ch iii: métrologie des masses - isbst

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1 Institut Supérieure de Biotechnologie de Sidi Thabet Licences BAE et BIOTECH Cours de métrologie appliquée aux sciences biologiques ISBST 2019-2020 Dr Ridha Ghali Cours de métrologie appliquée aux sciences biologiques L2 (Biotech et BAE) 2019-2020 Maitre-assistant, Métrologie et techniques analytiques ISBST Institut supérieur de Biotechnologie de Sidi Thabet 1 1 CH III: Métrologie des masses 2 Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020 Masses et poids -La masse d'un objet mesure la quantité de la matière contenue dans cet objet c'est à dire la masse des particules qui le constitue. - La quantité de matière (la masse) sera la même quel que soit l'endroit où se trouve l'objet. 3 - Le poids mesure, la force d'attraction qu'exerce un astre sur un objet et cette force d'attraction sera d'autant plus grande que cet astre aura une masse élevée. L'unité de poids est le Newton (N). Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

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Institut Supérieure de Biotechnologie de Sidi Thabet Licences BAE et BIOTECH

Cours de métrologie appliquée aux sciences biologiques ISBST 2019-2020

Dr Ridha Ghali

Cours de métrologie appliquée

aux sciences biologiques

L2 (Biotech et BAE) 2019-2020

Maitre-assistant, Métrologie et techniques analytiques

ISBST

Institut supérieur de Biotechnologie de Sidi Thabet

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CH III: Métrologie des

masses

2Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Masses et poids

-La masse d'un objet mesure la quantité de la

matière contenue dans cet objet c'est à dire la

masse des particules qui le constitue.

- La quantité de matière (la masse) sera la même

quel que soit l'endroit où se trouve l'objet.

3

- Le poids mesure, la force d'attraction qu'exerce un astre

sur un objet et cette force d'attraction sera d'autant plus

grande que cet astre aura une masse élevée. L'unité de poids

est le Newton (N).Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

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Mesure de la masse ou pesage

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Le pesage est la détermination de la masse d'un corps.

Le pesage est n'est pas réalisable par mesurage direct. Pour la

déterminer, on réalise l'équilibre d'une force inconnue par une

force connue, ce procédé est utilisé depuis l'antiquité.

800 Av. J.C. : Un bas relief représente

un percepteur avec une balance

500 Av. J.C. : décorations égyptiennes

1670 : Balance Roberval

1700 : Balance de pharmacien

HISTORIQUE

Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Mesure de la masse ou pesage

3 manières pour mesurer une masse:

- Par comparaison à une autre masse ; c'est le principe des

balances mécanique ou roberval.

- Par estimation à partir du poids: on mesure la force

qu'exerce l'objet à peser; Principe du dynamomètre. Exp:

Pèse-personne et balances électroniques.

- Par estimation à partir la perturbation du champ de gravité

qu'elle induit, pour les objets extrêmement lourds.

5Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Déclaration de CGPM de 1901

- Le Terme poids désigne une grandeur d’une

force égale au produit de la masse du corps

par l’accélération de la pesanteur égale à

980.665cm/s2 : P = m . G

- En métrologie légale, le poids est une masse

(étalon) marquée dont la forme, la

constitution, la valeur nominale et l’erreur

tolérée sont réglementées.6Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Page 3: CH III: Métrologie des masses - ISBST

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Poids apparent et masse apparent

• Les pesées sont généralement effectuées dans

l’aire (de masse volumique: ρa), on pèse alors une

force: Pap ou poids apparente résultant de des deus

forces; le poids (m.g) et la poussée d’Archimed (un

corps plongé dans un fluide subit une force verticale

dirigé vers le haut égale au poids de fluide déplacé)

P ap = m . g – ρa . Vm . g avec: Vm = m/ρm

D’ou P ap = m . (1- ρa/ ρm) . g

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Nécessité de tenir compte de masses volumiques de l’objet à pesé

(massé étalon en cas de vérification et étalonnage) et de l’air.

