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1 CHAPITRE I Généralités sur la métrologie industrielle 1. Définition La métrol

1 CHAPITRE I Généralités sur la métrologie industrielle 1. Définition La métrologie est la science de la mesure. Elle définit l’ensemble des opérations permettant de déterminer la ou les valeurs des grandeurs à mesurer qui peuvent être fondamentales (par exemple : une longueur, une masse, un temps, un courant, une quantité de matière, une température, intensité lumineuse) ou dérivées des grandeurs fondamentales (comme par exemple : une surface, un volume, une vitesse, une pression, puissance, la fréquence, l’énergie,………). La métrologie recouvre trois principales activités :  La définition des unités de mesure, acceptées internationalement, par exemple le mètre.  La réalisation des unités de mesures au moyen d’expériences scientifiques, par exemple la réalisation du mètre au moyen de sources lasers.  L’établissement d’une chaine de traçabilité des mesurages ; La traçabilité est la propriété du résultat d’un mesurage tel qu’il puisse être relié à des références déterminées, généralement des étalons nationaux ou internationaux, par l’intermédiaire d’une chaîne ininterrompue de comparaisons ayant toutes des incertitudes déterminées. 2. Vocabulaire métrologique Le Vocabulaire International de Métrologie (VIM), donne un ensemble de définitions et de termes associés, en anglais et en français pour un système de concepts fondamentaux et généraux utilisés en métrologie ainsi que des schémas conceptuels illustrant leurs relations. Ce vocabulaire comprend cinq grandes sections (suivant BIPM) : Section 1 : Vocabulaire lié aux Grandeurs et unités : Section 2 : Vocabulaire lié aux Mesurages Section 3 : Vocabulaire lié aux résultats de mesure. Section 4 : Vocabulaire lié aux instruments de mesure Section 5 : Vocabulaire lié aux caractéristiques des Instruments de mesure 2.1. Section 1 : Vocabulaire lié aux Grandeurs et unités Dans cette section on peut trouver les définitions suivantes : Grandeur (mesurable) : Attribut d’un phénomène, d’un corps ou d’une substance, qui est susceptible d’être distingué qualitativement et déterminé quantitativement. 2 L'unité de mesure : c’est une grandeur particulière, définie et adoptée par convention, à laquelle on compare les autres grandeurs de même nature pour les exprimer quantitativement par rapport à cette grandeur. Symbole d’une unité de mesure : signe conventionnel désignant une unité de mesure. Système d’unités de mesure : ensemble des unités de base et des unités dérivées, définies suivant des règles données, pour un système de grandeurs donné. Système international d’unités SI : système cohérent d’unités adopté et recommandé par la conférence générale des poids et mesures (CGPM). Valeur d’une grandeur : expression quantitative d’une grandeur particulière, généralement sous la forme d’une unité de mesure multipliée par un nombre. 2.2. Section 2 : Vocabulaire lié aux Mesurages Mesurage: Ensemble d’opérations ayant pour but de déterminer une valeur d’une grandeur. Mesurande: Grandeur particulière soumise au mesurage. Grandeur d’influence : Grandeur qui n’est pas le mesurande mais qui influe sur le mesurage. Signal de mesure : grandeur qui représente le mesurande et qui lui est fortement liée. Méthode de mesure : succession logique des opérations, décrites d’une manière générique, mises en œuvre lors de l’exécution des mesurages. La mesure (x) : C'est l'évaluation d'une grandeur par comparaison avec une autre grandeur de même nature prise pour unité. Exemple: 2 mètres, 400 grammes, 6 secondes. Remarque : On ne peut pas mesurer des grammes avec des mètres, ce n'est pas homogène. 2.3. Section 3 : Vocabulaire lié aux résultats de mesure Résultat d’un mesurage : valeur attribuée à un mesurande, obtenue par mesurage. Résultat brut : résultat d’un mesurage avant correction de l’erreur systématique. Résultat corrigé : résultat d’un mesurage après correction de l’erreur systématique. Exactitude de mesure : Elle se définit à partir de la différence entre la valeur donnée par l’appareil de mesure et la valeur réelle de la grandeur mesurée. Répétabilité des résultats de mesurage : étroitesse de l’accord entre les résultats des mesurages successifs du même mesurande, mesurages effectués dans la totalité des mêmes conditions de mesure (même procédé de mesure, même observateur, même Instrument de mesure, même emplacement….). Reproductibilité des résultats de mesurage : étroitesse de l’accord entre les résultats des mesurages du même mesurande, mesurages effectués en faisant varier les conditions de mesure. 3 Incertitude (dx) : ‎ Le résultat de la mesure (x) d'une grandeur (X) n'est pas complètement défini par ‎ un seul nombre. Il faut au moins la caractériser par un couple (x, dx) et une unité de ‎ mesure. dx est l'incertitude sur x. Les incertitudes proviennent des différentes erreurs liées ‎ à la mesure.‎ ‎ * Ainsi, on a : x - dx < X < x + dx.