Métrologie Industrielle: Généralités

Chapitre1: Généralités sur la Métrologie Industrielle
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1. Introduction.
2. Définition.
3. Vocabulaire et rôle de la métrologie.
4. Différentes métrologies (fondamentale, scientifique, industrielle, légale, … etc.).
5. Rôle de la Métrologie dans l’entreprise.
6. Relation entre la métrologie et la qualité.
7. Les organismes officiels internationaux.
8. Les normes et recommandations en métrologie.
9. Conclusion.

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1. INTRODUCTION :
Sans que nous en ayons toujours conscience, la métrologie, qui peut être définie
comme "l'art d'effectuer une mesure", est au cœur de notre vie quotidienne depuis la
fin du XVIII siècle.
Par exemple, le commerce, auquel notre société accorde tant d'importance, ne saurait
exister sans la confiance des acteurs dans la nature et les quantités des objets échangés.
La définition rigoureuse des grandeurs échangées et de leurs quantités repose sur des
étalons et des mesures. De même certains aspects de l'application de la loi, comme la
limitation de la vitesse des véhicules, nécessite notre confiance dans les méthodes de
mesure utilisées.
Ce chapitre vise à apporter aux étudiants les éléments théoriques de la métrologie.
2. DEFINITION :
La métrologie est la science de la mesure et de l’évaluation de son incertitude, du
mot grecque « metron » = mesure.
La métrologie est l'ensemble des techniques et des savoir‐faire qui permettent
d'effectuer des mesures et d'avoir une confiance suffisante dans leurs résultats.
Elle recouvre trois principales activités :
a. La définition des unités de mesure, acceptées internationalement, par exemple le
mètre.
b. La réalisation des unités de mesures au moyen d’expériences scientifiques, par
exemple la réalisation du mètre au moyen de sources lasers.
c. L’établissement d’une chaine de traçabilité en déterminant et en documentant la
valeur et l’exactitude d’une mesure ainsi que la dissémination de sa connaissance.
Figure 1.1 : Métrologie : Science de mesure

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3. VOCABULAIRE ET ROLE DE LA METROLOGIE :
Chaque science, chaque discipline, chaque métier dispose de son vocabulaire
spécifique, lequel permet aux spécialistes de communiquer entre eux mais aussi de
transmettre des informations à l’extérieur de leur périmètre de spécialistes.
La métrologie a aussi son propre vocabulaire indispensable pour une communication
efficace entre les spécialistes de cette discipline. Ce vocabulaire est défini dans un
document référencé JCGM:2008 (JCGM pour Joint committee for guides in metrology
ou Comité commun pour les guides en métrologie) édité par le BIPM sous le titre
Vocabulaire international de métrologie (VIM), qui peut être considéré comme le
dictionnaire à usage des métrologues du monde entier. Ce paragraphe présente certains
termes définis dans le VIM.
3.1.Une grandeur :
Elle est définie comme attribut d'un phénomène, d'un corps ou d'une substance, qui
est susceptible d'être distingué qualitativement et déterminée quantitativement.
C’est aussi un paramètre qui doit être contrôlé lors de l'élaboration d'un produit ou
de son transfert.
Exemple : pression, température, niveau.
Les grandeurs qui peuvent être classées les unes par rapport aux autres en ordre
croissant (ou décroissant) sont appelées grandeurs de même nature. Elles peuvent
être groupées ensemble en catégories de grandeurs, par exemple : travail, chaleur,
énergie. Il existe donc théoriquement une infinité de grandeurs, mais seul un certain
nombre d'entre elles sont utilisées dans la pratique.
3.2. Unité de mesure :
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.
3.3. Les unités du SI :
Portent des noms conventionnels dont les symboles sont également
conventionnels.
3.4. Le mesurage :
Ensemble d'opérations permettant de déterminer la valeur d'une grandeur.
3.5. La mesurande :
La grandeur particulière soumise au mesurage.

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3.6.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.
On écrira le résultat d’une mesure d’une grandeur sous la forme:
𝑥 = {𝑋}. [𝑋] (1.1)
Où 𝑋 est le nom de la grandeur physique, [𝑋] représente l’unité et {𝑋} est la valeur
numérique de la grandeur exprimée dans l’unité choisie.
3.7. Un étalon :
Défini comme une mesure matérialisée, un appareil de mesure, un matériau de
référence destiné à définir, réaliser, conserver ou reproduire une unité ou une ou
plusieurs valeurs d'une grandeur pour servir de référence.
Tout simplement, en métrologie, un étalon est la matérialisation d'une grandeur
donnée dont on connait la valeur avec une grande exactitude, par exemple le mètre
étalon.
Exemple : L’unité de poids, le kilogramme (kg), est représenté matériellement par un
étalon unique. Ce prototype, réalisé en 1889 et conservé au Bureau International des
Poids et Mesures à Sèvres, est un cylindre en platine iridié à 10 %, de 39 mm de
diamètre et de hauteur.
a. Il existe plusieurs types d'étalons : étalon primaire, étalon de référence, étalon
de transfert, étalon de travail… etc.
3.8. L'étalonnage :
Un ensemble d’opérations établissant, dans des conditions spécifiées, la relation
entre les valeurs de la grandeur, indiquées par un appareil de mesure ou un système
de mesure, ou les valeurs représentées par une mesure matérialisée ou par un
matériau de référence, et les valeurs correspondantes de la grandeur réalisée par des
étalons.

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3.9.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.
3.10. Essais :
Ensemble d'opérations, également accompagnées fréquemment de mesurages, pour
la détermination des propriétés de produits.
3.11. Instrument de mesure :
Dispositif destiné à être utilisé pour faire des mesurages, seul ou associé à un ou
plusieurs dispositifs annexes.
3.12. Instruments d’essais :
Instruments de mesure et moyens auxiliaires nécessaires aux essais ainsi que d’une
manière générale les dispositifs servant à déterminer une caractéristique d’un
produit ou d’un matériau. Les moyens auxiliaires comprennent en particulier
l’infrastructure métrologique nécessaire à l’exploitation des instruments de mesure.
3.13. Normes :
Sont des accords documentés contenant des spécifications techniques ou autres
critères précis destinés à être utilisés systématiquement en tant que règles, lignes
directrices ou définitions de caractéristiques pour assurer que des matériaux,
produits, processus et services sont aptes à leur emploi.
3.14. Normalisation :
Activité propre à établir, face à des problèmes réels ou potentiels, des dispositions
destinées à un usage commun et répété, visant à l’obtention du degré optimal
d’ordre dans un contexte donné.
3.15. Un contrôle :
Consiste à mesurer, examiner, essayer ou passer au calibre une ou plusieurs
caractéristiques d'un instrument de mesure, et de comparer les résultats aux
exigences spécifiées en vue de déterminer si la conformité est obtenue pour
chacune de ces caractéristiques.
La métrologie en recherche n'est pas un domaine à part, elle est partie intégrante de
l'instrumentation expérimentale et par conséquent de la recherche.
Le rôle des métrologues, tant pour ceux qui dans les laboratoires de recherches s'attachent
avec compétence et ténacité à gagner une décimale, que pour ceux qui dans les services
d'industrie effectuent les étalonnages, et bien ce rôle est souvent obscur et pas toujours bien