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GUIDE D’ÉTALONNAGE DES SPECTROPHOTOMÈTRES COLLÈGE FRANÇAIS DE MÉTROLOGIE 1 1 IN

GUIDE D’ÉTALONNAGE DES SPECTROPHOTOMÈTRES COLLÈGE FRANÇAIS DE MÉTROLOGIE 1 1 INTRODUCTION Quel que soit le domaine d’application, la méthode d’étalonnage d’un spectrophotomètre est globalement la même, l’objectif étant la détermination du rapport « intensité reçue sur intensité transmise (ou réfléchie) » (I/I0) et de la justesse de la longueur d’onde () à laquelle ce rapport est mesuré. Ces résultats doivent être fournis avec toutes les informations permettant leur exploitation (incertitudes d’étalonnage, conditions ambiantes…). Lors de l’opération d’étalonnage, les accessoires en place sur l’équipement ainsi que le choix des étalons doivent être adaptés à l’utilisation prévue du spectrophotomètre. En effet la configuration du spectrophotomètre a un impact sur les résultats de mesure. Définition du besoin : Le spectrophotomètre doit être étalonné pour les deux grandeurs mesurées : d’abord en longueur d’onde () et ensuite pour le rapport photométrique (I/I0). En amont du processus d’étalonnage, pour ces deux grandeurs, il est d’usage de définir des Erreurs maximales tolérées (EMT) permettant de quantifier le niveau de performance nécessaire et suffisant pour garantir la qualité des résultats de mesures aux besoins. Ces EMT représentent l’intervalle dans lequel doivent se situer les résultats de l’étalonnage pour que l’instrument soit considéré conforme à l’application prévue. Ces critères de conformité permettent de réaliser une vérification sur la base des informations fournies par le certificat d’étalonnage. L’utilisateur valide si les erreurs de justesse trouvées lors de l’étalonnage sont compatibles avec le besoin de mesure souhaité. Après cette vérification l’appareil est soit conforme et remis en service, soit non-conforme et fait l’objet d’un questionnement pour sa future utilisation (ajustage, mise au rebut, déclassement…) ainsi que sur la qualité des résultats des mesures réalisées avant de constater la non-conformité. En cas de non-conformité, avant remise en service, l’appareil devra être ajusté par un service compétent ou par le constructeur, puis à nouveau étalonné. L’ajustage de la longueur d’onde d’un spectrophotomètre n’est pas directement accessible à l’utilisateur. Ce paramètre doit être mis en conformité avant d’effectuer l’étalonnage du rapport photométrique, basé sur une valeur de longueur d’onde. Cette opération nécessite en général une intervention de maintenance par un spécialiste agréé. En ce qui concerne la grandeur photométrique, trois méthodes existent pour exploiter les résultats d’étalonnages : GUIDE D’ÉTALONNAGE DES SPECTROPHOTOMÈTRES 2 COLLÈGE FRANÇAIS DE MÉTROLOGIE - appliquer les corrections d’étalonnage lors des analyses (peu pratiqué), - ne pas tenir compte des corrections lorsqu’elles sont inférieures aux EMT, - intégrer ces corrections directement dans les spectrophotomètres lors d’une opération d’ajustage, validée par une vérification. Ces informations constituent une partie des données d’entrées du processus de validation de méthode. Dans le cas de l’analyse chimique, il est introduit une méthode d’analyse basée sur un étalonnage du spectrophotomètre à l’aide de solutions de concentrations définies. Cet « étalonnage » (voir annexe 2) ne doit pas être confondu avec l’étalonnage de l’instrument tel que présenté dans ce guide. GUIDE D’ÉTALONNAGE DES SPECTROPHOTOMÈTRES COLLÈGE FRANÇAIS DE MÉTROLOGIE 3 2 VOCABULAIRE 2.1 VOCABULAIRE RELATIF À LA MÉTROLOGIE Les définitions ci-après sont extraites du Vocabulaire International de la Métrologie (VIM). Seul le vocabulaire directement nécessaire à la lecture du guide a été retenu. Les termes en caractères gras sont également définis dans le VIM. Les auteurs n’ont conservé que les notes du VIM qui leur paraissent essentielles dans le cadre du guide et ils ont ajouté des notes complémentaires afin d’expliciter ces définitions au contexte de ce guide. 2.1.1 Exactitude de mesure (VIM 2.13) Étroitesse de l'accord entre une valeur mesurée et une valeur vraie d'un mesurande. Note 1 : L’exactitude de mesure n'est pas une grandeur et ne s'exprime pas numériquement. Un mesurage est quelquefois dit plus exact s'il fournit une plus petite incertitude de mesure. Note 2 : Il convient de ne pas utiliser le terme «exactitude de mesure» pour la justesse de mesure et le terme « fidélité de mesure » pour l'exactitude de mesure. Celle-ci est toutefois liée aux concepts de justesse et de fidélité. Note 3 : L'exactitude de mesure est quelquefois interprétée comme l'étroitesse de l'accord entre les valeurs mesurées qui sont attribuées au mesurande. Note des auteurs L’exactitude correspond à la caractéristique d’un instrument à être juste et fidèle. 