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Volume de la masse

Masse volumiqueKg/m3

4721500Platine iridié1188400Laiton1258000Acier inoxydable

8Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Masse conventionnelle «C’est la valeur conventionnelle du résultat de la pesée

dans l’air conformément à la recommandation OIML R33»

Pour un poids pris à 20°C, la masse conventionnelle est

celle d’un étalon, de masse volumique de 8000 kg/m3 à 20°C,

dans un air de masse volumique de 1,2 kg m-3 à cette même

température.

9

Toute changement des ces facteur doit être tenir en

compte et corrigée.

Variation de la Valeur de « G » entraine une variation de

poids du même objet de 0,5% entre le pôle et l'équateur.

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Page 4: CH III: Métrologie des masses - ISBST

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Instruments de Pesage • Instruments de mesure servant à déterminer la masse d'un

corps en utilisant l'action de la pesanteur sur ce corps.

• Ces instruments peuvent, en outre, servir à déterminer

d'autres grandeurs: Le nombre des pièces, la masse

volumique …

• Suivant la nature de leur fonctionnement, les instruments

de pesage sont classés en instruments à fonctionnement non

automatique et en instruments à fonctionnement

automatique.10Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Instruments de Pesage

1- Instrument de Pesage à Fonctionnement NonAutomatique (IPFNA): Instrument de Pesage nécessitantl'intervention d'un opérateur, appelé couramment«balance».

2- Instrument de Pesage à Fonctionnement Automatique(IPFA): Instrument qui détermine la masse d'un produitsans l'intervention d'un opérateur et selon un programmedéterminé de processus automatiques caractéristiques del'instrument.

11Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Instrument gradué: Instrument permettant la lecture directe du

résultat de la pesée, comme les balances à indication numérique.

Instrument non gradué: Instrument ne comportant pas d’échelle

chiffrée en unités de masse, comme les balances de Roberval.

Instrument à équilibre automatique: Instrument pour lequel la

position d’équilibre est atteinte sans intervention de l’opérateur.

Instrument à équilibre non automatique: Instrument pour lequel la

position d’équilibre est atteinte entièrement par l’opérateur.

Instrument électronique: Instrument équipé de dispositifs

électroniques.12

Types des IPFNA

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Les Instruments de Pesage à

Fonctionnement Non Automatique:

BALANCES ELECTRONIQUES

Référence des cours: La RECOMMANDATION 

INTERNATIONALE OIML R 76‐1 de l’OIML

13Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Modules d’une balance

14

• Une Balance comporte 3 modules essentiels: Le capteur: un

capteur de forces, le module de transduction des signaux et

un module de visualisation (écran électronique)

Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Types des balances électronique selon leurs sensibilité/capacité

• Selon la plus petite masse qu'elles peuvent mesurer, les

balances électroniques sont classées en fonction de la plus

petite division et de la capacité typique :

• Balances analytiques :

– Ultramicroanalytiques (0,1 μg / 3 g)

– Microanalytiques (0,001 mg / 3 g)

– Semimicroanalytiques (0,01 mg / 30 g)

– Macroanalytiques (0,1 mg / 160 g)

• Balances de Précision (1 mg / 160 g - 60 kg)15Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Page 6: CH III: Métrologie des masses - ISBST

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Caractéristiques métrologiques d’une balance

o Portée maximale (Max):

Capacité maximale de pesage,

compte non tenu de la

capacité additive de tare.

16

o Portée minimale (Min): Valeur de la charge en dessous de

laquelle les résultats des pesées peuvent être entachés

d'une erreur relative trop importante.

o Étendue de pesage: Intervalle compris entre la portée

minimale et la portée maximale.Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Caractéristiques métrologiques des IPFNA

17

• Échelon réel (d): Valeur exprimée en unités de masse est

estimé a partir de:

- La différence entre les valeurs correspondant à deux repères

consécutifs, pour une indication analogique, ou

- de la différence entre deux indications consécutives, pour une

indication numérique. Souvent appelé résolution de lecture".

Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

•Nombre d'échelons e : Quotient de la portée maximale par

l'échelon de vérification:

Caractéristiques métrologiques des IPFNA

• Échelon de vérification (e): Valeur exprimée en unité de

masse utilisée pour la classification et la vérification d'un

instrument: calculé à partir de valeur de « d » : e = k * d :

Généralement: d < e < 10 d: le coefficient est souvent donné

par le constructeur.

18Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

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Qualités métrologiques des instruments

o Sensibilité: Pour une valeur donnée de la masse mesurée,

quotient de la variation de la variable observée, par la

variation correspondante de la masse mesurée, m.

o Fidélité: Aptitude d’un instrument à fournir des résultats

très voisins pour une même charge déposée plusieurs fois

et d’une manière pratiquement identique.

19Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Qualités métrologiques des instruments

o Durabilité: Aptitude d’un instrument à conserver

inchangées les performances correspondant à ses

caractéristiques pendant un certain temps d’utilisation.

o Temps de chauffage: Intervalle de temps compris entre

le moment où l’instrument est mis sous tension et le

moment où il peut satisfaire aux exigences d’utilisation.

20Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Erreurs d’une balance

• La balance peut être le siège de plusieurs Types

d’erreurs:

• Erreur (d’indication): Indication d’un instrument moins la

valeur (conventionnellement) vraie de la masse.

• Erreur intrinsèque: Erreur d’un instrument utilisé dans les

conditions de référence.

• Erreur intrinsèque initiale: Erreur Intrinsèque d’un

instrument telle qu’elle est déterminée avant les essais de

performance.21Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Page 8: CH III: Métrologie des masses - ISBST

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Erreurs d’une balance

• Erreur maximale tolérée « emt »: Valeur maximale de

la différence, en plus ou en moins, autorisée par la

réglementation, entre l’indication d’un instrument et la

valeur vraie correspondante, déterminée par référence

à des masses ou poids étalons, l’instrument étant

préalablement à zéro à charge nulle et en position de

référence.

22Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Exemple d’erreur d’une balance:

• La sensibilité de la balance dépend de la température.

• Le degré de dépendance est déterminé par l'écart réversible

de la valeur de mesure sous l'influence d'une variation de la

température ambiante. Il est indiqué par le coefficient de

température de la sensibilité (TC) et correspond à l'écart

en % de la masse affiché par degré Celsius.

• Ex: TC = 0.0001 %/°C: pour une variation de température de

1 degré Celsius, la sensibilité change de 0.0001 %.

23

Effet de variation de la température ambiante

Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

• Le coefficient de température peut être calculé comme suit:

-ΔS est la variation de la sensibilité; égale à la variation du

résultat ΔR divisée par la charge pesée m après tarage.

- ΔT est la variation de température.

• Avec ces indications, l'écart du résultat de mesure peut être

calculé par conversion pour une variation de température

déterminée. Pour la valeur affichée, on obtient alors:

24

Effet de variation de la température ambiante

Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Page 9: CH III: Métrologie des masses - ISBST

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• Si sur la balance d'analyse vous pesez une charge (pesée) de

100 g, et si depuis le dernier réglage, la température

ambiante dans le laboratoire a changé de 5 °C, l'erreur dans

le résultat de pesage ΔR (avec le coefficient de température

de la XP de 0.0001 %/°C) peut, dans le cas le plus

défavorable, s'élever à:

• Si par contre, la charge n'est que de 100 mg, donc 1000 fois

moins, l'écart maximal est alors aussi plus petit. Il ne serait

alors que de 0.5 μg.25

Effet de variation de la température ambiante

Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Erreur maximale tolérée (EMT)

• Fournit par le fournisseur de balance• Donnée par des tableaux et des normes: EN 45501.• C’est l’élément a vérifier lors de la vérification• Calculée lors de l’étalonnage• Permet de classer les balances.

