Qu’est-ce que la métrologie ?

Chaque entreprise est responsable de ce qu’elle vend. Si elle sous-traite une partie de ses activités, elle en reste responsable. Aussi, elle doit auditer ses fournisseurs critiques (qui ont une influence sur le produit vendu).
Or, elle n’a pas toujours les moyens de procéder aux audits de ses fournisseurs, les organismes d’accréditation s’en chargent.

Naya Austral n’est pas accréditée, aussi elle aura plaisir à ce que vous veniez l’auditer, dans le respect de la confidentialité des données.

Définition du VIM 3.11 (4.30)
Ajustage d’un système de mesure, m ; ajustage, m : Ensemble d’opérations réalisées sur un système de mesure pour qu’il fournisse des indications prescrites correspondant à des valeurs données des grandeurs à mesurer.

L’ajustage consiste à corriger une erreur.

Exemple 1 : On ajuste une masse en ajoutant (ou enlevant) de la matière manière à ce que sa masse conventionnelle soit conforme à sa classe d’exactitude (erreur maximale tolérée inférieure à une certaine valeur)

Exemple 2 : En appuyant sur le bouton « CAL » d’un instrument de mesure, on l’ajuste (exemples : une balance avec une masse de référence interne ou externe, un pH-mètre avec des solutions tampons, …).

Le mot anglais « Calibration » signifie autant étalonnage qu’ajustage.

En français, on doit distinguer les deux notions : étalonnage et ajustage.

Voir Etalonnage et Ajustage

I.P.F.N.A. : Instrument de Pesée à Fonctionnement Non Automatique
I.P.F.A. : Instrument de Pesée à Fonctionnement Automatique
Les IPFNA et IPFA sont les termes exacts pour désigner les balances, ponts bascules, …

Ces équipements de mesure peuvent éventuellement être concernés par la métrologie légale (transaction commerciale, santé, sécurité, …), l’échelon de vérification, e, a alors tout son sens.
Les étalonnages des IPFNA et IPFA, rigoureux, sont régis par des normes différentes selon qu’ils sont utilisés en métrologie légale, ML, ou hors métrologie légale, HML.

Naya Austral :

• est le distributeur des balances de précision métrologie légale, ML, et hors métrologie légale, HML, de la marque Radwag
• étalonne des IPFNA hors métrologie légale
• forme sur l’utilisation et/ou l’étalonnage des IPFNA selon le guide technique d’accréditation LAB GTA 95

Le résultat de la mesure dépend de l’opérateur (sa patience à attendre que la grandeur se soit stabilisée, sa vue, …).
La maitrise des compétences de chacun des opérateurs est primordiale en métrologie.

Naya Austral propose des formations pour développer les compétences de chacun.
Naya Austral peut aussi vous accompagner à mettre en place des outils de quantification, comme les comparaisons inter-opérateurs pour estimer l’apport de l’opérateur dans le bilan des incertitudes (i.e. la reproductibilité opérateur).

Définition du VIM 2.16 (3.10)
Erreur de mesure, f – erreur, f : Différence entre la valeur mesurée d’une grandeur et une valeur de référence.

Exemple : l’erreur de justesse est la différence entre la valeur lue et la valeur de référence.
Si on pose une masse étalon de 1,000 03 kg sur une balance et que celle-ci indique que le poids est 1,000 01 kg, alors l’erreur de justesse de la balance à 1 kg est de 0,02 g.

Lorsqu’on étalonne un instrument, on caractérise, entre autre, les erreurs de mesure en erreur de justesse et erreur de fidélité.

Définition du VIM 2.39 (6.11)
Etalonnage, m : 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

Exemple : Etalonnage d’une balance (IPFNA), tableau tiré du LAB-GTA-95 (p. 10) présentant les 2 étapes de l’étalonnage

Naya Austral procède aux étalonnages de vos différents équipements et instruments de mesure dans le respect des normes et/ou des guides techniques.

