Généralités de La Métrologie - Chapitre I - PDF

Chapitre I 24/01/2021 1  La métrologie Il faut tout mesurer et rendre mesurable ce qui ne l’est pas encore Galilée La science commence la où commence la mesure. D.Mendelev Si vous pouvez mesurer ce dont vous parlez, et l'exprimer par un nombre, a...

Chapitre I 24/01/2021 1  La métrologie Il faut tout mesurer et rendre mesurable ce qui ne l’est pas encore Galilée La science commence la où commence la mesure. D.Mendelev Si vous pouvez mesurer ce dont vous parlez, et l'exprimer par un nombre, alors vous connaissez quelque chose de votre sujet. Si vous ne le pouvez, votre connaissance est d'une bien pauvre espèce et bien incertaine. Lord Kelvin Une mesure exacte vaut l'avis d'un millier d'experts. Rear Admiral Grace Murray Hopper Suite au décret du 25 janvier 2005, la responsabilité de la métrologie française a été confiée au LNE (Laboratoire national de métrologie et d’essais) 24/01/2021 2  La métrologie La société s'appuie sur une infrastructure complexe de services, de produits, de flux et de réseaux. La métrologie constitue une partie de cette infrastructure. Les mesures ne peuvent être fiables que si elles se situent dans une définition et un contrôle des règles communes et acceptées. La métrologie, science de la mesure associée à l ’évaluation de son incertitude a été conçue comme une sorte de langage universel. La métrologie, science transversale, est nécessaire à toutes les autres sciences. Ses champs d ’ application sont extrêmement vaste, mais on vas se limiter qu’à la Génie Mécanique et plus particulièrement à la construction mécanique et structures et à l’énergétique. 24/01/2021 3  Introduction But de la métrologie : Etablir un système clair, facile à mettre en œuvre pour améliorer la qualité des données analytique et des produits par les différentes industries dans un paye ou dans le monde et cela pour le bien être du consommateur. Les aspects de base de la métrologie : Traçabilité; Etalonnage; Validation des mesures; Prise en compte des besoin des utilisateurs (consommateur); Mise en place d’un système organisé garantissant : L’information est exprimée dans unité SI (Système International) Les résultats sont comparables dans le temps et entre laboratoires Les données sont fournies avec intervalles de confiance ou incertitudes 24/01/2021 4  Utilisateurs Les applications que peut assurer la métrologie à ses besions sont regroupés dans deux grands axes. 1. Activité industrielle : La métrologie doit s ’ adapter aux contraintes industrielles BPL, ISO 9000,… et être réactive vis- à-vis des modifications des critères commerciaux et légaux; 2. Laboratoires d’essais (labo de contrôle et d’analyse et labo de recherches) : comparaisons inter-laboratoires = reproductibilité et Adaptation rapides aux besoins spécifiques Unités de référence Le système SI : système est en perpétuelle évolution (1799 (M,K) - 1889 (MKS) – 1946 (MKSA) -1954 (ACK) – 1971 (mol) Mètre [m] Longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant 1/299 792 458 de seconde. Kilogramme [kg] Masse du prototype en platine iridié qui a été sanctionné par la Conférence Générale des Poids et Mesures tenue à Paris en 1889 et qui est déposé au Bureau International des Poids et Mesures. 24/01/2021 5  Unités de référence Seconde [s] Durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium 133. Ampère [A] Intensité d'un courant électrique constant qui est maintenu dans deux conducteurs parallèles, rectilignes, de longueur infinie, de section circulaire négligeable et placés à une distance de 1 mètre l'un de l'autre dans le vide, produirait entre ces conducteurs une force de 2.10-7 newton par mètre de longueur. Kelvin [K] Le kelvin, unité de température thermodynamique, est la fraction 1/273,16 de la température thermodynamique du point triple de l'eau. Candela [cd] 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 1/683 watt par stéradian. Mole [mol] Quantité de matière d'un système contenant autant d'entités élémentaires qu'il y a d'atomes dans 0,012 kilogramme de carbone 12. 24/01/2021 6  Traçabilité Propriété d’un résultat d’un mesurage ou d’un étalon tel qu’il puisse être relié à des références déterminées par l’intermédiaire d’une chaîne ininterrompue de comparaisons ayant toutes des incertitudes déterminées. Traçabilité des étalons, de l’équipement de mesure, du processus de mesure, de l’échantillon = traçabilité du résultat Evolution des mentalités Justesse → Traçabilité Précision → Incertitude Méthodes normalisées → Méthodes trassables Accent sur la méthode→ Accent sur la qualité des résultats Peu d’intérêt pour la qualité→ Système de qualité Peu d’attention pour les autres laboratoires→ Comparaisons et harmonisation 24/01/2021 7 24/01/2021 8 Assurance qualité Qualité = ensemble des propriétés et caractéristiques d’un produit ou service qui lui confère l’aptitude à satisfaire les besoins explicites ou implicites d’un client (AFNOR NF X50- 109) Contrôle de qualité = techniques opérationnelles et activités mises en œuvre pour répondre aux besoin de qualité Assurance de qualité = Actions planifiées et systématiques pour s’assurer qu’un produit ou un service satisfera à des conditions données de qualité. Le « client » définit ses besoins 24/01/2021 9  Chaînes de qualité Conservation Méthodes d’analyse Validation Étalonnage Analyses Échantillons Traitement Mesures Résultats des données Prélèvement Perte d’informations Précisions 24/01/2021 10 Objectif de la métrologie Les mesures entreprise par programmes nationaux ou internationaux en soutien avec différents domaines: Les domaines de la Métrologie : II.1. Métrologie scientifique ou fondamentale : La métrologie scientifique est la partie de la métrologie qui est chargée de définir les unités de mesure, de les réaliser, de les conserver et de les répandre (étalons nationaux ou internationaux). 