‎‎‎ Exemple : 3 cm ± 10%, ou 5m ±1cm.‎ Erreur absolue (e) : C'est le résultat d'un mesurage moins la valeur vraie de la grandeur physique. L’erreur ‎ absolue a donc un signe positif ou négatif. Une erreur absolue s'exprime dans l'unité de la ‎ mesure.‎ ‎ * e = x - X.‎ Exemple : Une erreur de 10 cm sur une mesure de distance.‎ Erreur relative (er) : C'est le rapport entre l'erreur de la mesure et la valeur vraie de la grandeur physique. ‎ Une erreur relative s'exprime généralement en pourcentage de la grandeur mesurée.‎ ‎ * er = e/X ;‎‎‎‎‎ * er% = 100 * er ;‎‎‎‎‎ Exemple : Une erreur de 10 % sur une mesure de distance (10% de la distance réelle).‎ 2.4. Section 4 : Vocabulaire lié aux instruments de mesure Calibrage : positionnement matériel de chaque repère d’un instrument de mesure en fonction de la valeur correspondante du mesurande. Ajustage : opération destinée à amener un instrument de mesure à un état de fonctionnement convenant à son utilisation Réglage : ajustage utilisant uniquement les moyens mis à la disposition de l’utilisateur. Un étalon : défini comme mesure matérialisée, appareil de mesure, matériau de référence destiné à définir, réaliser, conserver ou reproduire une unité ou une ou plusieurs valeurs d'une grandeur pour servir de référence. 2.5. Section 5 : Vocabulaire lié aux caractéristiques des Instruments de mesure Etendue de mesure : ensemble des valeurs du mesurande pour lesquelles l’erreur d’un instrument de mesure est supposée comprise entre des limites spécifiées. Conditions assignées de fonctionnement : conditions d’utilisation pour lesquelles les caractéristiques métrologiques spécifiées d’un instrument de mesure sont supposées comprises entre des limites données. Conditions limites : conditions extrêmes qu’un instrument de mesure doit pouvoir supporter sans dommage et sans dégradation des caractéristiques métrologiques spécifiées lorsqu’il est ensuite utilisé dans ses conditions assignées de fonctionnement. 4 Conditions de référence : conditions d’utilisation prescrites pour les essais de fonctionnement d’un instrument de mesure ou pour l’inter comparaison de résultats de mesures. Sensibilité : quotient de l’accroissement de la réponse d’un instrument de mesure par l’accroissement correspondant du signal d’entrée. Seuil de mobilité : variation la plus grande du signal d’entrée qui ne provoque pas de variation détectable de la réponse d’un instrument de mesure, la variation du signal d’entrée étant lente et monotone. Erreur de justesse d’un instrument de mesure : erreur systématique d’indication d’un instrument de mesure. Justesse d’un instrument de mesure: aptitude d’un instrument de mesure à donner des indications exemptes d’erreur systématique. Fidélité d’un instrument de mesure : aptitude d’un instrument de mesure à donner des indications très voisines lors de l’application répétée du même mesurande dans les mêmes conditions de mesure. 3. Différentes métrologies La métrologie comprend trois grands axes de compétence; la métrologie scientifique, industrielle et la métrologie légale. 3.1. La métrologie fondamentale ou scientifique Le terme de métrologie scientifique est employé dans le cadre de la définition des unités de mesure. C'est ce qui permet d'avoir un langage universel pour l'expression de la mesure d'une grandeur. Ensuite, ces unités sont matérialisées par des références que l'on appelle « étalon primaires ». Elle traite l’organisation et le développement des étalons de mesures et de leur maintien à niveau dans des laboratoires dits primaires, tels que le LNE. La Métrologie fondamentale ou scientifique couvre tous les aspects généraux théoriques et pratiques relatifs aux unités de mesure, aux étalons de mesure, aux méthodes scientifiques et aux résultats de mesure y compris (calculs d’erreur et d’incertitude de mesure) ainsi que les problèmes des propriétés métrologiques des instruments de mesure. Elle englobe différents domaines de spécialité, par exemple :  La métrologie des masses, qui traite de la mesure des masses;  La métrologie dimensionnelle, qui traite de la mesure des longueurs et des angles;  La métrologie thermique, qui traite de la mesure des températures;  La métrologie électrique, qui traite des mesures électriques; 5  La métrologie chimique, qui traite des mesures en chimie. 3.2. La métrologie légale C’est l’ensemble des règles et exigences légales et réglementaire imposées par l’Etat concernant le système national d’unités (unités légales, la fabrication et l’utilisation des instruments de mesure utilisés dans le domaine du commerce, de la santé, de la sécurité et la protection de l’environnement. On parle souvent de métrologie légale lorsque la mesure est utilisée pour des transactions commerciales. Cette métrologie a pour missions de:  Assurer la fiabilité des mesures et prévenir les fraudes.  Permettre aux industriels de disposer d’instruments adaptés à leurs besoins  Soutenir la performance et la uploads/Ingenierie_Lourd/ la-metrologie-industrielle.pdf