126455437 formation metrologie
TRANSCRIPT
INTRODUCTION
Définitions et vocabulaire
Le système SI
Les étalons et la chaîne d’étalonnage
L’instrument de mesure
Étalonnage et vérification
Les opérateurs
Les procédures
Les locaux
Surveillance des instruments en service
Comment mettre en place la fonction métrologique da ns l’entreprise
Exemple d’application
SommaireSommaireSommaireSommaire
Qu'est ce que la métrologie ?
Selon la Rousse :
« mesurer c’est déterminer une quantité ou une
grandeur ».
Selon la Rousse :
« mesurer c’est déterminer une quantité ou une
grandeur ».
La métrologie est la science des mesures
La NORME ISO 9000 & la Métrologie
� Approche processus
� Élaborer à partir du concept de la roue ‘Deming’,
PlanDo
CheckAct
Amélioration permanente
Planifier Faire
VérifierAgir
Chapitre 7.6 de la norme ISO 9001 – 2000Maîtrise des dispositifs de surveillance et de mesu re
L’organisme doit établir des processus pour
assurer que les activités de surveillance et de
mesure peuvent être effectuées et sont
effectuées de manière cohérente par rapport
aux exigences de surveillance et de mesure.
Chapitre 7.6 de la norme ISO 9001 – 2000Maîtrise des dispositifs de surveillance et de mesu re
Les équipements doivent être :
� Étalonnés ou vérifiés
� Réglés
� Identifiés
� Protégés contre le déréglage
� Protégés au cours de la manutention,
maintenance et stockage.
Chapitre 7.6 de la norme ISO 9001 – 2000Maîtrise des dispositifs de surveillance et de mesu re
L’organisme doit évaluer et enregistrer la validité des
résultats de mesure antérieurs lorsqu’un équipement
se révèle non-conforme aux exigences.
Chapitre 7.6 de la norme ISO 9001 – 2000Maîtrise des dispositifs de surveillance et de mesu re
L’organisme doit entreprendre les actions appropriées sur
l’équipement ( lorsque l’équipement se révèle non-
conforme)
Chapitre 7.6 de la norme ISO 9001 – 2000Maîtrise des dispositifs de surveillance et de mesu re
Les enregistrements des résultats d’étalonnage et de
vérification doivent être conservés.
La norme NF X 07-010 - Code Marocain NM 15.0.003
La présente norme a pour objet de définir :
�Les principes de gestion dans le choix, l'étalonnage, la
vérification et la remise en état des moyens de mesure ,
�Les dispositions générales à mettre en oeuvre pour assurer cette
gestion.
LA FONCTION METROLOGIE DANS l’ENTREPRISE
Définitions et vocabulaire
NF X 07- 001 (NM 15.0.001) : Vocabulaire international
des termes fondamentaux et généraux de métrologie .
•Métrologie : Science des mesurages
Activité par laquelle l’État décide d’intervenir par voie
réglementaire sur certaines catégories d’instruments de
mesure notamment ceux utilisés dans les transactions
commerciales (ponts bascules, pompes à essence, …)
et dans la surveillance du respect de la réglementation
et de la sécurité (chronotachygraphe …).
Métrologie légale
Définitions et vocabulaire
MMéétrologietrologie lléégalegale
La métrologie légale concerne:
� les mesures destinées au commerce,
� les mesures concernant la santé et la sécurité,
� la protection de l'environnement,
� les mesures aux fins de l'application de la législation
�Convention diplomatique entre États, signée à paris
en 1875
� La convention du Mètre est le cadre officiel de
mesure sur lequel reposent toutes les autres activités
internationales de métrologie pratique.
� Elle est à l’origine de la création du Bureau
International des poids et Mesure (BIPM).
CONVENTION DU METRE
Mission:
� définir les unités de mesure,
� réaliser les étalons qui matérialisent ces unités,
� conserver les prototypes internationaux
� contribuer à l’amélioration et l’extension du
Système International d’unité (S.I)
BUREAU INTERNATIONAL
DES POIDS ET MESURES ( BIPM )
Chaque pays a son propre organisme de normalisation:
� Association française de normalisation :Afnor en
France,
� LLe National Institute for Science and Technology:NIST
aux États-Unis,
� le Deutsches Institut für Normung: DIN en Allemagne,
� l'Institut belge de normalisation :IBN en Belgique,
� le British Standards Institution: BSI au Royaume-Uni
� Le SNIMA : Service de Normalisation Industrielle
Marocaine au Maroc…
Créée en 1955, l’Organisation Internationale de la
métrologie légale a pour mission de
� fournir une base commune internationale pour
l’élaboration des lois et règlements nationaux liés à la
métrologie.
