

  • Tracer la moyenne et les limites de controle (superieure et inferieure)
  • Placer les mesures successives
  • Si mesure hors limites : processus deregle, action corrective

8D (Eight Disciplines) :

Methode structuree de resolution de problemes en 8 etapes :

  1. Constituer l'equipe
  2. Decrire le probleme
  3. Actions immediates (containment)
  4. Identifier les causes racines
  5. Choisir les actions correctives
  6. Mettre en oeuvre les actions
  7. Prevenir la recurrence
  8. Feliciter l'equipe

3. Securite - ISO 45001

Definition de la securite au travail :
Ensemble des mesures pour preserver la sante et l'integrite physique des travailleurs.

Norme ISO 45001:2018 - Systeme de Management de la Sante et Securite au Travail :

Remplace OHSAS 18001. Structure identique a ISO 9001 et 14001 pour faciliter l'integration.

Analyse des risques professionnels :

Identification des dangers :

  • Dangers physiques : chutes, chocs, bruits, vibrations
  • Dangers chimiques : produits toxiques, corrosifs
  • Dangers biologiques : bacteries, virus
  • Dangers ergonomiques : postures, gestes repetitifs
  • Dangers psychosociaux : stress, harcelement

Evaluation du risque :

Risque = Probabilite x Gravite

GraviteDescriptionExemples
1 - NegligeableSoins sur placePetite coupure
2 - FaibleArret < 3 joursEntorse legere
3 - MoyenneArret 3-30 joursFracture simple
4 - GraveIncapacite permanenteAmputation
5 - Tres graveDecesElectrocution mortelle
ProbabiliteDescriptionFrequence
1 - RarePresque impossible< 1/an
2 - Peu probablePeu de chances1/an
3 - PossiblePeut arriver1/mois
4 - ProbableForte probabilite1/semaine
5 - CertainArrivera surementQuotidien

Matrice de criticite :

Risque faible (1-6) : surveillance
Risque moyen (7-12) : actions a planifier
Risque eleve (13-25) : actions immediates

Hierarchie des mesures de prevention :

Ordre de priorite pour reduire les risques :

  1. Elimination : supprimer le danger (meilleure solution)
  2. Substitution : remplacer par moins dangereux
  3. Controles techniques : protections collectives (garde-corps, capots)
  4. Controles administratifs : procedures, formations, signalisation
  5. EPI : equipements de protection individuelle (dernier recours)

Equipements de Protection Individuelle (EPI) :

ZoneEPIUsage
TeteCasqueChantiers, industries
YeuxLunettes, masqueProjection, arc electrique
OreillesBouchons, casque antibruitBruit > 85 dB
Voies respiratoiresMasque FFP2/FFP3Poussieres, vapeurs
MainsGants (cuir, latex, anti-coupure)Manipulation objets
PiedsChaussures de securiteEcrasement, perforation
CorpsCombinaison, gilet haute visibiliteChimie, chantiers

Document Unique d'Evaluation des Risques (DUER) :

Obligatoire en France pour toutes les entreprises. Recense tous les risques professionnels et les actions de prevention.

Signalisation de securite :

FormeCouleurSignification
Rond rougeInterdictionNe pas faire
Rond bleuObligationDoit etre fait
Triangle jauneAttentionDanger
Carre vertSecoursSortie, premiers secours

4. Environnement - ISO 14001

Definition :
Management environnemental = gestion de l'impact de l'organisation sur l'environnement.

Norme ISO 14001:2015 - Systeme de Management Environnemental (SME) :

Vise a reduire l'empreinte ecologique de l'organisation.