26

Erreur maximale tolérée (EMT) Norme NFX07-001):

E.M.T.: c’est l’écart maximum toléré entre la valeur de la

masse conventionnelle appliquée sur le plateau et la valeur

lue. Selon la charge appliquée sur le plateau, l’E.M.T. prend

une valeur égale à un multiple de l’échelon de vérification.

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Erreur maximale tolérée (EMT)

27

Les erreurs maximales tolérées sur les IPFNA sont

exprimées: Soit en valeur(s) de l'échelon de vérification pour

des étendues de mesure exprimées également en échelon de

vérification, soit en valeur relative de la charge mesurée.

En fonction de sa classe, l’EMT de la balance est

variable sur la totalité de sa capacité de pesage, elle

est repartie en tunnels. Donc l’EMT est calculé selon la masse m pesée (masse

étalon de vérification). Exemple pour une balance de

classe I) (ISO 45501).Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Page 10: CH III: Métrologie des masses - ISBST

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Classes de précision des balances

• Les balances sont classées selon leur capacité maximale de

pesage et selon la valeur de leurs échelon ‘e’ et leur EMT.

4 classes métrologiques sont ainsi définies pour les balances:

Spéciale, Fine, Moyenne et Ordinaire notées respectivement:

I, II, III et IV selon: les valeurs de ‘e’, Max et Min.

28

Classes métrologiques des balances selon la Norme EN 45501

Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Classes de précision de Balances

Les classes de précision spéciale et fine sont réservées plus

particulièrement à des mesures en laboratoire et souvent de

faible portée.

29

Les instruments de pesage destinés à des transactions

commerciales, doivent obligatoirement être de la classe de

précision moyenne.

La répartition des instruments de pesage, en classe de

précision, est basé sur la valeur de l'échelon et sur le

nombre d'échelons de l'instrument et leur « EMT ».

Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

30

En effectuant la vérification d’une balance avec des

masses étalon ‘m’, les erreurs calculées (mesure – m vrais)

seront comparées par rapport à l’EMT de la balance à

cette charge « m ».

L’EMT de la balance est déterminée à partir des tunnels

de EMT selon la classe de la Balance et la masse pesée.

Classes de précision de Balances et EMT correspondantes

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Page 11: CH III: Métrologie des masses - ISBST

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Tunnels des EMT pour une Balance

31

0 et 500 e, l'EMT = +- 0.5 e

501 et 2000 e, l'EMT = +- 1 e

2001 et 3000 e, l'EMT = +- 1,5 e

Exemple : Pour une balance de Max = 600 g, e= 0,01 g…..

Le nombre de « e » = 22000.

pour une masse m de 20g, m = 20/0,01= 2000: EMT=+- 1 e = 0,01 g.

pour une masse m de 550g, m = 550/0,01= 55000: EMT=+- 2 e = 0,02 g.

La classe III impose que pour une masse comprise

entre

Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Pour une prise d’essai de 1,2 g (poids net) déposée dans un

creuset taré de 150 g (tare): l’EMT applicable est de:

- ± 0,3 mg (étendue 1) si le creuset est taré (mise à zéro)

- ± 0,9 mg (étendue 3) si le creuset n’est pas taré32

Application de l’EMT au poids net/brut

Conformément à la norme EN45501 et à la recommandation

OIML R76, les EMT s’appliquent au poids net et brut pour

toute valeur possible de tare: Poids net= Poids - Tare.

- étendue 1 : de 0 à 15 g ± 0,3 mg,- étendue 2 : de 15 g à 60 g ± 0,6 mg,- étendue 3 : de 60 g à 210 g ± 0,9 mg.

Exemple:Une balance à 3 étendues:

Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Masses Etalons

33Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Page 12: CH III: Métrologie des masses - ISBST

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Cours de métrologie appliquée aux sciences biologiques ISBST 2019-2020

Unité de Masse: le Kg

Étalon national du kilogramme:

Bloc cylindrique d’alliage de platine

(90%) et d'iridium (10%) de

39,17 mm de diamètre et

39,17 mm de haut déclaré unité SI

de masse depuis 1889 par le BIPM.