Définition du VIM 2.52 (2.7)
Grandeur d’influence, f grandeur qui, lors d’un mesurage direct, n’a pas d’effet sur la grandeur effectivement mesurée, mais a un effet sur la relation entre l’indication et le résultat de mesure.

Exemple : grandeurs d’influence intervenant dans le mesurage d’une cale avec un pied à coulisse

L’humidité relative dans l’air est le rapport entre la quantité de vapeur d’eau présente dans l’air et la quantité de vapeur d’eau que cet air pourrait avoir avant de condenser. Cette capacité d’absorption est fonction de la température de l’air, aussi l’humidité relative est fonction de la température.

Naya Austral propose une formation sur l’humidité relative, afin que vous en compreniez les principes et puissiez exploiter cette grandeur souvent très critique dans la conservation ou la transformation des matériaux.

D28 de l’OIML :
The conventional mass value of a body is equal to the mass mc of a standard that balances this body under conventionally chosen conditions. The unit of the quantity “conventional mass” is the kilogram (see Note 2). The conventionally chosen conditions are : t_ref=20 °C / r₀= 1,2 kg m^-3 / r_c= 8 000 kg m^-3

Traduction (à titre indicatif):
La valeur de la masse conventionnelle d’un corps est égale à la masse mc d’un étalon équilibrant ce corps dans des conditions conventionnelles. Les conditions conventionnelles sont :

• température : 20 °C
• masse volumique de l’air : 1,20 kg m^-3
• masse volumique du corps : 8.000 kg m^-3.

La méthode de mesure se traduit par le bilan des incertitudes associées au processus de mesure.
Les méthodes doivent être validées par des personnes compétences, habilités, …

Exemple 1 : Pour peser un produit qui fait environ 2 kg, on met le panier seul sur le plateau ; après stabilisation, on tare. Puis on met le produit ; après stabilisation, on prend comme masse du produit le poids affiché.
Exemple 2 : Pour peser un produit qui fait environ 2 kg, on met le panier sur le plateau ainsi qu’un poids étalon de 2 kg ; après stabilisation, on tare. Puis on enlève le poids étalon et on met le produit ; après stabilisation, on relève le poids affiché. On rajoute au poids affiché la masse de l’étalon pour avoir la masse du produit pesé.
Ces deux méthodes sont différentes, les résultats ne sont pas les mêmes (on entend par là, la « précision »). Alors que la première méthode récupère l’incertitude de l’instrument de pesée sur les 2 kg, la seconde méthode ne récupère l’incertitude de l’instrument de pesée que sur la différence entre l’étalon et le produit pesée + l’incertitude sur l’étalon (mais celle-ci est classiquement moindre).
NB : Cette seconde méthode s’appelle la double pesée, elle est par exemple systématiquement utilisée pour les étalonnages de masse mais elle peut l’être dès lors qu’on a un poids étalon proche de la valeur à peser.

La métrologie légale régit la métrologie dès lors que la santé, la sécurité, le négoce, … sont en jeu.
Exemples : les pistolets des stations-services, les balances utilisées pour faire payer le client (boucher, …) mais aussi les ponts-bascules pour la vente de sable, de céréales sur les quais portuaires, les pèse-personnes dans les hôpitaux, …
L’O.I.M.L. est l’Organisation Internationale de la Métrologie Légale, elle uniformise les règles et les principes.
Lorsqu’on est hors métrologie légale, on entend le sigle « H.M.L. ».

Bien que Naya Austral se spécialise en métrologie industrielle, elle peut vous accompagner :

• Dans la mise en œuvre de vos processus de contrôle
• Dans l’audit de votre processus métrologique (selon la NF EN ISO 17020)
• Dans la formation en métrologie

Naya Austral commercialise des balances dites « métrologiques » (légales) (avec un échelon de vérification e) de la marque Radwag.

Une accréditation est une attestation formelle délivrée par un tiers, qui confirme la compétence d’un organisme à s’acquitter de certaines fonctions.
Un organisme d’accréditation (national), en signant des accords de reconnaissances internationales, s’engage à suivre les mêmes règles que les autres ; l’accréditation nationale a alors même valeur dans les autres pays signataires.