Aspects environnementaux :

Elements des activites, produits ou services qui interagissent avec l'environnement :

  • Consommations : eau, energie, matieres premieres
  • Emissions : gaz a effet de serre (CO2, CH4, NOx)
  • Rejets : eaux usees, pollution des sols
  • Dechets : dechets industriels banals (DIB), dechets dangereux (DD)
  • Nuisances : bruit, odeurs, poussieres
  • Risques : pollution accidentelle (fuite, incendie)

Analyse des impacts :

Pour chaque aspect, evaluer l'impact environnemental :

  • Impact direct ou indirect
  • Normal, anormal ou d'urgence
  • Gravite de l'impact
  • Conformite reglementaire

Gestion des dechets :

Hierarchie de traitement (du meilleur au pire) :

  1. Prevention : reduire la production de dechets
  2. Reutilisation : donner une seconde vie
  3. Recyclage : transformer en nouvelle matiere
  4. Valorisation energetique : incineration avec recuperation d'energie
  5. Elimination : enfouissement (a eviter)

Classification des dechets :

  • DIB (Dechets Industriels Banals) : papier, carton, plastique
  • DIS (Dechets Industriels Speciaux) : peintures, solvants, huiles
  • DEEE (Dechets d'Equipements Electriques et Electroniques)

Obligations legales :

  • Tri des dechets
  • Tracabilite (BSD - Bordereau de Suivi des Dechets)
  • Stockage securise des produits dangereux
  • Declarations reglementaires (ICPE - Installations Classees)

Bilan carbone :

Evaluation des emissions de gaz a effet de serre :

  • Scope 1 : emissions directes (chaudieres, vehicules de l'entreprise)
  • Scope 2 : emissions indirectes liees a l'energie (electricite achetee)
  • Scope 3 : autres emissions indirectes (transport, achats, dechets)

Economie circulaire :

Modele economique visant a limiter le gaspillage :

  • Eco-conception des produits
  • Allongement de la duree de vie
  • Reparation et reemploi
  • Recyclage des materiaux
  • Symbiose industrielle (dechets d'une entreprise = ressources d'une autre)

5. Systeme integre QSE

Integration des trois normes :

Les normes ISO 9001, 14001 et 45001 ont une structure commune (HLS - High Level Structure) qui facilite leur integration.

Elements communs :

ChapitreContenu
4Contexte de l'organisation
5Leadership
6Planification
7Support (ressources, competences, communication)
8Realisation des activites operationnelles
9Evaluation des performances
10Amelioration

Avantages de l'integration :

  • Documentation unifiee
  • Audits combines
  • Coherence des actions
  • Reduction des couts
  • Simplification pour les collaborateurs

Politique QSE :

Document definissant les engagements de l'organisation :

  • Satisfaire les clients
  • Assurer la securite des personnes
  • Proteger l'environnement
  • Respecter la reglementation
  • Ameliorer en continu

Objectifs QSE :

Exemples d'objectifs mesurables :

  • Qualite : reduire les non-conformites de 20%
  • Securite : zero accident avec arret
  • Environnement : reduire les dechets de 15%

6. Amelioration continue

Lean Management :

Philosophie d'amelioration continue developpee par Toyota.

Principe : eliminer les gaspillages (Muda en japonais).

7 types de gaspillages :

  1. Surproduction : produire plus que necessaire
  2. Attentes : temps morts
  3. Transport : deplacements inutiles de materiel
  4. Processus inapproprie : etapes inutiles
  5. Stocks : inventaires excessifs
  6. Mouvements : gestes inutiles des operateurs
  7. Defauts : rebuts et retouches

Methode 5S :

Organisation de l'espace de travail en 5 etapes :

  1. Seiri (Debarrasser) : eliminer l'inutile
  2. Seiton (Ranger) : une place pour chaque chose
  3. Seiso (Nettoyer) : nettoyer regulierement
  4. Seiketsu (Standardiser) : formaliser les regles
  5. Shitsuke (Respecter) : perenniser les bonnes pratiques

Six Sigma :

Methode statistique visant a reduire la variabilite des processus.

Objectif : moins de 3,4 defauts par million d'opportunites.

Demarche DMAIC :

  1. Define (Definir) : probleme et objectifs
  2. Measure (Mesurer) : collecter les donnees
  3. Analyze (Analyser) : identifier les causes
  4. Improve (Ameliorer) : mettre en oeuvre les solutions
  5. Control (Controler) : maintenir les resultats

Kaizen :

Philosophie japonaise d'amelioration continue par petits pas. Tous les employes participent a l'amelioration quotidienne.