34

Même si le l’étalon matérialisé de kilogramme est abrité

dans des conditions contrôlées au BIPM, sa masse peut

dériver légèrement au fil des ans.Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Définitions physiques

Le kilogramme est la masse qui subirait une accélération

de précisément 2×10-7 m/s lorsqu’elle est soumise à la

force par mètre entre deux conducteurs parallèles, dans

le vide, et à travers desquels passe un courant électrique

constant d’exactement 624 150 962 915 265×1018 charges

élémentaires par seconde. »

Le kilogramme vaut exactement la masse de :

5,018451491671326975321×1025 atomes de carbone 12.

35Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Matériaux de fabrication: La fonte, le cuivre, le laiton sont

les métaux les plus fréquemment employés.

36

Masses Etalons

Différentes

Formes:

- Les poids en fonte ont une forme de pyramide

tronquée quadrangulaire ou hexagonale.

- Les poids en cuivre sont cylindriques et

surmontés d'un bouton pour les saisir.

- Les divisions du gramme sont de petites

lamelles, généralement en aluminium.Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Page 13: CH III: Métrologie des masses - ISBST

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Cours de métrologie appliquée aux sciences biologiques ISBST 2019-2020

Classes des masses étalons

E1: classe la plus haute. Ce sont les poids étalons, utilisés

surtout par les instituts de la métrologie. Ils assurent la

traçabilité entre les étalons de masse nationaux et

servent pour la vérification des poids de classe E2 et

inférieures.

E2: classe des poids de calibrage les plus précis, adaptés

aux balances d’analyse haute résolution (I). Ils servent

aussi pour la vérification des poids F1.37Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

F1: poids de calibrage pour les balances d’analyse (I) et

pour la vérification des poids F2.

F2: poids de calibrage pour les balances de très haute

précision (II) et pour la vérification des poids M1 et M2.

M1: poids de précision utilisés pour des balances de

précision (II) et pour la vérification des poids M2.

M2: poids de calibrage pour les balances de classe (III) et

pour la vérification des poids M3.M3: poids commerciaux pour les balances de classe (III) et (IV).

38

Classes des masses étalons

Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

EMT des masses Etalon

• Chaque masse étalon à un EMT selon sa classe de précision

(E1, E2 F1 F2 M1 M2)

• La valeur Nominal de masse étalon est sa masse

théorique Exp: 1 g

• La valeur conventionnelle de la masse étalon est la valeur

de pesé à l’aire (de masse volumique de 1,2 kg m-3 et à

20°c) indiquée généralement sur sont certificat

d’étalonnage: Exp pour un masse nominale de 1 g, la masse

conventionnelle est 1.0001 g.39

Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Page 14: CH III: Métrologie des masses - ISBST

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EMT des Masses Etalon

40

Valeurs des EMT fixé par la recommandation R 111 de l'OIML

Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Application

41

Masse Nominale (g) Masse mesurée (g)

1 10 9.999150

2 50 50.001080

3 100 99.89999

Classer les masses suivantes selon leurs classes deprécision :

Erreur (g) Erreur (mg) Classe métrologique1 0.00085 0.85 M12 -0.00108 -1.08 M13

0.10001 100.01Masse non classée ou une classe plus faible que M2

Correction:

Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Comment choisir la classe d'une masse étalon ?

• Le choix de la classe d'une masse étalon dépend de l'usage

que l'on veut en faire et surtout des niveaux espérés ou

recherchés des incertitudes de mesure.

Exemple: j'ai besoin d'une masse pour étalonner une balance qui

utilisée pour peser des objets de 1 kg avec une tolérance de 10 g.

Il faut une masse étalon de 1 kg.