�assurer la loyauté des transactions entre les pays
L’ORGANISATION INTERNATIONALE DE METROLOGIE LEGALE (OIML)
LES LES ÉÉTATS MEMBRES DE TATS MEMBRES DE l'OIMLl'OIML
59 ÉTATSSlovaquieMonacoIndeCroatie
Viet NamSerbie-et-MonténégroMacédoineHongrieChine
États-UnisArabie saouditeCorée, Rép. de
GrèceCanada
Royaume-UniFédération de RussieCorée, R.P.D.AllemagneCameroun
TunisieRoumanieKenyaFranceBulgarie
TanzaniePortugalKazakhstanFinlandeBrésil
SuissePologneJaponÉthiopieBelgique
SuèdePakistanItalieÉgypteBélarus
Sri LankaNorvègeIsraëlDanemarkAutriche
EspagneNouvelle-ZélandeIrlandeRép. tchèqueAustralie
Afrique du SudPays-BasIranChypreAlgérie
SlovénieMarocIndonésieCubaAlbanie
PrincipauxPrincipaux rôlesrôles des des ÉÉtatstatsen en matimati èèrere de de mméétrologietrologie
�Unités compatibles�Étalons de mesure�Traçabilité�Métrologie légale�Mécanismes d'accréditation�Recherches�Formation�Information
SYSTSYSTÈÈME DE CERTIFICATS OIML ME DE CERTIFICATS OIML POUR LES INSTRUMENTS DE POUR LES INSTRUMENTS DE
MESUREMESURE
Le Système de certificats OIML pour les instruments de mesure a été établi en 1991 pour faciliter les procédures administratives et réduire les frais associés à celles-ci dans les domaines du commerce international des instruments de mesure soumis à des exigences légales. Il fonctionne sur une base volontaire.
CertificatsCertificats OIMLOIML
Le Système donne la possibilité pour un fabricant d'obtenir un Certificat OIML et un Rapport d'essai indiquant qu'un type (modèle) donné d'instrument satisfait aux exigences des Recommandations internationales OIML concernées.Les Certificats OIML sont délivrés par les États Membres de l'OIML et enregistrés par le BIML.
Métrologie technique ( ou industrielle)
���� Les mesures doivent assurer les compatibilités
dimensionnelles ainsi que la conformité aux
spécifications
Définitions et vocabulaire
Métrologie scientifique
� Les unités de mesure doivent faire objet de
recherche d’amélioration
et les étalons qui les matérialisent doivent être bien
conservés
Définitions et vocabulaire
Définitions et vocabulaire
Mesurage :
Ensemble d’opérations ayant pour but de déterminer la
valeur d’une grandeur.
Définitions et vocabulaire
Exactitude de mesure :
Étroitesse de l’accord entre le résultat d’un mesurage
et la valeur « conventionnellement » vraie de la
grandeur mesurée.
L’emploi du terme précision au lieu d’exactitude doit
être évité.
Définitions et vocabulaire
•Incertitude de mesure : Estimation caractérisant
l’étendue des valeurs dans laquelle se situe la
valeur vraie d’une grandeur mesurée.
• Résolution :
La plus petite différence d’un dispositif afficheur qui
peut être perçue d’une manière significative
Définitions et vocabulaire
Grandeur d'influence :
Grandeur qui sans être l'objet de mesure,
influe sur le résultat.
Définitions et vocabulaire
Définitions et vocabulaire
•Ajustage :
Opération destinée à amener un appareil de mesure à
un fonctionnement et une justesse convenables pour son
utilisation.
Définitions et vocabulaire
•Erreur de justesse :
Composante systématique de l’erreur d’un
résultat de mesurage.
Définitions et vocabulaire
� Aptitude d’un IM à donner, dans des conditions
d’utilisation définies, des réponses très voisines
lors de l’application répétée d’un même signal
d’entrée.
Fidélité
Définitions et vocabulaire
� Aptitude de la méthode à donner des résultats
les plus proches possibles lors d'analyses
répétées d'un même échantillon.
Fidélité
• Schématisation de la justesse et la fidélité:
Pas juste
Pas fidèle
Pas juste
fidèle
Juste
fidèle
Définitions et vocabulaire
Définitions et vocabulaire
Variabilité aléatoire des résultats d'une série de
déterminations d'un même échantillon effectuée dans
des conditions très proches (et donc généralement
dans un temps court).
Répétabilité
Nota : les conditions de répétabilité :
� Même mode opératoire,
� Même opérateur,
� Même instrument,
� Même milieu,
� Durée courte.
Répétabilité
variabilité aléatoire des résultats de plusieurs
déterminations d'un même échantillon, effectuées de
manière espacée dans le temps, donc dans des
conditions qui peuvent être expérimentalement
légèrement différentes.
Reproductibilité
Définitions et vocabulaire
Nota : les conditions que l’on fait varier :
�Observateur,
� Instrument de mesure,
� Étalon de référence
� Lieu,
� Conditions ambiantes
� Temps,
Reproductibilité
� est rendu international par le traité dit « convention
du mètre ».
� trouve son origine dans le système MKSA (Mètre,
Kilogramme, Seconde , Ampère). C’est l’extension de ce
dernier système qui a donné naissance au Système
International d'unités.
LE SYSTEME INTERNATIONAL D’UNITES
� n’est pas un système statique, immuable ; il évolue
continuellement pour répondre à tous les besoins de
mesure exprimés par les différentes industries.
� rendu obligatoire au Maroc par le Dahir n°1-86-193
du 31 Décembre 1986 portant promulgation de la loi 2-
79 relative aux unités de mesure,
LE SYSTEME INTERNATIONAL D’UNITES
� comprend actuellement sept unités fondamentales :
� Le mètre (m) pour les longueurs,
� Le Kilogramme (Kg) pour les masses,
� La seconde (s) pour les durées (temps),
� L’ampère (A) pour l’intensité électrique,
� Le Kelvin (K) pour la température thermodynamique,
� Le candela (cd) pour l’intensité lumineuse,
� La mole (mol) pour la quantité de matière.