7. Audits et certification

Types d'audits :

TypeAuditeurBut
InternePersonnel de l'entrepriseVerifier conformite, identifier ameliorations
Externe (tierce partie)Organisme certificateurObtenir/maintenir certification
Client (seconde partie)ClientEvaluer fournisseur

Deroulement d'un audit :

  1. Preparation : plan d'audit, echantillonnage
  2. Reunion d'ouverture : presentation de l'audit
  3. Audit terrain : observations, entretiens, verification documents
  4. Reunion de cloture : presentation des ecarts
  5. Rapport d'audit : constat des non-conformites
  6. Actions correctives : traitement des ecarts

Types d'ecarts :

  • Non-conformite majeure : exigence de la norme non satisfaite
  • Non-conformite mineure : ecart ponctuel ou partiel
  • Remarque/opportunite d'amelioration : suggestion sans obligation

Certification ISO :

Processus en plusieurs etapes :

  1. Mise en place du systeme (6-12 mois)
  2. Audit de certification (stage 1 : revue documentaire, stage 2 : audit terrain)
  3. Obtention du certificat (validite 3 ans)
  4. Audits de surveillance (annuels)
  5. Audit de renouvellement (tous les 3 ans)

PART D - Analyse Reflexive et Perspectives

Competences acquises

Culture QSE :
Sensibilisation aux enjeux qualite, securite et environnement dans les organisations. Comprehension que ces aspects ne sont pas des contraintes mais des leviers de performance et de responsabilite.

Outils pratiques :
Maitrise d'outils simples mais efficaces (Pareto, Ishikawa, 5 Pourquoi) utilisables immediatement dans des contextes varies.

Approche systemique :
Vision globale de l'entreprise avec interconnexions entre qualite, securite et environnement. Importance de l'approche processus.

Points cles a retenir

1. Approche preventive :
Mieux vaut prevenir que guerir. Identifier et traiter les risques avant qu'ils ne se concretisent est toujours plus efficace et economique.

2. Amelioration continue :
La perfection n'existe pas, mais l'amelioration constante est possible. Cycle PDCA et Kaizen sont des philosophies a adopter.

3. Engagement de la direction :
Un systeme QSE efficace necessite l'implication de la direction. Sans leadership fort, les efforts sont vains.

4. Implication de tous :
La qualite et la securite sont l'affaire de tous, pas seulement du responsable QSE. Culture a diffuser a tous les niveaux.

5. Conformite reglementaire :
Les obligations legales ne sont pas negociables. La non-conformite expose a des sanctions (amendes, fermeture, prison dans les cas graves).

Applications pratiques

En entreprise :

  • Participer aux demarches qualite
  • Appliquer les procedures de securite
  • Contribuer a la reduction des impacts environnementaux
  • Proposer des ameliorations

En gestion de projet :

  • Integrer les contraintes QSE des la conception
  • Anticiper les risques (analyse de risques projet)
  • Documenter les processus
  • Verifier la conformite reglementaire

Developpement produit :

  • Eco-conception (choix materiaux, durabilite, recyclabilite)
  • Analyse AMDEC pour fiabilite
  • Securite fonctionnelle (ISO 61508, ISO 26262 automobile)

Retour sur le TP visite d'entreprise

Apports concrets :
La visite d'entreprise a permis de voir l'application reelle des concepts theoriques. Observer les dispositifs de securite, les affichages, les procedures, rend le cours beaucoup plus tangible.

Elements marquants :

  • Presence visible de la securite (panneaux, EPI obligatoires)
  • Tableaux de bord avec indicateurs QSE affiches
  • Implication des operateurs (suggestions d'amelioration)
  • Audits reguliers (internes et externes)

Ecart theorie/pratique :
En pratique, la mise en oeuvre d'un systeme QSE demande beaucoup de rigueur et de perseverance. Les procedures doivent etre appliquees quotidiennement, ce qui necessite discipline et culture d'entreprise.

Limites et ouvertures

Limites du module :

  • Survol des normes ISO (details etudies lors de formations specifiques)
  • Peu de pratique des audits (simulation limitee)
  • Aspects juridiques non approfondis

Ouvertures vers :

  • Certifications professionnelles : auditeur interne ISO, Lead Auditor
  • Lean Six Sigma : Green Belt, Black Belt
  • Management HSE : responsable QSE, ingenieur securite
  • RSE (Responsabilite Societale des Entreprises) : norme ISO 26000
  • Developpement durable : ODD (Objectifs de Developpement Durable)

Importance pour l'ingenieur

Responsabilite professionnelle :
Un ingenieur a une responsabilite vis-a-vis de la societe. Concevoir des produits surs, de qualite, et respectueux de l'environnement est un devoir ethique et legal.