Quelle classe choisir ?: une masse étalon de classe M3 sera

suffisante, elle apportera une EMT de 0,5 g (donc < à 10g)

Il faut cependant vérifier que le rapport entre tolérances et

incertitude sur le processus de mesure reste suffisant (> à 3ou 4).42Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Page 15: CH III: Métrologie des masses - ISBST

15

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Cours de métrologie appliquée aux sciences biologiques ISBST 2019-2020

Choix des Masses étalons pour une vérification métrologique

• La Qualité de la masse de contrôle: une balance ne peut

jamais être plus précise que le poids utilisé pour son

ajustage

• La précision de la masse de contrôle: celle-ci doit

correspondre environ à la lecture d (l'échelon de lecture)

de la balance, en étant de préférence plus précise que ‘d’.

erreur ou EMT masse ≤ d balance

E = 1, 2, 3 ou 10 * d

Donc: erreur ou EMT masse ≤ e balance43Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

• l’emt d’un poids doit être trois fois plus petite que

celle de la balance à vérifier à la charge considérée.

44

EMT de la masse ≤ 1/3 EMT de la balance

- « L’EMT » de la balance est calculée a partir de la valeur

de «e» selon le principe proposé dans la norme EN45501 et la

recommandation OIML R76 et conformément a cet tableau:

m représente la

charge déposée

sur le plateau.

Choix des Masses étalons pour une vérification métrologique

Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Classe de la balance/masse étalon

45Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Page 16: CH III: Métrologie des masses - ISBST

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Cours de métrologie appliquée aux sciences biologiques ISBST 2019-2020

Les guides de l’association française des sciences et des

technologies pharmaceutiques SFSTP

Protocoles suivie en métrologie légale et à la norme

EN45501, le guide Afnor FDX07-017-1 et la

recommandation OIML R76.

Confirmation métrologique des instruments de pesage

Protocoles standardisées décrites dans:

Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020 46

Intérêt de l’étalonnage

- Comparer la valeur de la grandeur indiquée par la balance

et la valeur correspondante de masses étalons et donc

déterminer les erreurs d’indications de l’instrument de

pesage et les incertitudes associées.

47

Intérêt de la vérification

- S’assurer que les écarts entre les valeurs indiquées par un

appareil et les valeurs connues correspondantes d’une

grandeur mesurée sont tous inférieurs aux erreurs

maximales tolérées (EMT).

Confirmation métrologique des instruments de pesage

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Vérification métrologique d’une balance

La confirmation métrologique des balances consiste à

s’assurer que Erreurs < à EMT de la balance .

Ce contrôle se décline en

plusieurs tests

métrologiques (justesse,

fidélité, excentration)

La conformité était déclarée si

chaque résultat individuel montre

une erreur inférieure à l’EMT.

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Page 17: CH III: Métrologie des masses - ISBST

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Les tests de la vérification métrologique d’une balance

JUSTESSE:JUSTESSE:C’est l’aptitude d’une balance à fournir des résultats concordants entre

les valeurs lues sur la balance et les valeurs vraies des poids étalons.

FIDELITEFIDELITEC’est l’aptitude d’une balance à fournir des résultats concordants entre

eux, pour une même masse étalon déposée plusieurs fois sur le plateau.

EXCENTRATIONEXCENTRATION

C’est l’aptitude d’une balance à fournir des résultats concordants, entre

la valeur lue et la valeur vraie du poids étalon, en modifiant sa position

sur le plateau.

FLUAGEFLUAGEC’est l’aptitude d’une balance à fournir des résultats concordants entre

eux dans le temps, pour une même masse étalon posée sur le plateau.

MOBILITEMOBILITEC’est l’aptitude d'une balance à répondre à une petite charge. Le seuil

(de mobilité) est la plus petite variation de charge qui provoque un

changement d’affichage d'une balance.

49Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Essais de Fidélité ou de la répétabilité

• Tester la Fidélité: une même charge est pesée plusieurs fois et d’une

manière identique et dans des conditions d’essais constantes.

50

• Les valeurs nominales des poids étalons utilisés: Max et Max/2 sur six

(6) pesées consécutives: 6 valeurs lues après stabilisation de la balance.

