Incertitude d'étalonnage pour les non mathématiciens - Partie 1

Si vous ne connaissez pas l’incertitude de la mesure, ne prenez pas la mesure du tout !

Aujourd’hui, nous parlerons d’un des concepts fondamentaux de la mesure et de l’étalonnage – l’incertitude !

Cet article traite des données de base de l’incertitude des mesures et de l’étalonnage. Il n’a pas été élaboré pour des mathématiciens ni pour des experts en métrologie, mais plutôt pour ceux d’entre vous qui planifient et effectuent des mesures et des étalonnages pratiques dans des applications industrielles.

L’évaluation de l’incertitude des mesures est un concept fondamental. Vous ne devriez jamais effectuer de mesures sans être conscient de l’incertitude associée. De manière générale, la prise de conscience et l’intérêt pour l’incertitude semblent s’accroître, ce qui est une bonne chose.

L’incertitude des mesures peut provenir de diverses sources, comme l’appareil de mesure de référence utilisé pour effectuer la mesure, les conditions ambiantes, l’opérateur qui effectue les mesures et de nombreux autres facteurs.

Il existe plusieurs guides, normes et sources concernant l’incertitude d’étalonnage, et la plupart de ces documents sont remplis de formules mathématiques. Ici, je me suis attaché à limiter les formules mathématiques au maximum.

L’estimation et le calcul de l’incertitude sont plutôt compliqués, cependant j’ai fait de mon mieux pour faire preuve de bon sens.

Qu’est-ce donc que l’incertitude d’une mesure ? On peut tout simplement dire qu’il s’agit du « doute » de notre mesure, c’est-à-dire qu’elle nous révèle la justesse de notre mesure. Chaque mesure effectuée possède un élément de « doute », et nous devons connaître l’ampleur de ce « doute » afin de pouvoir décider si la mesure est suffisamment bonne pour ce à quoi elle est destinée.

Il est bon de se souvenir qu’une erreur n’est pas la même chose qu’une incertitude. Lorsque nous comparons nos instruments à étalonner en fonction de l’étalon de référence, l’erreur est la différence entre ces deux mesures. Mais l’erreur en soi ne signifie rien tant que nous ne connaissons pas l’incertitude de la mesure.

Exemple classique du « bout de ficelle »

Commençons avec un exemple pour illustrer l’incertitude des mesures en pratique ; l’exemple consiste à donner le même morceau de ficelle à trois personnes (une à la fois) et leur demander de mesurer la longueur de cette ficelle. Aucune instruction supplémentaire n’est donnée. Ils peuvent tous utiliser leurs propres outils et leurs propres méthodes pour la mesurer.Il est plus que probable que vous obtiendrez trois résultats différents, comme par exemple:

• La première personne dit qu’elle fait environ 60 cm. Elle a utilisé une règle en plastique de 10 cm, a mesuré la ficelle une seule fois et en est arrivée à cette conclusion.
• La seconde personne dit qu’elle fait 70 cm. Elle a utilisé un mètre-ruban de trois mètres et a vérifié le résultat deux fois pour vérifier que c’était correct.
• La troisième personne dit qu’elle fait 67,5 cm, avec une incertitude de ±0,5 cm. Elle a utilisé un mètre-ruban précis et a mesuré la ficelle plusieurs fois pour obtenir une moyenne et un écart type. Elle a aussi testé la longueur d’extension de la ficelle quand celle-ci est tirée et a remarqué que ceci avait une incidence sur le résultat.

Donc, la question que vous devriez vous poser est la suivante:

Quand le travail d’étalonnage est effectué dans votre usine, lequel de ces trois exemples ressemble le plus à votre situation ?

Quels types d’instruments de mesure sont utilisés sur votre site et quelles sont les méthodes/processus de mesure suivi(e)s ?

Si vous mesurez quelque chose qu’une seule fois sans connaître l’incertitude associée, le résultat n’a pas une grande valeur.

Résumé – points essentiels

J’espère que vous retiendrez quelque-chose de cette première approche dans le monde de l’incertitude d’étalonnage. Pour en apprendre plus sur le sujet, veuillez consulter notre livre blanc. Vous trouverez également ci-dessous une liste des points essentiels à retenir de ce livre blanc.

• Assurez vous de faire la distinction entre “erreur” et “incertitude”
• Essayez en faisant plusieurs répétitions de mesures pour connaitre ce qu’est un écart
• Utilisez des références appropriées (calibrateurs) et s’assurer qu’ils disposent d’une traçabilité
  aux standards nationaux et que l’incertitude de l’étalonnage est connue et adaptée à vos applications
• Considérez que les conditions environnementales ont un effet significatif sur l’incertitude de vos mesures
• Soyez conscient de la lisibilité et de la résolution de tout indicateur
• Étudiez les facteurs importants spécifiques des grandeurs que vous calibrez
• Familiarisez-vous avec la “Méthode des moindres carrés” pour ajouter l’ensemble des incertitudes
• Soyez conscient du facteur de couverture / du niveau de confiance / Incertitude élargie, des composantes
  de l’incertitude
• Plutôt, ou en plus du ratio TUR / TAR, soyez conscient de toutes les incertitudes connexes
• Faites attention à l’incertitude totale du process d’étalonnage avant de prendre des décisions de conformité / non conformité

Je prépare d’autres articles sur l’incertitude, restez connecté !

Bon étalonnage !
Heikki Laurila

Original Blog Post: Measurement Uncertainty: Calibration uncertainty for dummies - Part 1
Publié: 2.11.2016