Grande première mondiale ! Nous avons eu l'honneur de pouvoir pénétrer dans l'usine d'optique japonaise de Canon, située dans la région d'Utsunomiya. C'est la première fois que la firme ouvre les portes de cette usine à des journalistes. Les négociations ont été longues et dures pour y parvenir et la petite histoire relate que ce sont les plus hautes instances de Canon, en personne, qui ont donné leur accord final.

À chaque fois que nous nous déplaçons au Japon pour couvrir le CP+, nous en profitons pour organiser des visites d'usines et vous faire découvrir, à travers notre cycle "Made in Japan", l'envers du décor de la production photographique qui vous fait tant rêver. À notre palmarès, nous avons déjà visité nombre d'usines légendaires et cette année, pour la première fois, nous avons été accueillis dans l'usine d'optiques Canon d'Utsunomiya.

Ce n'est pas la première usine Canon que nous visitons : il y a deux ans, nous avions ainsi pu découvrir également leur usine d'Oita qui se charge, entres autres, de la production de certains boîtiers EOS et de certaines caméras. Mais l'usine d'Utsunomiya est l'un des centres névralgiques de Canon en matière d'optique.

C'est en effet sur ce site que sont produits les optiques EF (principalement haut de gamme série L et cinéma), les optiques "broadcast" ainsi que les équipements de lithographie. C'est également là que se trouve le centre de recherche et développement de la marque pour tout ce qui touche aux optiques. La ville d'Ustunumiya se situe dans la préfecture de Tochigin à environ 100 km au nord de Tokyo. Fait amusant, c'est également dans cette région que sont produites les optiques Nikkor.

M. Kenichi Izuki, directeur de l'usine, nous présente le fonctionnement de la production des optiques.

Notre visite fait suite à une première interview au CP+ de MM. Go Tokura et Yoshiyuki Mizoguchi, respectivement Chief Executive Image Communication Business Operation et Group Executive ICB Products Group Image Communication Business Operations, deux des personnes les plus haut placées au sommet de la tour Canon pour ce qui est de la photographie.

Cette année, l'occasion était trop belle pour Canon de communiquer sur la production de ses objectifs, puisque la firme a récemment fêté son cent vingt millionième objectif produit ! En 2014, elle avait fêté le cent millionième objectif produit, qui n'est autre qu'un Canon EF 200-400 mm f/4L IS USM ext. 1,4. L'optique trône sous vitrine dans le hall d'accueil de l'usine, ornée de deux plaques commémoratives spéciales, gravée pour l'une de la signature de M. Mitarai : respect !

Le cent millionième objectif produit par Canon : un Canon EF 200-400 mm f/4L IS USM ext. 1,4 signé par M. Mitarai en personne !

Un comité d'accueil digne d'un déplacement officiel de chef d'État

Canon a déployé un dispositif impressionnant pour notre venue. À notre arrivée sur le site, drapeau français flottant, plus de 30 personnes nous ont accueillis, et parmi elles, MM. Masato Okada, Chief Executive Image Communication Products Operation, Shingo Haykawa, Deputy Group Executive Image Communication Business Operations, et Kenichi Izuki, Utsunomiya Plant Manager, avec qui nous nous sommes longuement entretenu après la visite de l'usine. Cette entrevue, très intéressante, fera l'objet d'une seconde publication à paraître dans les prochains jours.

Visite de l'usine d'optique Canon d'Utsunomiya, JaponLe comité d'accueil à l'usine Canon d'Utsunomiya.

La visite de l'usine était évidemment particulièrement encadrée : vous vous imaginez bien que nous ne nous sommes pas baladés librement dans l'usine. Canon avait préparé pour nous cinq étapes de la production à découvrir : la réalisation des lentilles haute précision pour les objectifs broadcast 4K/8K, les lignes de polissage automatiques des lentilles, l'assemblage manuel des téléobjectifs, l'assemblage automatique des optiques et enfin les tests qualité automatiques appliqués aux objectifs. Canon nous a par ailleurs accordé le droit de prendre nos propres photos, ce dont nous les remercions vivement, car cela n'avait pas été le cas lors de notre visite de leur usine d'Oita. Nos hôtes ont même veillé à nous préparer quelques ateliers pratiques : nous nous sommes essayé au polissage manuel des moules de polissage de lentilles et au nettoyage des lentilles avant assemblage. Tout un programme, donc !

Made in Japan : qu'est-ce qui est produit dans l'usine d'Utsunomiya ?

De nombreux produits sortent de l'usine d'optiques d'Utsunomiya. Côté objectifs photo, on retrouve principalement l'ensemble de la gamme Canon série L (la gamme professionnelle à la bague rouge), les multiplicateurs de focale, les zooms ultra-grand-angles et les objectifs macro. On retrouve de même toutes les optiques de l'univers de la vidéo, avec les produits Cinéma EOS et les objectifs de broadcast. C'est aussi dans cette usine que sont produits certains éléments fondamentaux des optiques Canon : les lentilles polies et moulées, les lentilles en fluorite, les lentilles asphériques, les lentilles diffractives, les lentilles BR (Blue Spectrum Refractive), les lentilles UD ainsi que toutes les technologies de couchage. Pour ce qui est des modules, on retrouve l'incontournable motorisation USM, les diaphragmes électromagnétiques et la stabilisation hybride. L'usine s'occupe également de la production des jumelles stabilisées, de certains projecteurs, des casques de réalité augmentée (mixt reality) et de certains éléments de produits optiques.

