M

1
Métrologie

• Évaluation
• Correction
• Rappel
• Statistique
• Lincertitude de mesure Le calcul

2
Le processus de mesure
3
(No Transcript)
4
Le besoin de raccorder ses mesures ...
"la longueur de la dernière articulation du
pouce"
"la distance entre les extrémités des doigts
majeurs lorsque les bras sont étendus"
Le yard était
"la distance entre le bout du nez et l'extrémité
des doigts lorsque le bras droit est tendu"
5
Le besoin de raccorder ses mesures...
La mesure de la valeur du pied au 18ème siècle
- le pied du roi de France 32.48 cm - le
pied romain 29.63 cm - le pied
bordelais 35.70 cm - le pied de
Lorraine 28.60 cm - le pied de Vienne
(Autriche) 31.50 cm A quoi bon réaliser des
mesures si cest pour exprimer quelque chose qui
na pas la même signification pour tout le monde ?
6
Raccordement aux étalons nationaux
7
Organisation de la métrologieNiveau international
Niveau international
Niveau national
Royaume- Uni NPL
Allemagne PTB
FRANCE BNM
Brésil INMETRO
Espagne CEM
USA NIST
Portugal IPQ
Italie CNR
4 laboratoires nationaux BNM-INM BNM-LNHB BNM-LPRI
BNM-LNE
Laboratoires associés
8
Etalon
Définition
9
Chaîne détalonnage
National
Etalon national
Etalon national
Etalon de laboratoire accrédité
Etalon de référence
Entreprise
Pilote
Etalon de référence de service ou d'usine
Service Usine
Etalon de travail
Etalon de travail
Equipement de mesure
Equipement de mesure
Résultat de mesure
Résultat de mesure
10
Chaîne d'étalonnage
National
Etalon national
Etalon national
COÛTS
Etalon de laboratoire accrédité
Etalon de référence PSA
Entreprise
Etalon de référence de service ou d'usine
Etalon de travail
Etalon de travail
Equipement de mesure
Equipement de mesure
Résultat de mesure
Résultat de mesure
INCERTITUDES
11
Etalonnage
Définition
12
(No Transcript)
13
Certificat détalonnage

• Lintitulé  certificat détalonnage 
• Lidentification de lentité chargée de
  létalonnage
• le n d'identification du document
• la date d'émission
• le nombre de pages du document et de ses annexes
• l'identification du moyen de mesure étalonné
  désignation, type, constructeur, numéro de série
• l'identification du demandeur du certificat
  (nom, adresse, etc...)
• les nom, titre et signature du responsable de
  l'entité chargé de l'étalonnage
• les mentions 
•  La reproduction de ce certificat nest
  autorisée que sous la forme dun fac-similé
  photographique intégral . 
•  Ce certificat est conforme au fascicule de
  documentation X 07-012 
• les informations techniques  méthodes,
  équipements de mesure, conditions de mesure,
  résultats de mesure, incertitudes, date et lieu
  d étalonnage.

14
Vérification
Définition
15
(No Transcript)
16
Constat de vérification

• Lintitulé  constat de vérification 
• Lidentification de lentité chargée de la
  vérification
• le n d'identification du document
• la date de vérification
• l'identification du moyen de mesure étalonné
  désignation, type, constructeur, numéro de série
• l'identification du demandeur du constat (nom,
  adresse, etc...)
• le nombre de pages du document et de ses annexes
• les nom, titre et signature du responsable de
  l'entité chargé de la vérification

....
17
Constat de vérification
....

• les mentions 
•  La reproduction de ce constat nest autorisée
  que sous la forme dun fac-similé photographique
  intégral. 
•  Ce document ne peut être utilisé en lieu et
  place dun certificat détalonnage. 
•  Ce document est réalisé suivant les
  recommandations du fascicule de documentation X
  07-011 définissant le constat de vérification. Il
  peut être utilisé pour démontrer le raccordement
  du moyen de mesure aux étalons nationaux ou
  internationaux, sous réserve quil réponde aux
  recommandations du fascicule de documentation X
  07-015. 
• la référence de la procédure utilisée
• les informations techniques méthodes de
  mesure, moyens de vérification, conditions de
  mesure, les résultats de mesure (éventuellement),
  les incertitudes ou référence à un document
  donnant ces incertitudes.
• le jugement  lentité chargée de la
  vérification porte un jugement compte tenu des
  limites derreur tolérées et des conditions
  dacceptation.

