Les instruments de mesure sont omniprésents dans la vie quotidienne : pèse-personne, chronomètre, jauge à essence, thermomètre, … Tous ces appareils attribuent une valeur à une grandeur : ils permettent de connaître un poids, une température, une pression ou encore une puissance électrique.
Nous les côtoyons si banalement dans notre vie personnelle que nous généralisons leurs spécificités et oublions qu’ils sont spécialisés. Ainsi un thermomètre utilisé pour contrôler que le bébé ne fasse pas de fièvre n’a pas les mêmes caractéristiques que son cousin en charge de la surveillance de la température à l’intérieur d’un autoclave. S’ils diffèrent d’une application à l’autre, la fiabilité et la conformité des valeurs qu’ils affichent sont aussi importantes pour un frigoriste que pour un laboratoire d’analyses médicales.
Dès lors que les mesures donnent lieu à une prise de décision (emmener le bébé chez le médecin, stopper le processus de pasteurisation, administrer un antibiotique, augmenter la puissance du four, …), le type d’instrument de mesure peut s’avérer être capital.
Le choix de l’instrument de mesure est donc essentiel pour répondre aux besoins et aux exigences de votre industrie. Nos experts en métrologie à La Réunion vous aident à définir et à trouver l’appareil de mesure optimal.
Qu’est-ce qu’un instrument de mesure ?
Un instrument de mesure est un appareil qui attribue une valeur à une grandeur, telle qu’une température, un poids, une masse, une vitesse, etc.
Lorsque l’on parle d’instruments de mesure, il est important d’y rattacher deux notions métrologiques clés : la fidélité et la justesse de mesure. L’association de ces deux termes qualifie l’exactitude d’une mesure.
La fidélité de mesure
La fidélité de mesure désigne la capacité d’un instrument à répéter, sous des conditions identiques, quasi-identiquement les mêmes valeurs. On parle aussi de répétabilité ou de reproductibilité. La répétabilité et la reproductibilité mesurent la dispersion des résultats. Si on les représente sur une cible, les points se trouvent presque tous au même endroit. Cela ne signifie pas pour autant que les mesures soient exemptes d’erreurs. C’est pourquoi la notion de fidélité de mesure est associée à celle de justesse.
La justesse de mesure
La justesse de mesure désigne l’aptitude de l’instrument à délivrer en moyenne des mesures avec très peu d’erreurs. Pour évaluer la justesse d’un instrument de mesure, on compare la moyenne des résultats à la valeur attendue : plus la différence est petite, plus les résultats donnés par l’instrument de mesure sont justes. Sur une cible, la justesse serait représentée par des points en moyenne proches de son centre. Ils ne sont pas pour autant proches les uns des autres : un résultat juste ne s’avère pas systématiquement fidèle.
En associant les notions de fidélité et de justesse, on parle alors de l’exactitude de mesure. Sur une cible, les points seraient à la fois proches les uns des autres et concentriques à la cible (justes).
Établir un cahier des charges pour choisir ses instruments de mesure
Pour bien choisir un instrument de mesure, il est indispensable d’établir le cahier des charges précisant :
- la grandeur mesurée (ex. : température de la surface, vitesse de rotation, température à cœur d’un poulet, …)
- l’étendue (ex. : de 148 °C à 150 °C, de 500 tour/min à 800 tour/min, de 120°C à 180 °C, …)
- les contraintes du mesurage (ex. : mesurage à distance, enregistrement de la valeur, déclenchement d’une alerte, …)
- les conditions ambiantes du mesurage (ex. : en extérieur, sous la pluie, en laboratoire, dans une chambre froide, …)
- la fréquence du mesurage (ex. : en continue pendant 8 heures par jour, en fin de journée, toutes les 5 minutes, …)
- les erreurs maximales tolérées, EMT, sur le résultat (ex. : à +/- 0,05 °C, à +/- 20 tour/min, …)
- les opérateurs (ex. : stagiaire, technicien, expert, …)
- la criticité (ex. : si l’outil se casse, la pièce métallique part au rebus, si le poulet est brûlé il est invendable, …) ; ce paramètre est lié à l’EMT)
- les contraintes de raccordements aux unités du S.I. (ex. : étalonnage biennal, annuel, semestriel, …)
- …
Cela vous permet de définir et de prioriser vos besoins et vos attentes vis-à-vis de cet appareil.