Type de production de l'usine d'optique Canon d'Utsunomiya, JaponLes produits et pièces réalisés dans l'usine d'Utsunomiya.

Le site emploie plus de 1 500 personnes et mesure tout de même plus de 79 500 m². La longueur du bâtiment, installé sur deux étages, est de plus de 200 m sur 160 m de large ! À l'intérieur, la production est organisée en grands ateliers et les produits suivent tous le même parcours.

L'usine d'optique Canon d'Utsunomiya, JaponL'organisation de l'usine d'optiques d'Utsunomiya.

Comment produit-on un objectif ?

Le procédé de production d'une optique est relativement similaire d'un constructeur à l'autre : un certain nombre d'étapes sont systématiquement nécessaires, et se font toujours dans le même ordre.

Pour bien comprendre, il faut dissocier la préparation des différentes lentilles (de la réception du matériel brut jusqu'aux ultimes phases de vérification), la préparation des éléments mécaniques — qui peuvent être en plastique et/ou en métal, tels le diaphragme ou le système de déplacement des lentilles pour la mise au point — et enfin celle des composants électroniques, qui permettent par exemple de piloter l'objectif, de faire fonctionner l'autofocus ou encore la stabilisation optique. Toutes ces pièces sont préparées en amont, avant la dernière phase d'assemblage, suivie par le contrôle qualité.

Réalisation d'une lentille sphérique "classique"

Fabrication d'une lentille optiqueÀ gauche le matériel brut, à droite la lentille après toutes les étapes de polissage.

Pour une lentille sphérique, tout commence par un premier polissage grossier (rough grinding) qui donne la première forme à la lentille. Ceci fait, la lentille est placée dans une deuxième machine qui réalise un polissage plus fin (fine grinding ou smoothing). En sortie de cette étape, la lentille est devenue transparente. Il faut ensuite la centrer. Cette étape consiste à limer les pourtours de la lentille afin de s'assurer que le centre optique est parfaitement centré au niveau de la lentille. Enfin, la lentille doit passer par une dernière étape de polissage très fin pour affiner sa surface (polishing). Elle est alors une première fois nettoyée grâce à un lavage chimique en plusieurs bains, avant d'être une première fois inspectée. Si tout est correct, elle passe à l'étape du couchage qui optimise ses performances. Cette étape est réalisée dans une sorte de grand four. Les lentilles sont installées sur d'énormes moules voûtés et, grâce à la sublimation thermique, une fine couche est déposée uniformément sur la surface de chaque lentille. Vient ensuite une nouvelle phase de nettoyage et d'inspection avant que la lentille soit prête pour l'assemblage. Certaines subissent aussi une phase de peinture de leur pourtour afin de limiter les reflets parasites.

Le polissage des lentilles

Polissage manuel par des Maîtres artisans

Ce ne sont pas les lentilles en elles-mêmes qui sont polies à la main, mais l'outil en polyuréthane qui, une fois installé sur une machine, s'en chargera. Ces outils, sortes de moules concaves ou convexes selon la lentille à traiter, sont réalisés à l'aide d'un diamond plate ou "plaque de diamant" actionné à la main. Ces diamond plates sont réalisés sur la base de "master prototypes standards" (prototypes standards maîtres) doté de l'exacte forme adaptée à la lentille à produire. Il y a autant de prototypes standards que de type de lentilles à réaliser.

Ici, une réplique du prototype standard.Ici, une réplique du prototype standard.
Ici, un diamond plate.Ici, un diamond plate.

Le polissage des outils est réalisé manuellement par des Masters Craftmen ou Maîtres artisans. Ils ont des dizaines d'années d'expérience et sont les seuls à pouvoir atteindre le niveau de précision nécessaire (on parle de micromètres). Le polissage peut prendre de 2 à 3 heures. Ces outils ne peuvent servir à réaliser qu'un nombre limité de lentilles (de 30 à 50) ; ils doivent donc être refaits régulièrement.

Maître artisan de l'usine d'optique Canon d'Utsunomiya, JaponUn Maître artisan en pleine action.

Nous nous sommes essayés au polissage manuel !Nous nous sommes essayés au polissage manuel !
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Outil de polissage de l'usine d'optique Canon d'Utsunomiya, JaponVoici l'outil, réalisé à la main, qui permet de polir les lentilles.