LE SYSTEME INTERNATIONAL D’UNITES
� comporte en outre
� un grand nombre d’unités dérivées (Watt, Volt,
Vitesse,…)
� des unités supplémentaires (Radian, Stéradian…)
� aux quelles s’ajoutent leurs multiples ( ex : 1Km
=1000m…)
� et sous multiples formés au moyen de facteurs décimaux
(ex : 1cm = 0,01m…).
LE SYSTEME INTERNATIONAL D’UNITES
Les unités de mesures sont représentées par des
étalons.
� Les étalons peuvent être
� un objet inaltérable, comme la masse étalon ;
� un phénomène physique, comme l'étalon seconde,
l'étalon mètre, l'étalon intensité du courant électrique ;
� une réaction chimique, comme l'électrode normale à
hydrogène ou l'électrode au calomel saturée en KCl
utilisée en électrochimie.
Étalons
•Poids et Masse :Une série de poids de 1 mg à 1 kg pour l'étalonnage des balances.
•Pression : Trois capteurs de pressions de 10, 50 et 200 bars pour l'étalonnage des manomètres.
Série de tamis : Série de tamis conformes à la norme NFP 11-504 pour l'étalonnage des tamis.
Force : Un étalon de force SENSY de 1500 KN pour l'étalonnage des
presse à béton.
Température : Un étalon de température à bain LAUDA pour l'étalonnage des thermomètres.
� Étalon international : étalon reconnu par un
accord international pour servir de base
internationale à l’attribution de valeurs aux autres
étalons de la grandeur
Concernée.
� Étalon national : étalon reconnu par décision
nationale, dans un pays pour servir de base à
l’attribution de valeurs aux autres étalons de la
grandeur concernée.
Étalons
� Étalon primaire : étalon qui est désigné ou
largement reconnu comme présentant les plus
hautes qualités métrologiques et dont la valeur
est établie sans se référer à d’autres étalons de
la même grandeur
� Étalon secondaire : étalon dont la valeur est
établie par comparaison à un étalon primaire de
la même grandeur
Étalons
� Étalon de référence : étalon en général de la
plus haute qualité métrologique disponible en
un lieu donné ou dans une organisation
donnée, dont dérivent les mesurages qui y sont
faits
� Étalon de transfert : étalon utilisé comme
intermédiaire pour comparer entre eux des
étalons.
Étalons
Étalon de travail :
étalon qui est utilisé couramment pour
étalonner ou contrôler des mesures
matérialisées, des appareils de mesure ou des
matériaux de référence.
Étalons
� Classe d’un étalon : Classe qui satisfait à
certaines exigences métrologiques destinée à
conserver les erreurs dans des limites
spécifiées.
Une classe est habituellement indiquée par un
nombre ou symbole adopté par convention
dénommé indice de mesure.
Étalons
Masse : kilogramme
Masse du prototype en platine iridié qui a été
sanctionné par la Conférence générale des
poids et mesures tenue à Paris en 1989 et qui
est déposé au Bureau international des Poids
et Mesures.
Étalons
Le kilogramme est la masse d'un cylindre en
platine iridié (90 % Pt, 10 % Ir) de 39 mm de
diamètre et 39 mm de haut déclaré unité SI de
masse depuis 1889 par le Bureau international
des poids et mesures.
Étalons
Le kilogramme est la seule unité de mesure du
Système international d'unités à comporter un
préfixe multiplicateur.
Étalons
Le kilogramme est la seule unité du Système
international qui soit toujours représentée par un étalon
matériel. Celui-ci est conservé sous trois cloches de
verre scellées et n'est sorti que pour réaliser des
étalonnages (opération qui n'a eu lieu que trois fois
depuis sa création). Malgré ces précautions, la masse
du prototype a déjà varié de quelques microgrammes.
Étalons
� Classe des masses étalons de 1 g :
� Classe E1 : ± 0,010 mg
� Classe E2 : ± 0,030 mg
� Classe F1 : ± 0,10 mg
� Classe F2 : ± 0,3 mg
� Classe M1 : ± 1,0 mg
� Classe M2 : ± 3 mg
� Classe M3 : ± 10 mg
Étalons
� Classe des masses étalons de 1 Kg :
� Classe E1 : ± 0,5 mg
� Classe E2 : ± 1,5 mg
� Classe F1 : ± 5 mg
� Classe F2 : ± 15 mg
� Classe M1 : ± 50 mg
� Classe M2 : ± 150 mg
� Classe M3 : ± 500 mg
Étalons
� Étalon primaire de temps et fréquence
� Avant la deuxième guerre : horloge mécanique
� Après la deuxième guerre : horloge à quartz
précision : 10 -6
� depuis le 13 octobre 1967: horloge atomique
précision : 10 -14
Étalons
� Une horloge atomique est une horloge qui
utilise une des caractéristiques physiques des
atomes. Ces horloges calculent le temps de
référence à partir de la fréquence du rayonnement
électromagnétique émis par le passage d'un
électron d'une couche à une autre.
Étalons
� La première horloge atomique fut construite
en 1947. Il s'agissait d'une horloge à
ammoniac. Ce type d'horloge peut s'écarter de
l'heure réelle d'une seconde en trente ans.
Étalons
� En 1958, fut créée au Canada, la première
horloge atomique à jet de césium 133, ayant une
précision de l'ordre de quelques millionièmes de
seconde par an. Beaucoup plus précise, ce type
d'horloge s'écarte de l'heure réelle d'une seconde
en 3000 ans.