2.1.2 Justesse de mesure (VIM 2.14) Étroitesse de l'accord entre la moyenne d'un nombre infini de valeurs mesurées répétées et une valeur de référence. Note 1 : La justesse de mesure n'est pas une grandeur et ne peut donc pas s'exprimer numériquement, mais l'ISO 5725 donne des caractéristiques pour l'étroitesse de l'accord. Note 2 : La justesse de mesure varie en sens inverse de l'erreur systématique mais n'est pas liée à l'erreur aléatoire. Note 3 : Il convient de ne pas utiliser «exactitude de mesure» pour la justesse de mesure. GUIDE D’ÉTALONNAGE DES SPECTROPHOTOMÈTRES 4 COLLÈGE FRANÇAIS DE MÉTROLOGIE Note des auteurs La notion de justesse est un concept théorique. Un instrument est juste s’il affiche la valeur «vraie» théorique de la grandeur mesurée (mesurande). L’étalonnage cherche à quantifier l’erreur de justesse. 2.1.3 Fidélité de mesure (VIM 2.15) Etroitesse de l’accord entre les indications ou les valeurs mesurées obtenues par des mesurages répétés du même objet similaires dans des conditions spécifiées. Note 1 : La fidélité est en général exprimée numériquement par des caractéristiques telles que l’écart-type, la variance ou le coefficient de variation dans les conditions spécifiées. Note 3 : La fidélité sert à définir la répétabilité de mesure, la fidélité intermédiaire de mesure et la reproductibilité de mesure. 2.1.4 Condition de répétabilité (VIM 2.20) Condition de mesurage dans un ensemble de conditions qui comprennent la même procédure de mesure, les mêmes opérateurs, le même système de mesure, les mêmes conditions de fonctionnement et le même lieu, ainsi que des mesurages répétés sur le même objet ou des objets similaires pendant une courte période de temps. Note 2 : En chimie, on utilise quelquefois le terme «condition de fidélité intra-série» pour désigner ce concept. Note des auteurs Les conditions de répétabilité consistent à répéter l’intégralité du processus de mesure en ne changeant aucun paramètre. 2.1.5 Répétabilité de mesure (VIM 2.21) Fidélité de mesure selon un ensemble de conditions de répétabilité. 2.1.6 Condition de reproductibilité (VIM 2.24) Condition de mesurage dans un ensemble de conditions qui comprennent des lieux, des opérateurs et des systèmes de mesure différents, ainsi que des mesurages répétés sur le même objet ou des objets similaires. GUIDE D’ÉTALONNAGE DES SPECTROPHOTOMÈTRES COLLÈGE FRANÇAIS DE MÉTROLOGIE 5 Note 1 : Les différents systèmes de mesure peuvent utiliser des procédures de mesure différentes. Note 2 : Il convient qu'une spécification relative aux conditions contienne, dans la mesure du possible, les conditions que l'on fait varier et celles qui restent inchangées. Note des auteurs Contrairement à la répétabilité, les conditions de reproductibilité consistent à faire varier des paramètres lorsqu’on répète des mesurages, ces paramètres devant être connus et maîtrisés. Lorsque seuls des paramètres intralaboratoire varient (personnel, durée sur laquelle s’étalent les mesurent…), on parle de fidélité intermédiaire. L’exploitation de résultats de comparaisons interlaboratoires permet de déterminer la reproductibilité dans sa dimension la plus complète. 2.1.7 Reproductibilité de mesure (VIM 2.25) Fidélité de mesure selon un ensemble de conditions de reproductibilité. 2.1.8 Incertitude de mesure (VIM 2.26) Paramètre non négatif qui caractérise la dispersion des valeurs attribuées à un mesurande, à partir des informations utilisées. Note 2 : Le paramètre peut être, par exemple, un écart-type appelé incertitude-type (ou un de ses multiples) ou la demi-étendue d’un intervalle ayant une probabilité de couverture déterminée. Note 3 : L’incertitude comprend en général de nombreuses composantes. Note des auteurs L’incertitude de mesure permet de quantifier la qualité d’un résultat ; c’est le doute sur ce résultat. 2.1.9 Étalonnage (VIM 2.39) Opération qui, dans des conditions spécifiées, établit en une première étape une relation entre les valeurs et les incertitudes de mesure associées qui sont fournies par des étalons et les indications correspondantes avec les incertitudes associées, puis utilise en une seconde étape cette information pour établir une relation permettant d'obtenir un résultat de mesure à partir d'une indication. Note 2 : Il convient de ne pas confondre l'étalonnage avec l'ajustage d'un système de mesure, souvent appelé improprement « auto-étalonnage », ni avec la vérification de l'étalonnage. GUIDE D’ÉTALONNAGE DES SPECTROPHOTOMÈTRES 6 COLLÈGE FRANÇAIS DE MÉTROLOGIE Note 3 : La seule première étape dans la définition est souvent perçue comme étant l'étalonnage. Note des auteurs - Dans la définition, le terme « indication » est à considérer comme étant la valeur indiquée par l’instrument de mesure. - Il y a parfois confusion entre les termes « étalonnage », « calibrage » et « calibration ». Le mot « calibration » n’existe pas dans le vocabulaire français. Il s’agit d’un mot anglais dont la traduction est « étalonnage ». Ainsi, bien qu’il faille être prudent dans la lecture, lorsqu’il apparaît dans des documents en français, ce terme peut souvent être considéré comme étant l’étalonnage. En ce qui concerne le calibrage, au sens strict du terme, il s’agit d’une forme d’ajustage. - L’opération d’étalonnage consiste souvent à connaître la justesse d’un instrument. Pour ce faire, on compare l’indication uploads/S4/ definition-du-besoin-guide-d-x27-etalonnage-des-spectrophotometres.pdf