Obligation de resultat :
En cas d'accident ou de defaut, la responsabilite de l'ingenieur peut etre engagee (civile, penale). La connaissance des normes et l'application des bonnes pratiques protegent l'ingenieur et l'entreprise.

Competitivite :
La qualite est un facteur de differenciation. Les certifications ISO rassurent les clients et ouvrent des marches (appels d'offres publics exigent souvent ISO 9001).

Evolution des enjeux QSE

Nouveaux defis :

  • Transition ecologique : neutralite carbone, economie circulaire
  • Risques psychosociaux : burn-out, qualite de vie au travail
  • Cybersecurite : protection des donnees (ISO 27001)
  • Ethique et RSE : impact social, chaine d'approvisionnement responsable
  • Resilience : continuite d'activite face aux crises (pandemies, changement climatique)

Normes emergentes :

  • ISO 26000 (RSE)
  • ISO 27001 (securite de l'information)
  • ISO 50001 (management de l'energie)
  • ISO 31000 (management du risque)

Conclusion

Le module QSE sensibilise aux enjeux majeurs de l'entreprise moderne. Qualite, securite et environnement ne sont plus des options mais des imperatifs strategiques.

Les outils presentes (Pareto, Ishikawa, PDCA, AMDEC) sont simples mais puissants. Leur maitrise permet de resoudre efficacement les problemes et d'ameliorer les performances.

Vision a long terme :
Integrer la demarche QSE des la conception (produits, processus, projets) evite les corrections couteuses ulterieures. L'approche preventive est toujours plus rentable.

Message principal :
Chacun est acteur de la qualite, de la securite et de la protection de l'environnement. Les petites actions quotidiennes (respecter les procedures, trier ses dechets, signaler un danger) contribuent a la performance globale.

Recommandations :

  • S'informer sur les reglementations de son secteur
  • Participer activement aux demarches QSE en entreprise
  • Proposer des ameliorations (droit d'alerte, suggestions)
  • Se former continuellement (audits, certifications, Lean Six Sigma)

Liens avec les autres cours :


Documents de Cours

Ergonomie du Poste de Travail

Guide sur l'ergonomie au bureau : posture, eclairage, amenagement et prevention des TMS.

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Accidents Electriques

Prevention des risques electriques : accidents, habilitations, procedures de securite et premiers secours.

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Dangers de l'Electricite

Cours sur les risques electriques : contact direct/indirect, arc electrique, mesures de protection et normes.

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Module suivi en 2022-2023 a l'INSA Toulouse, Departement Genie Electrique et Informatique.

Quality Safety Environment (QSE) - Semester 6

Academic Year: 2022-2023
Semester: 6
Credits: 2 ECTS
Specialization: Management and Quality


PART A - General Module Overview

Overview

The Quality Safety Environment module introduces the fundamentals of integrated management in companies: ensuring product and service quality, guaranteeing people's safety, and protecting the environment. These three pillars are essential for any modern organization and address regulatory, economic, and societal requirements.

Learning objectives:

  • Understand ISO standards (9001, 14001, 45001)
  • Master quality tools (Pareto, Ishikawa, 5 Whys)
  • Analyze and assess risks
  • Apply continuous improvement principles
  • Know the legal obligations regarding safety and environment

Position in the curriculum

This module is part of the general engineering curriculum:

  • Link with Management (S6): global company vision
  • Link with Microcontroller (S6): quality of development processes
  • Link with PCB Project (S6): compliance and manufacturing standards

It prepares for:

  • Project management: integrating quality/safety constraints
  • Industrial responsibility: legal obligations and certifications
  • Management: leading teams around quality

PART B - Personal Experience and Learning Context

Organization and resources

The module was organized into lectures and practical sessions over the semester:

Lectures (16h):

  • Introduction to QSE and challenges
  • ISO 9001, 14001, 45001 standards
  • Quality tools and problem solving
  • Risk management
  • Continuous improvement (Lean, Six Sigma)

Practical sessions (8h):

Company visit and hands-on application of concepts at an industrial site. The lab session consisted of observing and analyzing the QSE system of a local company.