Le COFRAC, Comité français d’accréditation, est membre et signataire des accords de l’I.L.A.C. (ILAC MRA) et de l’E.A. (EA MRA) :
L’I.L.A.C. est l’organisme international des organismes d’accréditation.
L’E.A. est l’organisme européen des organismes d’accréditation.

Allemagne : DAkkS
Italie : Accredia
Etats-Unis : L2A2
Finlande : FINAS
Royaume-Uni : UKAS
…

Tous les instruments de mesure évoluent dans le temps. Certains peu, comme les thermomètres à dilatation de liquide ; d’autres beaucoup comme les pH-mètres …
Il est indispensable de tenir compte de ces dérives. Des étalonnages réguliers permettent de connaître les évolutions pour en appréhender le devenir.

Exemples :
1. Les poids en fonte peints :

• au début, suite aux différents chocs, ils perdent de la matière, ie. de la masse
• puis, ils rouillent, ils gagnent de la matière, ie. de la masse
• enfin, ils se stabilisent
  Enfin tout dépend de l’utilisation que l’on en fait.

2. Une sonde de température résistive permet de mesurer la température à partir de la résistance de l’élément sensible. Or, la résistance est aussi fonction de la matière qui compose l’élément sensible et les connections. En chauffant, la matière bouge ; en refroidissant, elle se fige ; il est donc normal que la résistance de l’élément sensible évolue ; et donc que le comportement de l’instrument de mesure change.
On peut faire vieillir artificiellement les éléments, en appliquant plusieurs cycles de chauffage suivi de refroidissement. A force, la matière finit par stabiliser son organisation.
Il est préférable d’avoir un vieil instrument de mesure maîtrisé qu’un instrument de mesure neuf dont on ne sait rien.

Les périodicités de vérification doivent être établies en fonction de l’analyse coût/risque afin de diminuer les coûts tout en acceptant un degré de confiance sur la pérennité (dérive dans le temps).

Classiquement, on peut prendre 12 mois, mais cette période peut être allongée si l’élément montre des preuves de stabilité et si l’utilisation de l’élément reste la même ou raccourci si l’élément montre au contraire des signes d’instabilité.

Le terme « thermomètre » englobe tout un ensemble d’équipements qui permettent de mesurer une température.

Le COFRAC lui préfère des termes qui ont le mérite d’être précis :

• thermomètre à résistance
• thermomètre à dilatation de liquide
• thermocouple
• pyromètre
• indicateur et simulateur de température
• chaîne de mesure de température et autres thermomètres
• capteur autonome de température

Ainsi, le terme « chaîne de mesure de température » désigne une chaîne complète de mesure de la température : du capteur à l’affichage ou à l’enregistrement de celle-ci tandis que le terme « capteur autonome de température » désigne des capteurs sans fil qui enregistrent ou émettent la température mesurée.

La métrologie a besoin d’être précise et internationale. Le VIM 2008, Vocabulaire International de Métrologie, est une norme internationale à accès gratuit.
Ce VIM n’est malheureusement pas toujours facile à comprendre ; Naya Austral vous apporte, par le biais de ses formations, compréhension et assimilation des définitions du VIM.
Accéder au VIM sur le site du BIPM : https://www.bipm.org/documents/20126/2071204/JCGM_200_2012.pdf

Tout n’est qu’une notion de définition …

En masse conventionnelle (pesée dans de l’air), un kilogramme de plume a une masse physique (pesée dans le vide) plus grande qu’un kilogramme de plomb, donc dans le vide, il sera plus lourd.

Mais en masse physique (pesée dans le vide), un kilogramme de plume est plus léger (pesée dans de l’air) qu’un kilogramme de plomb.

Mises à part les balances qui travaillent sous cloches à vide, les balances travaillent en masse conventionnelle (dans de l’air) ; aussi, le résultat de la pesée est fonction de la masse volumique du corps pesé et de l’air environnant, qui dépendent de la température ; il est donc normal de devoir ajuster une balance régulièrement.