Étalons
� Étalon primaire du mètre
� Le mètre est défini comme la distance
parcourue par la lumière en 1/299792458ème
de seconde
Étalons
Étalons
La barre de platine iridium utilisée comme
prototype du mètre de 1889 à 1960
� cales étalons :
Étalons
� Classe des cales étalons :
� 00 : cale de haute précision
� K : étalon primaire pour étalonnage d'autres
cales étalon (en entreprise)
� 0 : travaux précis de laboratoire
� 1 : réglage précis pour travaux de mesure
sur marbre ou étalon de transfert
� 2 : réglages précis en atelier
� 3 : vérification et réglage de machine
Étalons
Le kelvin (symbole K, du nom de Lord Kelvin) est
l'unité SI de température thermodynamique. Par
convention, les noms d'unité sont des noms
communs et s'écrivent en minuscule (« kelvin » et
non « Kelvin »).
Étalons
Le kelvin est la fraction 1/273,16 de la
température thermodynamique du point triple de
l'eau, et une variation de température de 1 K est
équivalente à une variation de 1°C. Toutefois, à
la différence du degré Celsius, le kelvin est une
mesure absolue de la température. La
température de 0 K est égale à -273,15°C et
correspond au zéro absolu (le point triple de l'eau
est à +0,01°C).
Étalons
La mole (symbole : mol) est une unité de base du
système international, qui est principalement utilisée
en physique et chimie. La mole correspond à la
quantité de matière d'un système contenant autant de
particules individuelles qu'il y a d'atomes dans 0,012
kilogramme de carbone 12C. Ce nombre de particules,
appelé nombre d'Avogadro, est de l'ordre de 6,023 ×
1023.
Étalons
L'ampère est l'intensité d'un courant constant qui,
maintenu dans deux conducteurs parallèles, rectilignes,
de longueur infinie, de section circulaire négligeable et
placés à une distance de un mètre l'un de l'autre dans le
vide produirait entre ces conducteurs une force égale à
2.10-7 newton par mètre de longueur.
Étalons
La candéla est l'intensité lumineuse, dans une direction
donnée, d'une source qui émet un rayonnement
monochromatique de fréquence 540.1012 hertz et dont
l'intensité énergétique dans cette direction est de 1/683
watt par stéradian.
Étalons
But :
� assurer le raccordement des différents moyens
de mesure utilisés dans l’entreprise aux étalons
nationaux / internationaux , sans discontinuité et
avec le minimum de perte de précision.
CHAINE D’ETALONNAGE
CHAINE D’ETALONNAGE
« étalons primaires »
« étalons secondaires »
« étalons de référence »
� Grande stabilité dans le temps
� Conservés dans les laboratoires primaires
� Reproduits avec une grande précision
� Utilisés principalement par des laboratoires dont la vocation essentielle est l’étalonnage
« étalons de travail »
« laboratoires primaires »Laboratoires de référence national
« Laboratoires secondaires »laboratoires d’étalonnage agréés
(accrédités)
« Laboratoires tertiaires »laboratoires de métrologie d’entreprises
CHAINE D’ETALONNAGE
Recherche et développement
Conservation des étalons
Étalonnages de précision
Interlocuteurs des constructeurs d’instruments
Certificats d’étalonnages si accrédités
2 5 O c d u p o i n t d e c o n s ig n e d 'u n b a in t h e r m o s t a t iq u e. » é t a l o n d e t r a n s f e r t
( d i s p o s i t i f )
s L a b o r a t o i r e o u or g a n is m e p u b l i c d é l i v r a n t d e s c er t i f i c a t s o f f i c ie l s ���� é t a lo n d e r é f é r e n c e d 'é t a l o n n a g e :
���� r a c c o r d e m e n t d e s r é f é r e n c e s d e s u t i l i s a t e u r s a u x é t a lo n s n a t i on a u x ,
���� é t a lo n d e t r a n s f e r t ���� c o n s e i l , f o r m a t io n e t a s s is t a n c e ( d i s p o s i t i f ) t e c h n iq u e . L a b o r a t o i r e d ' u n e s o c i é té o u d 'u n
���� é t a lo n d e r é f é r e n c e o r g a n is m e d o n t l e p o t e n t i e l t e c h n i q u e e t r e c o n n u o f f i c ie l l e m e n t
S e c t i o n E t a l o n n a g e : ���� é t a l o n n a g e d e s é t a l o n s d e r é f é r e n c e e t
���� é t a lo n d e t r a n s f e r t d e s in s t r u m e n t s d e m e s u r e , ( d i s p o s i t i f ) ���� c o n s e i l , f o r m a t io n e t a s s is t a n c e t e c h n iq u e .