Teaching materials:

  • Course booklet with excerpts from ISO standards
  • Industrial case studies
  • Documentaries on industrial accidents
  • Quality audit examples

Lab content - Company visit

The lab session was a visit to an industrial company to concretely observe the implementation of a QSE system. Photos document this visit (equipment, processes, safety signage).

Lab objectives:

  • Observe safety devices (PPE, signage, instructions)
  • Understand the quality organization (procedures, traceability, inspections)
  • Identify environmental impacts and prevention measures
  • Discuss with the company's QSE manager

Elements observed:

  • Production areas with floor markings
  • Safety signs and emergency instructions
  • Personal protective equipment (helmets, gloves, goggles)
  • Quality control checkpoints
  • Waste management and sorting
  • Dashboards with QSE indicators

PART C - Detailed Technical Aspects

1. Quality - ISO 9001

Definition of quality:
The ability of a product or service to meet the expressed or implied needs of customers.

ISO 9001:2015 Standard - Quality Management System (QMS):

This international standard defines the requirements for implementing a quality system within an organization.

Quality principles:

PrincipleDescription
Customer focusUnderstand and satisfy customer needs
LeadershipManagement committed to quality
Engagement of peopleAll employees are quality stakeholders
Process approachManage activities as processes
Continuous improvementPermanent pursuit of performance
Evidence-based decisionsAnalyze data before deciding
Relationship managementCollaboration with stakeholders

PDCA Cycle (Deming Wheel):

Continuous improvement method in 4 steps:

  1. Plan: define objectives and processes
  2. Do: implement the plan
  3. Check: measure and analyze results
  4. Act: correct and improve

This cycle runs continuously to progressively improve quality.

Process approach:

The organization is viewed as a set of interconnected processes:

  • Management processes: steering, strategy
  • Operational processes: design, production, delivery
  • Support processes: HR, maintenance, IT

Each process has:

  • Inputs
  • Transformation activities
  • Outputs
  • Performance indicators

2. Quality tools

Pareto chart (80/20 rule):

Bar chart that ranks causes in order of importance. Principle: 80% of problems come from 20% of causes.

Use:

  • Identify priority problems
  • Focus efforts on major causes
  • Optimize resources

Example: analysis of production defects

  • 5 types of defects
  • Defect A accounts for 45% of problems
  • Defects A + B account for 75% of problems
  • Priority action on A and B

Ishikawa diagram (fishbone diagram):

Tool for investigating the causes of a problem. Fishbone structure around the 5Ms:

  • Material: problems related to raw materials
  • Method: inadequate procedures
  • Manpower: skills, training
  • Milieu (Environment): working environment
  • Machine: equipment, machinery

Approach:

  1. Define the problem (fish head)
  2. Identify possible causes in each category
  3. Drill down into sub-causes
  4. Validate real causes through observation/measurement

5 Whys method:

Simple technique to find the root cause of a problem.

Principle: ask "Why?" five times to trace back to the origin.

Example:

  • Problem: The machine is broken down
  • Why? The motor overheated
  • Why? The fan is not working
  • Why? The belt is broken
  • Why? It was not replaced in time
  • Why? There is no preventive maintenance plan
  • Root cause: absence of preventive maintenance

FMEA (Failure Mode, Effects, and Criticality Analysis):

Preventive method to identify potential failures and their severity.

Principle:

For each component/function, analyze:

  • Failure modes: how it can break down
  • Effects: consequences of the failure
  • Causes: what triggers the failure
  • Criticality: severity x frequency x detectability

Criticality = S x O x D

  • S (Severity): from 1 (minor) to 10 (catastrophic)
  • O (Occurrence): from 1 (rare) to 10 (frequent)
  • D (Detectability): from 1 (obvious) to 10 (undetectable)

The higher the criticality, the more urgently action is needed.

Control charts:

Time-based tracking graphs to detect process drifts.