Le cahier des charges va ainsi prédéfinir les principes et les caractéristiques de votre futur équipement de mesure.
Exemples :
- si la température doit être suivie en temps réel, un thermomètre numérique est indispensable,
- si seule la température maximale doit être contrôlée quotidiennement, un thermomètre à dilatation de liquide avec indicateur de max suffit,
- si la température est comprise entre 20 °C et 25 °C, la plupart des thermomètres travaille dans cette plage de température,
- si la température est comprise entre 800 °C et 1 000 °C, un thermocouple de type N peut être utilisé,
- si la température est comprise entre – 50 °C et + 150 °C, un thermomètre résistif peut répondre au besoin,
- si l’opérateur est stagiaire, un affichage numérique s’impose,
- …
Les caractéristiques techniques de l’instrument de mesure
Les caractéristiques techniques de l’instrument de mesure transcrivent les éléments de votre cahier des charges. Ainsi, si vous devez rajouter 5,4 g +/- 0,1 g d’un colorant dans un seau de peinture blanche de 10 kg, vous avez besoin d’une balance de précision comme la Radwag PM 15.4Y.
On entend souvent parler de « précision » d’un instrument de mesure, pourtant cela ne constitue pas un concept en tant que tel en métrologie. La qualité métrologique d’un instrument de mesure, et de fait sa fiabilité, tient compte des caractéristiques définies dans le « Vocabulaire International de la Métrologie » (VIM). On peut ainsi citer la justesse, la fidélité, la résolution ou encore la sensibilité de l’appareil.
Bien choisir un instrument de mesure suppose donc de s’attarder sur sa capacité à vous délivrer des résultats fiables. Quelque soit votre domaine d’activité, leur fiabilité influe directement sur la confiance que vous accordent vos clients, la sécurité de vos collaborateurs ou, plus généralement, sur la performance de votre entreprise.
Les conditions d’utilisation de l’instrument de mesure
Les caractéristiques techniques de votre instrument de mesure ont un impact certain sur la fiabilité des résultats. Toutefois, ces derniers peuvent être influencés par d’autres facteurs. C’est pourquoi, pour bien choisir un instrument de mesure, vous devez tenir compte des conditions d’utilisation.
Vous cherchez une balance fiable, mais les conditions dans lesquelles vous utiliserez cet instrument de mesure sont-elles optimales ? Une vibration au moment de la pesée, un changement de température dans la pièce, une humidité trop importante, une perturbation électromagnétique : voici quelques exemples des conditions qui peuvent compromettre la fiabilité d’une grandeur mesurée. L’identification de ces facteurs d’influence avec leur étendue vous permet de sélectionner l’instrument de mesure qui restera fiable dans les conditions d’utilisation.
Ce sont donc autant d’éléments dont vous devez tenir compte pour bien choisir votre instrument de mesure. Pour garantir la fiabilité et la conformité de vos mesures, vous pouvez faire appel à un expert en métrologie à la Réunion. Il saura vous aider à établir votre cahier des charges et vous conseiller sur les instruments de mesure les plus adaptés à vos besoins.
Contrôler régulièrement son parc d’instruments de mesure
Avant de chercher un nouveau manomètre au meilleur prix, avez-vous pensé à faire contrôler votre appareil actuel par un expert en métrologie ? Quel que soit l’appareil que vous choisissez, il est important de faire contrôler régulièrement votre parc d’instruments de mesure.
Lors du contrôle métrologique, l’expert procède à l’étalonnage, l’essai ou la vérification de l’appareil. De tels processus permettent d’assurer la fiabilité et la conformité des résultats qu’ils affichent.
Grâce à une approche « risque », la métrologie apporte ainsi des outils et des solutions concrètes pour faciliter la prise de décision. Elle peut donc substantiellement améliorer la productivité et la performance d’une entreprise ou d’une organisation.
Outre le fait de bien choisir un instrument de mesure, vous devez surtout garantir sa qualité métrologique. Cela passe certes par le choix du bon instrument, conforme à vos besoins et aux exigences de votre activité, mais également après. Le contrôle régulier de votre parc d’instruments par un métrologue expérimenté vous assure de satisfaire les exigences réglementaires et normatives. Le contrôle métrologique contribue ainsi à valider la conformité de vos produits et pérenniser, à plus long terme, votre affaire.