���� é t a lo n d e r é f é r e n c e ���� é t a lo n d e t r a n s f e r t C h a în e d 'é t a l o n n a g e d a n s l ' e n t r e p r i s e ( d i s p o s i t i f ) o u le s e r v i c e
���� é t a lo n d e t r a v a i l m o y e n d e m e s u r e
D I F F U S I O N D E L A M E T R O L O G I E
C O N S E R V A T I O N E T A M E L I O R A T I O N S D E S E T A L O N S
B u r e a u N a t io n a l D e M é t r o lo g ie ( B N M ) ���� C o n s e r v a t i o n e t a m é l i o r a t i o n d e s é t a lo n n a t io n a u x
���� é t a l o n n a g e d e s r é f é r e n c e s d e s c e n t r e s d ’ é t a lo n n a g e a g r é e ���� é t a lo n n a t io n a l ���� t u t e l l e t e c h n iq u e d e la c h a î n e d ’ é t a lo n n a g e
L a b o r a t o i r e N a t i o n a l d e M é t r o l o g i e
S e r v ic e s d e m é t r o lo g ie h a b i l i t é s ( S M H )
E n t r e p r i s e O U
s e r v i c e
C e n t r e s d ’ E t a l o n n a g e a g r é é s ( C E T A )
Méthodes
Milieu
Principe du procédé de mesure
Opérateur ECME
Le produit à mesurer
Procédé de mesure
La fonction métrologie
Ishikawa ou 5M Causes - effetMain d’œ
uvre
milieu
matière
Moy
en
mét
hode
Gradient de …
Matériau
Hygrométrie
VibrationsPropreté
Formation
Habileté
Entraînement
Nbre de
mesures
Corrections
Procédé de mesure
Dérive
d’étalonnage
Etalonnage
T°C
Exactitude
Résolution… Répétabilité
•Instrument de mesure :
Dispositif destiné à faire un mesurage, seul ou en
conjoncture avec d’autres équipements.
L’instrument de mesure.
La fonction métrologie
• Classe d’un instrument de mesure :
Classes qui satisfont à certaines exigences métrologiques
destinées à conserver les erreurs dans des limites
spécifiées.
Une classe est habituellement indiquée par un nombre ou
symbole adopté par convention dénommé indice de
mesure.
L’instrument de mesure.
La fonction métrologie
La "précision" de l’équipement est une valeur relative qui
s'applique (sauf indication contraire) au maxi de l'échelle,
elle sert à déterminer l‘incertitude absolue en tous points
de l'échelle.
Incertitude absolue = "précision" * maxi de l'échelle.
L’instrument de mesure.
La fonction métrologie
un transmetteur, d'échelle 0 à 1 000 mbar, a une précision de 0,5% "signifie que l‘incertitude absolue est de :
0,5/100 * 1 000 mbar = 5 mbar, c'est à dire +/- 5 mbar
Ainsi, pour une valeur de 100 mbar, la mesure est :
100 mbar +/- 5 mbarou son incertitude relative :
incertitude absolue / valeur mesurée = 5 mbar/100 mbar = 5%.
La mesure est : 100 mbar +/- 5% (≠ des 0,5% du début).
L’instrument de mesure.
La fonction métrologie
• Étalonnage : Ensemble des opérations établissant,
dans des conditions spécifiées, la relation entre les
valeurs indiquées par un appareil de mesure ou un
système de mesure ou les valeurs représentées par
une mesure matérialisée, et les valeurs connues
correspondantes d’une grandeur mesurée par un
étalon de référence.
Étalonnage et vérification
La fonction métrologie L’instrument de mesure
• Vérification : La vérification est un étalonnage dont le
résultat est exprimé en terme de conformité ou de non-
conformité avec une exigence. Elle permet de s’assurer
que les écarts entre les valeurs indiquées par un
équipement de mesure et les valeurs connus
correspondantes d’une grandeur mesurée sont inférieures
aux erreurs maximales tolérées définies par une norme,
par une réglementation ou une prescription interne.
Étalonnage et vérification
La fonction métrologie L’instrument de mesure
• Calibrage : Positionnement matériel des repères d’un
appareil de mesure en fonction des valeurs
correspondantes à la grandeur mesurée.
•Ne pas confondre calibrage et étalonnage.
Étalonnage et vérification
La fonction métrologie L’instrument de mesure
ÉÉtalonnage ou vtalonnage ou véérification de lrification de l’é’équipement?quipement?
Comparaison de l’équipement avec un étalon
de référence?
Vérifier la
Conformité
Besoin de correction des résultats de mesures
Constat de
Vérification
Certificat d’étalonnage
Constat de
Vérification
Non
Vérification par rapport à une
référence
Oui
La fonction métrologie L’instrument de mesure
Étalonnage et vérification
VERIFI CATION ETALONNAGE
NON CONFORME
CONFORME
Instrument de mesure
COMPARAISON TECHNIQUE
Résultats de mesure
Comparaison des résultatsà la prescription demandée Documents d'étalonnage
MISE A JOUR DE LA FICHE DE VIE Mise ou remise en service
Étalon
Ajustage Réparation Déclassement
Constat de vérification
Repérage de vérification Repérage d’étalonnage
Réforme
La fonction métrologie L’instrument de mesure
SYNOPTIQUE DE DECISION SUITE A UNE VERIFICATION PERIODIQUE
La fonction métrologie L’instrument de mesure
• Tolérance et incertitudede mesure
Intervalle de tolérance
X Valeur de la grandeur mesurée
X
X
X
X
Incertitude de mesure
Conditions d’acceptationL’instrument de mesure
Zone hors tolérance
Données du problème
Décision
Étendue d’erreurs tolérées
Acceptation
Acceptation avec risques
d’accepter un appareil mauvais
Acceptation ou refus avec
risques partagés
Refus avec risques de
refuser un appareil bon
Refus
Condition d’acceptationL’instrument de mesure
Les périodicités d’étalonnage applicables pour un moyen de
contrôle de mesure ou d'essai sont données pour prévenir toute
dégradation et d'assurer sa crédibilité dans le temps.
Les périodicités sont déterminées en fonction de la stabilité du
matériel, des conditions d'utilisation et de la fréquence
d'utilisation.