Principle:

  • Plot the mean and control limits (upper and lower)
  • Place successive measurements
  • If a measurement is out of limits: process out of control, corrective action needed

8D (Eight Disciplines):

Structured problem-solving method in 8 steps:

  1. Form the team
  2. Describe the problem
  3. Immediate actions (containment)
  4. Identify root causes
  5. Choose corrective actions
  6. Implement the actions
  7. Prevent recurrence
  8. Congratulate the team

3. Safety - ISO 45001

Definition of workplace safety:
Set of measures to preserve the health and physical integrity of workers.

ISO 45001:2018 Standard - Occupational Health and Safety Management System:

Replaces OHSAS 18001. Identical structure to ISO 9001 and 14001 to facilitate integration.

Occupational risk analysis:

Hazard identification:

  • Physical hazards: falls, impacts, noise, vibrations
  • Chemical hazards: toxic, corrosive products
  • Biological hazards: bacteria, viruses
  • Ergonomic hazards: postures, repetitive movements
  • Psychosocial hazards: stress, harassment

Risk assessment:

Risk = Probability x Severity

SeverityDescriptionExamples
1 - NegligibleOn-site first aidSmall cut
2 - LowLeave < 3 daysMild sprain
3 - MediumLeave 3-30 daysSimple fracture
4 - SeriousPermanent disabilityAmputation
5 - Very seriousDeathFatal electrocution
ProbabilityDescriptionFrequency
1 - RareAlmost impossible< 1/year
2 - UnlikelyLow chance1/year
3 - PossibleCan happen1/month
4 - LikelyHigh probability1/week
5 - CertainWill surely happenDaily

Criticality matrix:

Low risk (1-6): monitoring
Medium risk (7-12): planned actions
High risk (13-25): immediate actions

Hierarchy of prevention measures:

Priority order for reducing risks:

  1. Elimination: remove the hazard (best solution)
  2. Substitution: replace with something less hazardous
  3. Engineering controls: collective protections (guardrails, covers)
  4. Administrative controls: procedures, training, signage
  5. PPE: personal protective equipment (last resort)

Personal Protective Equipment (PPE):

AreaPPEUsage
HeadHard hatConstruction sites, industries
EyesSafety glasses, face shieldProjection, electric arc
EarsEarplugs, ear muffsNoise > 85 dB
Respiratory tractFFP2/FFP3 maskDust, vapors
HandsGloves (leather, latex, cut-resistant)Object handling
FeetSafety shoesCrushing, puncture
BodyCoveralls, high-visibility vestChemical, construction

Single Risk Assessment Document (DUER):

Mandatory in France for all companies. Lists all occupational risks and prevention actions.

Safety signage:

ShapeColorMeaning
Red circleProhibitionDo not do
Blue circleObligationMust be done
Yellow triangleWarningDanger
Green squareEmergencyExit, first aid

4. Environment - ISO 14001

Definition:
Environmental management = managing the organization's impact on the environment.

ISO 14001:2015 Standard - Environmental Management System (EMS):

Aims to reduce the organization's ecological footprint.

Environmental aspects:

Elements of activities, products, or services that interact with the environment:

  • Consumption: water, energy, raw materials
  • Emissions: greenhouse gases (CO2, CH4, NOx)
  • Discharges: wastewater, soil pollution
  • Waste: non-hazardous industrial waste, hazardous waste
  • Nuisances: noise, odors, dust
  • Risks: accidental pollution (leaks, fire)

Impact analysis:

For each aspect, assess the environmental impact:

  • Direct or indirect impact
  • Normal, abnormal, or emergency conditions
  • Impact severity
  • Regulatory compliance

Waste management:

Treatment hierarchy (from best to worst):

  1. Prevention: reduce waste generation
  2. Reuse: give a second life
  3. Recycling: transform into new material
  4. Energy recovery: incineration with energy recovery
  5. Disposal: landfill (to be avoided)

Waste classification:

  • Non-hazardous industrial waste: paper, cardboard, plastic
  • Special industrial waste: paints, solvents, oils
  • WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment)

Legal obligations:

  • Waste sorting
  • Traceability (waste tracking forms)
  • Secure storage of hazardous products
  • Regulatory declarations (classified facilities)