- Les mesures sont réalisés dans les mêmes condition de répétabilité:

même emplacement sur le plateau, même et courte durée d’application

et sans interruption et pendant

L’erreur de fidélité est l’écart entre le plus grand et le plus petit

résultat obtenus au cours des pesées de la charge. L’écart ne doit pas

être supérieur à la valeur absolue de l’emt à la charge déposée sur le

plateau.

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Essai de la justesse

• Tester la Justesse: peser un étalon et calculer la différence

entre l’indication de la balance et la valeur vraie de l’étalon.

51

• Les poids étalons utilisés doivent êtres réparties sur

l’étendue de mesures : Min, Max/4, Max/2, 3/4 Max et Max.

• Essais peut être effectué: en charges croissantes, en

charges décroissantes ou en charges croissantes et

décroissantes. L’erreur de justesse est la différence entre la valeur indiquée

par la balance et la valeur vraie du poids étalon. L’erreur ne doit

pas être supérieure à l’emt pour chaque charge.Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

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Essai d’excentration

52

Le plateau est décomposé en quatre parties égales, la charge est

appliquée au centre des quatre zones définies. À chaque charge, les

mesures ont lieu dans une courte période de temps et sans interruption.

L’excentration est l’aptitude de la balance à fournir des

résultats concordant entre la valeur lue et la valeur vraie,

en modifiant le point d’application d’une même charge.

Les valeurs des charges sont choisies de manière à réaliser l’essai aux

alentours du tiers de la portée max.

L’erreur est la différence entre la valeur indiquée par la balance et la

valeur vraie du poids étalon. L’erreur ne doit pas être supérieure à l’emt

de la charge déposée sur le plateau.Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

TRACABILITE: Les DOCUMENTS

Mode opératoire

Fiches de vie

Procès verbal de la vérification

Attestation de raccordement

des masses de travail

Inventaire des balances

Fiche d’anomalies53

Les

Documents à

élaborer

Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020 53

PROCES VERBAL de VERIFICATION

54Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020 54

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Application 2

Question:

• Laquelle de ces masses

étalons servira pour la

vérification de balance B1?

- Balance : Max 210 g,

d = 0,0001 g- Masses 50 g classe F1

50 g classe E250 g classe F2

55

Réponse:

- M 50 g E2 : emt= 0.1 mg

50 g F1 : emt= 0.3 mg

50 g F2 : emt= 1.0 mg

Donc seul la masse de classe

E2 convient à la vérification

de la balance B1 puisque il a

une EMT inferieur au d de la

balance.

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Bonnes pratiques de laboratoire pour une bonne pesage

Pour l’opération de pesage, ces BPL consistent à identifier

tous les paramètres propres à une pesée :

– type et numéro de la balance

– date et heure de la pesée et identité de l’opérateur

– identification du projet (substances à peser, dans quel

cadre ?)

– ajustage et calibrage de la balance

– résultats de pesée : établissement et conservation des

documents.56Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

Maintenance preventive des balances

Afin d’assurer les performances optimales d’une balance,

celle-ci doit être utilisée selon les instructions du

fabricant:

- Placer la balance sur un support solide bien horizontal

- Eviter les lieux humides, la chaleur, les courants d’air

et se placer loin de toute vibrations.

- Ne pas surcharger la balance en dehors de sa portée

maximale et garder le plateau libre en fin de pesée et en

cas de non utilisation.57Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST AU: 2019/2020

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- Nettoyer la balance à la fin de chaque pesée

- Ne pas peser des produits corrosifs directement sur le

plateau.

- Vérifier mensuellement l’exactitude de la balance avec

des poids d’ajustage conformes

- Tester la linéarité de la balance par des poids de

contrôle de 25, 50, 75 et 100% de la portée maximale.

- Maîtriser l’équipement de contrôle pour garantir la

précision, la fiabilité et le bon fonctionnement.58

Maintenance preventive des balances

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• Protection contre les flux d’air :

- instabilité des mesurages et non reproductibilité

- Cages

- Hôte à flux laminaire

Vibrations :

- instabilité des mesurages et non reproductibilité

amortisseurs ou tables anti-vibrations

59

Maintenance preventive des balances

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Merci

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