VERIFICATION PERIODIQUE
La fonction métrologie
� Température ambiante,
� Équilibre thermique,
� Hygrométrie -pression atmosphérique,
� Magnétisme,
� Vibrations,
� …
Milieu
Influences
• La température ambiante
• L’humidité relative
• L’alimentation électrique
• Les perturbations radioélectriques
• Les poussières
• Les vibrations
• La pression atmosphérique
Les Locaux
Milieu
REMEDES
• La climatisation
• L’orientation
• Un sas d’entrée
• Une régulation électrique
• Une terre spéciale de mesure
• Le blindage du laboratoire
• Le maintien de la propreté
• Un espace suffisant
• Un accès limite au personnel compétent
Les Locaux
Milieu
Allure de la courbe de stabilisation thermique
Milieu
Volume : 1m3 0.01m3 27x10-6m3Surface d’échange : 6m² 2m² 5.4x10-3m²Rapport V/S : 0.17m 0.005m 0.005m
Le temps de stabilisation est environ 30 fois plus important pour le grand cube que la plaque et le petit cube ( de même matériau), pour les mêmes conditions thermiques ( initiale et finale).
Le temps de stabilisation est fonction du rapport : Volume / surface d’échange.
Milieu
Son rôle qui est très limité en dimensionnelle mais est très critique en métrologie des pressions et des débits.
La norme NF E 10-100 recommande :
� Une pression partielle de vapeur d'eau de 1333 Pa, ce qui correspond approximativement à un taux d'humidité relatif de 55%,
� Une pression atmosphérique de 101 325 Pa = 1 bar.
Hygromètrie
milieu
� Matériau : coefficient de dilatation
� Gradient de température,
� Gradient de concentration,
� Déformation élastique,
� Stabilité dimensionnelle,
� …
Matière
Il est indispensable de connaître avec précision le coefficient de
dilatation de chacun des matériaux mis en oeuvre afin
d'effectuer les corrections possibles
Coefficient de dilatation
ExempleETALON CERAMIQUE
PIECE FONTE BLANCHE
Coefficient de dilatation linéaire : α
2,5 µm/m/°CL=200mm soit 0,2m
18 µm/m/°CL=200 mm soit 0,2m
Différence de température
20 à 25 °C 20 à 25 °C
La variation sur la longueur : ∆L
∆L = 2,5*5*0,2 = 2,5µm
∆L = 18*5*0,2 = 18µm
∆L= ∆Létalon- ∆Lfonte = 15,5µm
matière
Principale grandeur d’influence
Dans le système ISO elle est fixée à 20°C.
Dimensionnel :
la dilatation d’un corps est proportionnelle à la variation de
température
Exemple : pour une pièce d’acier d’une longueur de 100mm
et pour 1 degré de variation de température la variation
dimensionnelle est de 1.1µm
La température
( )T.LLT∆α+= 120
L’origine des déformations élastiques sont :
� le positionnement de l’objet (pièce à
mesurer : dimensionnelle) ou (poids pesage =
excentration),
� le poids propre de l'objet,
� le poids de l'instrument de mesure et la
pression de mesure (mesure de pression, de
déformation, de masse,…)
Déformations élastiques
Matière
Pour obtenir cette stabilité, deux moyens sont
possibles:
� Vieillissement naturel à l’air libre.
� Vieillissement accéléré par traitements thermiques.
Stabilité dimensionnelle
Matière
� Une valeur numérique,� Une unité,� Une incertitude.
La grandeur que l’on peut mesurer s’appelle un mesurande.
Exemple :
10,0 ± 0,2 mm
unitévaleur numérique incertitude
Méthode Incertitude de mesure
� On diminue les erreurs aléatoires en répétant les
mesures (répétabilité).
� On diminue les erreurs systématiques en appliquant
des corrections (dûes aux facteurs d’influence).
Incertitude de mesure
=erreur aléatoire + erreur systématique
Méthode
Erreurs systématiques
Exemples :
� Erreur de graduation d’un manomètre, comparateur,…
� Variation de la concentration d’un liquide en fonction du niveau de prélèvement
�…
Erreurs systématiques : Erreur constante, identifiable au
terme d'une série de mesures portant sur une même
caractéristique et effectuée dans des conditions identiques.
Méthode
� Erreurs liées à l’instrument
� Défaut d’étalonnage d’un instrument de mesure
� Non respect de la courbe d’étalonnage, (hystérésis)
� Graduation défectueuse d’un instrument de mesure
� Usure
� Temps de fonctionnement ( vieillissement)
Erreurs systématiques
Méthode
� Erreurs liées aux grandeurs d’influence
� Température
� Effet de l’excentration (masse)
� Pression de mesure (dimension)
� …
Erreurs systématiques
Méthode
� Erreurs liées à l’intervention de l’opérateur
� Erreur de paralaxe
Erreurs systématiques
Méthode
Erreurs aléatoires
Erreur due à l'influence de facteurs imprévisibles
et non maîtrisables.
� Se modifient d’une façon imprévisible lorsqu’on répète le
mesurage d’une même grandeur dans des conditions
semblables
� Présentent un caractère aléatoire et ne peuvent être
quantifiées.