Les lentilles pour les produits 4K/8K broadcast, par exemple, demandent un niveau de précision extrême : 30 nanomètres pour exact. 30 millionièmes de millimètre. Si on agrandissait une telle lentille à la taille d'un stade, le niveau de précision de sa surface devrait être de l'ordre de l'épaisseur d'un sac plastique. Selon Canon, ce sont les seuls à pouvoir atteindre ce niveau de précision, et ce, uniquement dans leur usine d'Utsunomiya. Le polissage complet d'une telle lentille prend environ 4 heures, mais cela dépend du diamètre de la lentille. Ce procédé consomme énormément d'eau, et de l'eau particulièrement pure. Canon dispose de son propre circuit de traitement et de recyclage de l'eau.

Polissage, visite l'usine d'optique Canon d'Utsunomiya, JaponCe sont des machines qui s'occupent du polissage des lentilles.

Des solutions tout automatiques

Canon a également développé des machines totalement automatiques pour le polissage de ses lentilles. Ces machines de haute précision sont capables de mesurer elles-mêmes la précision du polissage et, si nécessaire, de corriger automatiquement les lentilles. La marge d'erreur tolérée par la machine est très faible, si bien que toutes les lentilles disposent du même niveau de qualité. Toutes les étapes du polissage sont assurées par une seule et même machine, du traitement du matériel brut jusqu'au "fine grinding". La conception de ces machines a pris des années et a été inspirée par l'expertise des Maîtres artisans de Canon. Les différentes lentilles du dernier Canon EF 16-35 mm f/2,8L III USM sont réalisées par une machine de ce type. Il faut environ 30 minutes à une machine automatique terminer toutes les étapes du procédé. Une fois en production, une lentille est réalisée toutes les 2 minutes.

Polissage dans l'usine d'optique Canon d'Utsunomiya, JaponUne machine de polissage automatique haute précision de lentilles conçue par Canon.

L'assemblage des optiques

L'assemblage final des optiques est aussi réalisé par des Maîtres, souvent des femmes. Chaque Maître s'est spécialisé sur un objectif particulier. Certains objectifs sont assemblés à la main, d'autres, par des machines.

Tout commence toujours par l'assemblage des différents groupes de lentilles, qui sont ensuite installés avec les autres composants dans le fût de l'objectif. Chaque lentille est minutieusement inspectée visuellement par un Maître, et éventuellement nettoyée si nécessaire avant d'être assemblée dans le groupe. Après assemblage, les objectifs passent toute une série de tests et sont, au besoin, ajustés pour atteindre les performances attendues.

Inspection d'une optique produite dans l'usine Canon d'Utsunomiya, JaponChaque lentille est inspectée visuellement.

Test d'une optique produite dans l'usine Canon d'Utsunomiya, JaponLe banc de test du 600 mm.

D'autres types d'objectifs bénéficient d'un assemblage semi-automatique. C'est le cas du Canon EF 16-35 mm f/2,8L III USM, par exemple. Généralement, ce sont les objectifs devant être produits en grande quantité qui bénéficient de ce procédé, qui présente l'avantage d'être très rapide tout en étant ultra précis. Comme pour le polissage automatique des lentilles, ces machines d'assemblage automatisé ont été entièrement conçues par Canon. Chaque objectif subit également un contrôle qualité automatique afin de vérifier le niveau de performances attendues. Les objectifs passent sur un banc de test qui, en 3 minutes, vise à contrôler 48 points dans 3 positions différentes (pour un zoom). Toutes les données collectées sont conservées et associées au numéro de série de l'objectif, pour le suivi à venir.

Assemblage automatisé d'un zoom produit dans l'usine d'optique Canon d'Utsunomiya, JaponMachine d'assemblage automatisé qui s'occupe du 16-35 mm f/2,8.

Contrôle qualité d'une optique produite dans l'usine Canon d'Utsunomiya, JaponBanc de test automatique pour le contrôle qualité.

La dernière anecdote

Les différentes étapes que nous venons de vous présenter nous ont été annoncées avant notre venue par Canon. Quelques jours avant notre visite, les équipes de la marque nous ont demandé s'il y avait d'autres postes que nous souhaiterions voir. Nous en avons cité quelques-uns, dont le stockage avant expédition : nous voulions vous montrer des montages d'objectifs série L prêts à être livrés dans le monde entier !

C'est ce dernier poste supplémentaire qui a été retenu par les responsables de l'usine. Nous nous sommes donc rendus dans l'entrepôt et sommes entrés dans une vaste pièce de livraison (rampe accès poids lourds) finalement assez vide. Au centre trônait une unique et magnifique palette de 200-400 mm. Cet objectif est sans conteste notre préféré de la gamme Canon et les responsables de la marque le savent bien...

Optiques Canon sortant de l'usine d'Utsunomiya, JaponLa palette de 200-400 mm prête à l'export.

Nous tenons à remercier particulièrement MM. Makoto Iemura de Canon Europe et Renaud Bouré de Canon France, sans qui cette visite historique n'aurait pas pu être possible.

Arthur Azoulay

Spécialiste des optiques et rédacteur en chef adjoint de Focus Numérique. La photo est pour lui une obsession. Ses publications