18
Règles de décision suite à une vérification
Equipement non conforme
Equipement conforme
Ajustage Calibrage Réglage
Réforme
Réparation
Déclassement
Remise en service
19
Règles de décision suite à une vérification
Equipement non conforme
Réparation Maintenance confiée à des ateliers
spécialisés.
Déclassement L'équipement ne satisfait plus à
ses exigences métrologiques d'origine. Il doit
être confronté à une nouvelle prescription
adaptée à son utilisation.
Réforme Un équipement de mesure réformé est
inapte à toute mesure. Il fait l'objet d'une
destruction matérielle.
20
Répartition des étalonnages et des vérifications
National
Etalon national
Etalon national
Etalon de laboratoire accrédité
Etalon de référence PSA
Entreprise
Etalon de référence de service ou d'usine
Etalon de travail
Etalon de travail
Equipement de mesure
Equipement de mesure
Résultat de mesure
Résultat de mesure
21
Synoptiques
Equipement de mesure
à vérifier ou à étalonner
Etalon
COMPARAISON

TECHNIQUE
Comparaison des résultats
à la prescription documentée
Conforme
Non conforme
Actions
Réforme
Déclassement
correctives
Constat
Certificat
de VERIFICATION
dETALONNAGE
ou traces écrites de la vérification
Opération
Repérage de
Repérage
détalonnage
vérification
Décision
Documents
Mise à jour de la fiche de vie
Mise ou remise en service
Réparation, ajustage, calibrage, réglage
22
Gestion des équipements de mesure
23
Les erreurs de mesure
24
Dispersion des résultats de mesure
Fréquence des résultats de mesure
Résultats de mesure
25
Dispersion des résultats de mesure
Fréquence des résultats de mesure
Résultats de mesure
26
Valeur vraie, valeur conventionnellement vraie
valeur vraie valeur compatible avec la
définition d une grandeur donnée (VIM)
valeur conventionnellement vraie valeur
attribuée à une grandeur particulière et
reconnue, parfois par convention, comme la
représentant avec une incertitude appropriée,
pour un usage donné (VIM)
27
Erreur de mesure
28
Erreur de mesure
29
Erreur systématique
Définition
30
Erreur aléatoire
Définition
31
Erreur systématique et aléatoire
Valeur vraie
Valeur moyenne
Valeur mesurée
Erreur aléatoire
Erreur systématique
Erreur
32
Comment se rapprocher de la valeur vraie ?
Pour supprimer une erreur systématique, il faut
appliquer une correction sur le résultat de
mesurage, Pour diminuer la dispersion due aux
erreurs aléatoires, il faut répéter les mesures
et utiliser la moyenne des résultats de mesure.
33
Justesse et fidélité
34
Justesse et fidélité
Répartition des mesures
Valeur vraie
Valeur vraie
Valeur moyenne
Valeur mesurée
Valeur moyenne
Valeur vraie
Valeur vraie
Valeur moyenne
Valeur moyenne
35
Justesse et fidélité
Répartition des mesures
Valeur vraie
Valeur vraie
Valeur moyenne
Valeur mesurée
Valeur moyenne
Valeur vraie
Valeur vraie
Valeur moyenne
Valeur mesurée
Valeur moyenne
36
Répétabilité
Comment lobtient-on? On lobtient par la
répétition des mesures sur un même
mesurande en gardant les mêmes conditions de
mesure

• même méthode de mesure
• même opérateur
• même instrument de mesure
• même lieu
• même condition dutilisation
• répétition durant une courte période de temps

37
Reproductibilité
Comment lobtient-on? On lobtient par la
répétition des mesures sur le même mesurande en
faisant varier au moins une des conditions de
mesure

• méthode de mesure (durée, nombre
  dopérateurs,...)
• instrument de mesure (résolution, étalonnage,
  température,...)
• opérateur (expérience, formation, vue, pression
  de mesure,...)
• étalon de référence
• lieu
• conditions dutilisation (température,
  hygrométrie, vibration,...)

38
Lincertitude de mesureA quoi ça sert ?
39
Comparaison de deux résultats de mesure
Emission polluant
véhicule 2
véhicule 1
40
Comparaison de deux résultats de mesure
Emission polluant
véhicule 2
véhicule 1
41
Comparaison de deux résultats de mesure Règles
de décision
1
3
2
5
4
6
U1
U2
y2
y1
U2
U1
Non significativement différents
Significativement différents
42
Spécifications
43
Spécifications
U
U
44
Spécifications
45
Spécifications
46
Spécifications
47
Spécifications
U
U
U
U
U
U
zone de conformité garantie
zone dincertitude zone de non
conformité garantie
U incertitude de mesure
48
Capabilité dun processus de mesure 
Définition
49
Capabilité dun processus de mesure 
U
U
Intervalle de tolérance
50
Pourquoi faut-il connaître l  incertitude de
mesure ?
Le fait d'annoncer un résultat avec son
incertitude permet de prendre les bonnes
décisions notamment pour