24/01/2021 11 II.2. Métrologie industrielle et légale : Métrologie légale et métrologie industrielle ont les mêmes exigences de traçabilité métrologique. C’est-à-dire que la mesure doit être défini et maitrisé. La métrologie industrielle, quant à elle, est chargée de transférer les unités de mesure vers les utilisateurs finaux que sont les industriels, les commerçants, les artisans et, en gros, tous ceux qui utilisent des instruments de mesure (comme les écoliers avec leurs règles, rapporteurs, …). Le transfert des unités de mesure se fait grâce à l'étalonnage. Ce domaine est l'interface entre les laboratoires nationaux de métrologie et le citoyen. Ses acteurs sont les laboratoires d'étalonnage accrédités. 24/01/2021 12 II.3. Métrologie légale : La métrologie légale est la « partie de la métrologie se rapportant aux activités qui résultent des exigences réglementaires et qui s'appliquent aux mesurages, aux unités de mesure, aux instruments de mesure et aux méthodes de mesure et sont effectuées par des organismes compétents » Ce sont, par exemple: les mesures effectuées dans le cadre de transactions commerciales (mesure du volume de carburant que vous achetez dans une station service, mesure des quantité de produits pré- emballés, mesure de quantité de fruits et légumes, pesage des lettres et colis, mesure de l'énergie électrique consommée par une habitation…), les mesures effectuées pour définir le prix d'une taxe ou l'importance d'une sanction (Cinémométries — les fameux radars automobile —, éthylomètres…), 24/01/2021 13  les mesures des rejets de polluants (analyseur de gaz d'échappement de véhicule automobile…), les mesures liées à la santé (lit pèse-malade…). La métrologie légale inclut quatre activités principales : i. l'établissement des exigences légales ; ii. le contrôle / l'évaluation de la conformité de produits réglementés ; iii. la supervision des produits régle + menés; iv. la mise en place des infrastructures nécessaires à la traçabilité des mesures réglementées et des instruments de mesure. 24/01/2021 14 III. Acteurs de la métrologie (ou Infrastructures métrologique) : Historique de la métrologie : 1795 : Instauration du système métrique en France; 1875 : Création du BIPM : convention du mètre; 1955 : Création de l’OIML (métrologie légale); 1960 : Création du système international (SI); 1969 : Création du BNM (coordonner et animer la métrologie, agréer et habiliter les laboratoires d’étalonnage); 1994 : Création du GIP BNM (groupement d’intérêt public chargé de la politique nationale en métrologie; 1994 : Création du COFRAC (comité français pour l’accréditation, en particulier des laboratoires d’étalonnage et d’essais); 2002 : Collège Français de métrologie (forum national d’échanges techniques en métrologie); 2005 : LNME (Laboratoire National de Métrologie et d’Essais) reprend aux missions du BNM. 24/01/2021 15 Au niveau international : Le Bureau international des poids et mesures (BIPM) (France), créé par le traité diplomatique de la Convention du Mètre. Il y a 54 États- membres du BIPM et 31 Associés à la Conférence générale des poids et mesures (au 14 décembre 2010). Organisme de normalisation : L’ISO, qui fédère les organismes nationaux de normalisation. L'ISO comporte 164 membres. Il y a trois différentes catégories de membres : 1. le comité membre de l'ISO : l'organisme national « le plus représentatif de la normalisation dans son pays » ; 2. le membre correspondant pour les pays qui n'ont pas encore d'organisme national représentatif ; 3. le membre abonné pour les pays dont l'économie est limitée. 24/01/2021 16 Au niveau national (Infrastructure Algérienne) : L’Office National de Métrologie Légale, l’ONML est un organisme public à caractère administratif (EPA) situé à Kouba – Alger (Algérie), relevant du Ministère de l’industrie, doté de l’autonomie financière et créé en 1986 par décret n° 86- 250 du 30 septembre 1986. Missions :  Sauvegarde de la garantie publique, et protection de l’économie nationale sur le plan des échanges nationaux et internationaux.  Elaboration de la réglementation technique.  Acquisition et conservation des étalons nationaux.  Développement et promotion de la métrologie. 24/01/2021 17 Accréditation : Organisme d’accréditation : ALGERAC est l’organisme chargé d’accréditation en Algérie ; il a été créé en décembre 2005. Laboratoires accrédités / Laboratoire National de l'Habitat et de la Construction (LNHC), situé à Hussein Dey – Alger (Algérie). Métrologie légale Loi n°90-18 du 31 Juillet 1990 relative au système national légal de métrologie. Décrets exécutifs relatifs : au système national de mesure aux contrôles et aux vérifications de la conformité des instruments de mesure 24/01/2021 18