Méthode
� Erreurs de fidélité de l’instrument
� non répétabilité de la mesure
Erreurs aléatoires
Méthode
� Erreurs dues aux grandeurs d’influence
� variation indéterminée de température
� présence de vibration
Erreurs aléatoires
Méthode
� Erreurs accidentelles ou parasites
� erreurs d’observation de l’opérateur,
� défaut ponctuel de fonctionnement de l’appareil,
� perturbations diverses ( micro-coupures, parasites électrique, . . .),
� erreurs grossières : calcul, échelle, . . .,
Erreurs aléatoires
Méthode
� Erreurs liées au produit à mesurer
� état de surface,
� forme, mélange, …
� matière,
� …
Erreurs aléatoires
Méthode
Méthode pour le calcul des incertitudes de mesure
� Inventaire de toutes les sources d’erreurs de
mesure
� Identification des erreurs sous les deux
catégories
� Systématiques
� Aléatoires
Ishikawa ou 5M Causes - effetMain d’œ
uvre
milieu
matière
Moy
en
mét
hode
Gradient de …
Matériau
Hygrométrie
VibrationsPropreté
Formation
Habileté
Entraînement
Nbre de
mesures
Corrections
Incertitudes de
mesure
Dérive
d’étalonnage
Etalonnage
T°C
Exactitude
R & RRésolution…
Méthode pour le calcul des incertitudes de mesure
� Evaluer les composantes d’incertitude par les
méthodes modèle A ( statistique)
� Écarts types notés Ui
� Evaluer les composantes d’incertitude par les
méthodes modèle B ( autres)
� Écarts types notés Uj
Méthode pour le calcul des incertitudes de mesure
� La méthode de type A se fonde sur l’application de
la statistique. Elle est principalement utilisée pour
quantifier les incertitudes de répétabilité de mesurage.
� La méthode de type B recouvre tout ce qui n’est
pas statistique (spécification, constructeur, certificats
d’étalonnage, facteur d’influence...).
-a aO-a
a
O
OO
Etendue = 2a
Lois Variance Ecat-type
Loi Normale99,73%a= 3σ
Uniforme
Représentation
-a
3
as =
9
2
2a
s =
3
2
2a
s =
3
as =
Méthode Les méthodes de type B :
OO
Arc-sinus
a-a2
as =
2
2
2a
s =
OO
triangulaire
6
2
2a
s =6
as =
a-a
Etendue = 2a
Lois Variance Ecat-typeReprésentation
Méthode Les méthodes de type B :
Méthode Les méthodes de type B :
tout phénomène sauf les défaut de forme, A utiliser en l’absence d’une loi,
Normale
Température du local, produit à faible inertie thermique
Arc-sinus
Résolution (balance), excentrationTriangle
Résolution, hystérésis, classe, géométrie, dérive d’étalonnage
Rectangle
ComposantesMéthode de calcul
Distribution a priori
3/au =
6/au =
2/au =
9/au =
Méthode pour le calcul des incertitudes de mesure
� Combiner les Ui et Uj par la loi de combinaison
des variances
� Uc = ( Ui2 + Uj2 )1/2
� Calculer l’incertitude élargie
� U = k Uc , avec k = 2 (norme)
� Assurer la gestion de tous les moyens de contrôle de
mesure et d'essai en service dans l'entreprise,
� Maîtriser l'aptitude à l'emploi de tous les moyens de
contrôle de mesure et d'essai
Rôles du métrologue
La fonction métrologie Métrologue
� Assurer les opérations d’étalonnage et de
vérification par rapport à des données préétablies,
� Gérer les étalons de référence,
Rôles du métrologue
La fonction métrologie Métrologue
� Informer et sensibiliser les utilisateurs,
� Assurer la mise à jour des documents : fiches
de vie, procès verbal d’étalonnage, planning
d’étalonnage, etc....
� Veiller au bon usage des unités de mesure
Rôles du métrologue
La fonction métrologie Métrologue
Les qualités du métrologue
� Structuré
Le métrologue devra mettre en place au sein de son
service une véritable structure qui amènera la confiance
dans la mesure : Structure documentaire, structure de
vérification périodique, structure d’identification du matériel
si cela n’existe pas…
La fonction métrologie Métrologue
Les qualités du métrologue
� Rigoureux :
les pouvoirs du métrologue sont forts. Il peut bloquer
des lots de fabrication s’il s’aperçoit qu’une chaîne de
mesure critique est non-conforme. Il doit aussi résister aux
pressions lorsque un équipement présente une anomalie
non souhaitable
La fonction métrologie Métrologue
Les qualités du métrologue
� Expert : car il devra traiter de nombreux problèmes : De
la sonde de température en production, en passant par le
pH-mètre du technicien de laboratoire jusqu’à la balance
du responsable magasin. Expert car il sera souvent appelé
pour donner un avis sur un disfonctionnement ou pour un
nouveau projet qui arrive dans l’entreprise.
La fonction métrologie Métrologue
Les qualités du métrologue
� Ouvert : car il devra dialoguer à tous niveaux de
l’entreprise : du directeur à l’opérateur de ligne et à tous
les services, de la production à la station d’épuration.
Ouvert car il sera seul dans son entreprise et il devra se
tourner vers l’extérieur pour obtenir des informations et des
contacts.
La fonction métrologie Métrologue
Les qualités du métrologue
� Pédagogue : Pédagogue car il devra démystifier son
métier ! Apprendre aux utilisateurs d’instruments de
mesure les règles de bonne utilisation, au bureau d’études
les conseils utiles lors du choix de matériel, aux
techniciens de maintenance pour leur expliquer qu’on ne
peut plus travailler comme avant
La fonction métrologie Métrologue
Les qualités du métrologue
� Communicateur : Savoir communiquer vers tous les
services en adaptant son langage en fonction de l’oratoire
qui l’entoure. Savoir vendre son service à la direction de
l’usine, communiquer pour apporter aux autres,
transmettre, aider à progresser.