Carbon footprint:

Assessment of greenhouse gas emissions:

  • Scope 1: direct emissions (boilers, company vehicles)
  • Scope 2: indirect energy-related emissions (purchased electricity)
  • Scope 3: other indirect emissions (transport, purchases, waste)

Circular economy:

Economic model aimed at limiting waste:

  • Eco-design of products
  • Extending product lifespan
  • Repair and reuse
  • Material recycling
  • Industrial symbiosis (one company's waste = another's resources)

5. Integrated QSE system

Integration of the three standards:

ISO 9001, 14001, and 45001 share a common structure (HLS - High Level Structure) that facilitates their integration.

Common elements:

ChapterContent
4Context of the organization
5Leadership
6Planning
7Support (resources, competencies, communication)
8Operational activities
9Performance evaluation
10Improvement

Benefits of integration:

  • Unified documentation
  • Combined audits
  • Action consistency
  • Cost reduction
  • Simplification for employees

QSE policy:

Document defining the organization's commitments:

  • Satisfy customers
  • Ensure people's safety
  • Protect the environment
  • Comply with regulations
  • Continuously improve

QSE objectives:

Examples of measurable objectives:

  • Quality: reduce non-conformities by 20%
  • Safety: zero lost-time accidents
  • Environment: reduce waste by 15%

6. Continuous improvement

Lean Management:

Continuous improvement philosophy developed by Toyota.

Principle: eliminate waste (Muda in Japanese).

7 types of waste:

  1. Overproduction: producing more than needed
  2. Waiting: idle time
  3. Transport: unnecessary movement of materials
  4. Inappropriate processing: unnecessary steps
  5. Inventory: excessive stock
  6. Motion: unnecessary operator movements
  7. Defects: scrap and rework

5S method:

Workplace organization in 5 steps:

  1. Seiri (Sort): eliminate the unnecessary
  2. Seiton (Set in order): a place for everything
  3. Seiso (Shine): clean regularly
  4. Seiketsu (Standardize): formalize the rules
  5. Shitsuke (Sustain): maintain good practices

Six Sigma:

Statistical method aimed at reducing process variability.

Objective: fewer than 3.4 defects per million opportunities.

DMAIC approach:

  1. Define: problem and objectives
  2. Measure: collect data
  3. Analyze: identify causes
  4. Improve: implement solutions
  5. Control: sustain results

Kaizen:

Japanese philosophy of continuous improvement through small steps. All employees participate in daily improvement.

7. Audits and certification

Types of audits:

TypeAuditorPurpose
InternalCompany personnelVerify compliance, identify improvements
External (third-party)Certification bodyObtain/maintain certification
Customer (second-party)CustomerEvaluate supplier

Audit process:

  1. Preparation: audit plan, sampling
  2. Opening meeting: audit presentation
  3. Field audit: observations, interviews, document verification
  4. Closing meeting: presentation of findings
  5. Audit report: non-conformity findings
  6. Corrective actions: addressing findings

Types of findings:

  • Major non-conformity: standard requirement not met
  • Minor non-conformity: isolated or partial deviation
  • Observation/opportunity for improvement: suggestion without obligation

ISO certification:

Multi-step process:

  1. System implementation (6-12 months)
  2. Certification audit (stage 1: document review, stage 2: field audit)
  3. Certificate issuance (3-year validity)
  4. Surveillance audits (annual)
  5. Renewal audit (every 3 years)

PART D - Reflective Analysis and Perspectives

Skills acquired

QSE culture:
Awareness of quality, safety, and environmental challenges in organizations. Understanding that these aspects are not constraints but drivers of performance and responsibility.

Practical tools:
Mastery of simple yet effective tools (Pareto, Ishikawa, 5 Whys) that can be used immediately in various contexts.

Systemic approach:
Global vision of the company with interconnections between quality, safety, and environment. Importance of the process approach.

Key takeaways

1. Preventive approach:
Prevention is better than cure. Identifying and addressing risks before they materialize is always more effective and cost-efficient.

2. Continuous improvement:
Perfection does not exist, but constant improvement is possible. The PDCA cycle and Kaizen are philosophies to adopt.

