Cours N°1 2ème Année O.V.L, M.P.I.S. & M.M.Q Le 12/10/2020 Métrologie II Enseignant : Dr. ILES N. Email : [email protected] Programme de Métrologie II 1. Outils de la métrologie :5M, GUM…. 2. Incertitudes, outils mathématiques et statistique de la mesure 3. Fonction métrologique dans l'entreprise : système de management de la mesure (ISO 10012) Compétences à acquérir 1. Réaliser un bilan d'incertitudes 2. Gérer un parc d'instruments de mesures dans un contexte de démarche qualité. 3. Choisir un instrument de mesure sur la base de ses caractéristiques métrologiques. 4. Savoir effectuer une analyse statistique de données expérimentales. 5. Savoir utiliser les outils de résolution de problèmes et proposer des solutions d’améliorations. I. Introduction à la métrologie I.1 Métrologie : science de la mesure, s’intéresse à la détermination de caractéristiques d’une grandeur qui peut être : Fondamentale : longueur, masse, temps… Ou dérivée des grandeur fondamentale : surface, vitesse, … Mesurer une grandeur physique consiste à lui attribuer une valeur quantitative : Exemple : L=30,5 cm I. Introduction à la métrologie Toute mesure est entachée d’érreurs, quand elles sont estimées on parle alors d’Incertitudes, c’est l’objectif de la métrologie ! I. Introduction à la métrologie Méthode 5M ou diagramme d’ISHIKAWA Quelle est la grandeur physique qu’on mesure le plus quotidiennement ? I. Introduction à la métrologie I.3 Processus de mesure d’ishikawa Méthode des 5 M I. Introduction à la métrologie I.3 Processus de mesure d’ishikawa Facteurs influants : ✓Materiel : Le materiel et les instruments sont source d'incertitude ✓Matiere : Concerne la qualite de l'echantillon a analyser. Est-il bien representatif ? ✓Methode : Mode operatoire de l'analyse, nombre de repetitions ✓Milieu : Concerne les facteurs environnementaux lors de prelevements ou lors du mesurage, comme la temperature. ✓Main d'oeuvre : Prelevements I. Introduction à la métrologie I.2Terminologie : I.2.1 Mesurage : ensemble des opérations ayant pour but de déterminer une valeur d’une grandeur I.2.2Mesurande : La grandeur à mesurer I. Introduction à la métrologie I.2Terminologie : I.2.3 Etalonnage: L’étalonnage d’un instrument consiste à appliquer une valeur connue en entrée du système de mesure afin de vérifier que la sortie correspond bien à la valeur attendue. Le mètre est l’talon de mesure de la longueur, il correspond à la longueur du trajet parcouru par la lumière pendant une durée de 1/299 792 458 seconde I. Introduction à la métrologie I.2Terminologie : I.2.4 Justesse : c’est l’aptitude de l’instrument à fournir la vraie valeur de la grandeur physique. En entrant une valeur connue, on peut mesurer l’erreur due à l’instrument et définir la justesse par I. Introduction à la métrologie I.2Terminologie : I.2.5 Ajustage : opération destinée à amener un instrument de mesure à un état de Fonctionnement convenant à son utilisation I. Introduction à la métrologie I.2Terminologie : I.2.6 Calibrage : Positionnement matériel de chaque repère (éventuellement de certains repères principaux seulement) d’un instrument de mesure en fonction de la valeur correspondante du mesurande. I. Introduction à la métrologie I.2Terminologie : I.2.7 Sensibilité : permet de mesurer l’influence d’un changement de la valeur d’entrée sur la valeur de sortie. Un bon instrument devra avoir une assez grande sensibilité I.2.8 Précision : La précision d'une mesure est l’accord (ou la différence) entre le résultat d'une mesure et la vraie valeur du mesurande (la valeur du mesurande n'est en général pas exactement connue). I. Introduction à la métrologie I.2Terminologie : I.2.8 Reproductibilité : Une mesure est reproductible lorsque l'on vérifie la proximité de l'accord entre les résultats des mesures d’une même mesurande, effectuées dans des conditions de mesure différentes . I. Introduction à la métrologie I.2Terminologie : I.2.9 Repetabilité : Une mesure est répétable lorsque l'on vérifie la proximité de l'accord entre les résultats des mesures successives du même mesurande, effectuées dans les mêmes conditions de mesure: • même procédé de mesure, • même observateur, • même instrument de mesure, utilisé dans les même conditions • même emplacement, • répétition sur une courte période de temps. La dispersion des résultats permet de quantifier la répétabilité I. Introduction à la métrologie I.2Terminologie : I.2.10 Incertitude caractérise la dispersion des valeurs qui pourraient être raisonnablement attribués à une à la grandeur mesurée. Elle est exprimée à l’aide d’un écart type. Exemple : X= 9.20 cm et Ux = ± 0.14 I. Introduction à la métrologie I.2Terminologie : I.2.10 Incertitude -Le rang de l’incertitude doit être du même rang que le dernier chiffre après la virgule de la grandeur mesurée. - Ne jamais sous estimer la valeur de l’incertitude on arrondi toujours à la valeur supérieur I. Introduction à la métrologie I.2Terminologie : I.2.11 Erreur de mesure : Attention ne pas confondre erreur avec incertitude ! Pour connaitre l’erreur commise sur la mesure d’une grandeur, il faut connaitre la valeur exacte de la grandeur. I. Introduction à la métrologie I.2Terminologie : I.2.11 Erreur de mesure : Origine de l’erreur 1. Les erreurs d’étalonnage • Erreur par rapport aux étalons primaires • Erreur due à la technique d’étalonnage 2. Erreur d’acquisition de données • Erreur due aux capteurs • Erreur due à l’appareil de mesure • Erreur due aux variables non contrôlées 3. Erreur due à l’analyse des données • Erreurs dus au lissage (i.e. méthode des moindres carrés) • Erreur de troncature II. Incertitude, outils mathématiques, statistique de la mesure