La fonction métrologie Métrologue
Les qualités du métrologue
� Le soin dans l’utilisation des matériels et des étalons.
� L’esprit de curiosité quant à la compréhension des
phénomènes.
� Le doute et l’humilité quant à la confiance dans les
résultats affichés.
La fonction métrologie Métrologue
Redondances métrologiques :
Dupliquer volontairement certains élément critiques du
dispositif métrologique de l’entreprise, de façons à
pouvoir aisément comparer des information qui doivent
normalement être concordante .
Tout écart permet alors de déceler facilement une
anomalie.
Surveillance des instruments en service
Contrôle de la cohérence des résultats :
Corrélation des résultats pour des caractéristiques
différentes.
Ex : les mesures de conductivités peuvent être
comparés à celles de la densité
Surveillance des instruments en service
Maîtrise statistique des procédés de mesure :
Le procédé de mesure est considéré comme un
outil de production qui ne fabrique pas des objets
mais des résultats de mesure.
Principe : utilisation d’étalon de surveillance à
intervalle régulier pour assurer une maîtrise
statistique des procédés de mesure.
Surveillance des instruments en service
T SUP
T INF
Un exemple concret d’application
Un exemple concret dUn exemple concret d ’’applicationapplication
���� ACHAT : Cahier des charges, détermination des
exigences
� Précision, portée, documents
d’étalonnage….
� Définition des tolérances exigées (EMT)
� Suivi métrologique d’une balance
Un exemple concret dUn exemple concret d ’’applicationapplication
���� RECEPTION / MISE EN SERVICE : Vérification
conformité (EMT) et étiquetage, ouverture d’une
fiche de vie (dossier matériel), identification par
code de la balance
���� UTILISATION au quotidien
� Suivi métrologique d’une balance
Un exemple concret dUn exemple concret d ’’applicationapplication
� Suivi métrologique d’une balance
���� ETALONNAGE (Sous-traitance)
� Relier les mesures effectuées à une référence nationale ( Comparaison à un étalon)
� Preuves (Constat, fiche de vie, étiquetage)
Un exemple concret d’application
� Suivi métrologique d’une balance
���� VERIFICATION
� Les mesures effectuées entrent-elles toujours
dans mes tolérances ? (La balance est-elle
conforme )
� Si non : Ajustable?
Réparable?
Déclassement?
Mise au rebut
� Preuves (Constat, fiche de vie, étiquetage)
Vérification interne d’une balance de précision
Choix de l’étalon
Suivi de la conformité des masses
Mode opératoire de vérification de la balance Opérations préalables
1. S’assurer que la balance est sous tension depuis plus
de 30 minutes.
2. Un nettoyage minutieux est réalisé avec les outils
appropriés (pinceau, éponge, chiffon...) : carrosserie
extérieure, plaque de blindage, plateau et anneau de
protection après démontage de chaque partie.
3. Utiliser des masses certifiées qui correspondent à la
plage d’utilisation de la balance que l’on veut vérifier et les
laisser se stabiliser dans la pièce où doit être réalisée la
vérification.
Mode opératoire de vérification de la balance Opérations préalables
4. S’assurer, pendant la durée de la vérification, que la
balance est dans de bonnes conditions d’environnement :
absence de courants d’air, de vibrations, de points de
chaleur, stabilité du support, horizontalité (bulle de
réglage).
5. Les masses doivent être manipulées avec précaution au
moyen de gants « précision ».
La vérification comprend 4 tests :
1. Justesse : 6 mesures sont faites pour chaque masse
étalon sans faire le zéro entre les 6 mesures différentes
de la même masse.
Mode opératoire de vérification de la balance Opérations préalables
Instrument de Mesure juste
Un IdM est d'autant plus juste que la valeur moyenne est proche de la valeur vraie.
La vérification comprend 4 tests :
1. Fidélité : 6 mesures sont faites pour chaque masse
étalon en faisant le zéro entre les 6 mesures différentes
de la même masse, et entre les différentes masses
étalons.
Mode opératoire de vérification de la balance Opérations préalables
La fidélité est la qualité d'un appareillage de mesure dont les erreurs sont faibles. L'écart-type est souvent considéré comme l'erreur de fidélité.
Instrument de Mesure fidèle
IdM juste et fidèle
Un appareil précis est à la fois fidèle et juste
La vérification comprend 4 tests :
Linéarité : Réaliser une série de mesures croissante,
puis décroissante au moyen de masses étalons,
sans faire le zéro entre les mesures.
Mode opératoire de vérification de la balance Opérations préalables
Excentration : La masse d’environ 1/3 de la portéemaximum de la balance est utilisée :
� Procéder à la tare de la balance,� Positionner la masse choisie (50 g)au centre du plateau (point 1) et tarerà nouveau la balance, � Réaliser 4 mesures correspondantaux points 2, 3, 4 et 5 du plateaucirculaire sans tarer au centre entre 2 mesures excentrées.
Mode opératoire de vérification de la balance Opérations préalables
Mode opératoire de vérification de la balanceFeuille de calcul
Mode opératoire de vérification de la balanceFeuille de calcul
Mode opératoire de vérification de la balanceFeuille de calcul
Incertitude de mesure
Décision du constat de vérification