• comparer des résultats de mesure entre eux,
• sassurer de ladéquation du processus de mesure
  par rapport aux
• spécifications
• déclarer la conformité des produits aux
  spécifications

51
Lincertitude de mesureMéthode de calcul
52
Démarche générale
Méthodes et outils
?
Identification des causes d erreurs

• diagramme cause-effet

• méthode de l étendue
• méthode globale
• méthode PUMA
• méthode GUM
• méthode GUM simplifiée
• comparaisons interlaboratoires
• méthodes statistiques
• méthode basée sur lexpérience

Calcul de l incertitude de mesure en prenant en
compte les facteurs sélectionnés
?
53
Matière
Méthode
Milieu
erreurs
Moyen
Main d'oeuvre
54
Méthode de l étendue
55
Exercice méthode de létendue

• Un métrologue utilise un voltmètre.
• EMT 2 V
• Il lit une tension de 218 V
• Quelle est lincertitude associée à ce résultat ?

56
Exercice méthode de létendue

• EMT 2V
• U 2 X 2V 4 V
• Résultat 218 v /- 4 V

57
Méthode GUM  simplifiée 
58
Méthode GUM  simplifiée 

• Etape 6 de la démarche générale
• calculer les incertitudes types uA et uB

59
Méthode GUM  simplifiée 
Comment calculer les incertitudes-types ?
Méthodes de type A méthodes dévaluation de
lincertitude par lanalyse statistique de
séries dobservations
Méthodes de type B méthodes dévaluation de
lincertitude par des moyens autres que
lanalyse statistique de séries
dobservations
60
Méthode GUM  simplifiée 
Ecart-type
Lois
Cas dapplication
Tout type derreurs dépendantes dun nombre
important de paramètres, chacun étant de faible
effet individuel. A utiliser en labsence
dinformations sur les phénomènes physiques
engendrant ces erreurs.
Normale 99,8 (a 3?)
a
-a
0
Résolution dun appareil numérique. Instrument
vérifié conforme à une classe. Géométrie de
machine. Dérive supposée dun étalon.
Uniforme
a
-a
0
61
Méthode GUM  simplifiée 

• Etape 6 de la démarche générale
• calculer les incertitudes types uA et uB

62
Exercice 1 méthode GUM simplifié

• Thermomètre étalonné
• Ej 0.3 C
• Ue 0.2 C (k2)
• Résolution 0.1 C
• 5 mesures (moyenne 25,1 C, s 0.1 C)
• Evaluez, lincertitude de mesure élargie avec la
  méthode du GUM simplifié (parametre
  répétabilité, quantification, incertitude
  détalonnage)
• Inscrire le résultat de mesure tel quil doit
  être inscrit sur le rapport de mesure

63
Exercice 1 méthode GUM simplifié
64
Exercice 2 méthode GUM simplifié

• Un métrologue effectue une mesure de diamètre en
  utilisant un pied à coulisse étalonné.(capacité
  150 mm, résolution 0.02 mm)
• Le certificat d'étalonnage indique
• une erreur de justesse ej 0.02 mm
• une incertitude d'étalonnage de 0.01 mm.(avec un
  facteur d'élargissement k 2)
•  
• Le métrologue réalise 5 mesures
•   Moyenne 32.22 mm
• Écart type des 5 valeurs 0.05 mm
•  
• 1 Estimez l'incertitude de mesure associée à la
  moyenne du résultat en utilisant la méthode du
  GUM simplifié (détaillez chaque incertitude type)
• 2 Indiquez le résultat de mesure obtenu tel
  qu'il doit être inscrit sur le rapport de mesure.

65
Exercice 2 méthode GUM simplifié
66
Méthode PUMA
67
Méthode PUMA
Etape 6 de la démarche générale
68
Exercice Méthode PUMA

• Un professionnel de maintenance effectue une
  mesure de surveillance dans une armoire
  électrique dont la tension préconisée est  220 V
  ? 10 V.
• Il utilise un voltmètre vérifié selon les
  spécifications EMT ? 2 V, la résolution est
  de 0.5 V. La voltmètre indique une valeur de 222
  V.
•  
• 1 La tension dans l'armoire est elle conforme ?
  pourquoi ?
• 2 Estimez l'incertitude de mesure obtenue en
  utilisant la méthode de l'étendue.

69
Exercice Méthode PUMA
70
Expression dun résultat de mesure
Incertitude de mesure
Y y ? U (SI)
Unité
Valeur mesurée
Résultat d'un mesurage
Plage d'incertitude