3. Management commitment:
An effective QSE system requires management involvement. Without strong leadership, efforts are futile.

4. Everyone's involvement:
Quality and safety are everyone's business, not just the QSE manager's. This culture must be spread at all levels.

5. Regulatory compliance:
Legal obligations are non-negotiable. Non-compliance exposes the organization to sanctions (fines, shutdown, imprisonment in serious cases).

Practical applications

In companies:

  • Participate in quality initiatives
  • Apply safety procedures
  • Contribute to reducing environmental impacts
  • Propose improvements

In project management:

  • Integrate QSE constraints from the design stage
  • Anticipate risks (project risk analysis)
  • Document processes
  • Verify regulatory compliance

Product development:

  • Eco-design (material selection, durability, recyclability)
  • FMEA analysis for reliability
  • Functional safety (IEC 61508, ISO 26262 automotive)

Feedback on the company visit lab

Concrete contributions:
The company visit allowed us to see the real-world application of theoretical concepts. Observing safety devices, signage, and procedures made the course much more tangible.

Notable elements:

  • Visible safety presence (signs, mandatory PPE)
  • Dashboards with displayed QSE indicators
  • Operator involvement (improvement suggestions)
  • Regular audits (internal and external)

Theory/practice gap:
In practice, implementing a QSE system requires great rigor and perseverance. Procedures must be applied daily, which demands discipline and corporate culture.

Limitations and perspectives

Module limitations:

  • Overview of ISO standards (details studied in specific training programs)
  • Limited audit practice (limited simulation)
  • Legal aspects not covered in depth

Further perspectives:

  • Professional certifications: internal ISO auditor, Lead Auditor
  • Lean Six Sigma: Green Belt, Black Belt
  • HSE management: QSE manager, safety engineer
  • CSR (Corporate Social Responsibility): ISO 26000 standard
  • Sustainable development: SDGs (Sustainable Development Goals)

Importance for the engineer

Professional responsibility:
An engineer has a responsibility towards society. Designing safe, quality products that respect the environment is an ethical and legal duty.

Obligation of result:
In case of an accident or defect, the engineer's liability may be engaged (civil, criminal). Knowledge of standards and application of best practices protect the engineer and the company.

Competitiveness:
Quality is a differentiating factor. ISO certifications reassure customers and open markets (public tenders often require ISO 9001).

Evolution of QSE challenges

New challenges:

  • Ecological transition: carbon neutrality, circular economy
  • Psychosocial risks: burnout, quality of work life
  • Cybersecurity: data protection (ISO 27001)
  • Ethics and CSR: social impact, responsible supply chain
  • Resilience: business continuity in the face of crises (pandemics, climate change)

Emerging standards:

  • ISO 26000 (CSR)
  • ISO 27001 (information security)
  • ISO 50001 (energy management)
  • ISO 31000 (risk management)

Conclusion

The QSE module raises awareness of the major challenges of modern business. Quality, safety, and environment are no longer optional but strategic imperatives.

The tools presented (Pareto, Ishikawa, PDCA, FMEA) are simple yet powerful. Mastering them enables effective problem solving and performance improvement.

Long-term vision:
Integrating the QSE approach from the design stage (products, processes, projects) avoids costly corrections later. The preventive approach is always more cost-effective.

Key message:
Everyone is a stakeholder in quality, safety, and environmental protection. Small daily actions (following procedures, sorting waste, reporting hazards) contribute to overall performance.

Recommendations:

  • Stay informed about sector-specific regulations
  • Actively participate in QSE initiatives at work
  • Propose improvements (right of alert, suggestions)
  • Continuously train (audits, certifications, Lean Six Sigma)

Links to other courses:


Course Documents

Workstation Ergonomics

Guide on office ergonomics: posture, lighting, layout, and MSD prevention.

Download

Electrical Accidents

Electrical risk prevention: accidents, certifications, safety procedures, and first aid.

Download

Electrical Hazards

Course on electrical risks: direct/indirect contact, electric arc, protection measures, and standards.

Download


Module completed in 2022-2023 at INSA Toulouse, Department of Electrical and Computer Engineering.

Redige par Cedric Chanfreau - INSA ToulouseWritten by Cedric Chanfreau - INSA Toulouse