FAQ du CFM

Pour avoir confiance dans les résultats de mesures, il a fallu construire un système de références simple et admis par tous, permettant d’identifier l’ensemble des grandeurs. Les sept unités de base du système international d’unités (SI) permettent d’identifier toutes les grandeurs. Ces unités ont des règles d’unités strictes autant dans l’écriture de l’unité que du symbole. Tous les noms des unités s’écrivent en tout en minuscule. En ce qui concerne le symbole, c’est différent. Si l’unité a le nom de son créateur alors le symbole sera en majuscule, si non, le symbole sera en minuscule, comme le montre le tableau ci-dessous des 7 unités de base du SI. Si l’on utilise un préfixe de multiple ou sous-multiple, celui-ci fait partie de l’unité et précède le symbole de l’unité, sans espace entre le symbole du préfixe et le symbole de l’unité. Un préfixe n’est jamais utilisé seul et l’on n’utilise jamais de préfixe composé. Les symboles d’unités sont des entités mathématiques et non des abréviations. Par conséquent, ils ne doivent pas être suivis d’un point, sauf s’ils se trouvent placés à la fin d’une phrase. Ils restent invariables au pluriel.

Depuis son établissement en 1960 par une résolution adoptée par la Conférence générale des poids et mesures (CGPM) à sa 11e réunion, le Système international d’unités (SI) est utilisé dans le monde entier comme le système préféré d’unités et comme le langage fondamental de la science, de la technologie, de l’industrie et du commerce. Les définitions officielles de toutes les unités de base du SI sont approuvées par la Conférence générale. Ces définitions sont modifiées de temps à autre pour suivre l’évolution des sciences. Une nouvelle révision a été réalisée en 2018.

Dans la révision 2018 du SI, les définitions de quatre des unités de base du SI - le kilogramme, l'ampère, le kelvin et la mole - ont été modifiées. Leurs nouvelles définitions sont basées sur des valeurs numériques fixes de la constante de Planck (h), de la charge élémentaire (e), de la constante de Boltzmann (k) et de la constante d'Avogadro (NA), respectivement.
De plus, les définitions des sept unités de base du SI sont maintenant exprimées uniformément en utilisant la formulation des constantes explicites. 

La CGPM a adopté une nouvelle manière de formuler les définitions des unités en général. Pour la première fois, nous disposons d’un ensemble complet de définitions dont aucune ne fait référence à des étalons physiques, des propriétés matérielles ou des descriptions de mesure. Les changements apportés au SI permettent de réaliser l’ensemble des unités à un niveau d’exactitude qui n’est finalement limité que par la structure quantique de la nature et nos aptitudes techniques mais non par les définitions elles-mêmes. L’unité étant réalisable en tout lieu à un niveau d’exactitude croissant à mesure que les technologies progressent. Ainsi, cette révision du SI constitue une avancée historique fondamentale.

Les sept constantes définissant le SI ont été choisies de sorte que toute unité du SI puisse être exprimée à partir de l’une de ces sept constantes ou à partir de produits ou rapports de ces constantes.

Le Système international d’unités, le SI, est le système d’unités selon lequel :

• la fréquence de la transition hyperfine de l’état fondamental de l’atome de césium 133 non perturbé, ∆νCs, est égale à 9 192 631 770 Hz,
• la vitesse de la lumière dans le vide, c, est égale à 299 792 458 m/s,
• la constante de Planck, h, est égale à 6,626 070 15 × 10−34 J s,
• la charge élémentaire, e, est égale à 1,602 176 634 × 10−19 C,
• la constante de Boltzmann, k, est égale à 1,380 649 × 10−23 J/K,
• la constante d’Avogadro, NA, est égale à 6,022 140 76 × 1023 mol−1,
• l’efficacité lumineuse d’un rayonnement monochromatique de fréquence 540 × 1012 Hz, Kcd, est égale à 683 lm/W,

Le Système international d’unités où les unités hertz, joule, coulomb, lumen et watt, qui ont respectivement pour symbole Hz, J, C, lm et W, sont reliées aux unités seconde, mètre, kilogramme, ampère, kelvin, mole et candela, qui ont respectivement pour symbole s, m, kg, A, K, mol et cd, selon les relations Hz = s–1 , J = kg m2 s–2 , C = A s, lm = cd m2 m–2 = cd sr, et W = kg m2 s–3 . La valeur numérique de chacune des sept constantes définissant le SI n’a pas d’incertitude.

Le Bureau international des poids et mesures (BIPM) a été créé par la Convention du Mètre signée à Paris le 20 mai 1875 par dix-sept États.  Il a pour mission d’assurer l’unification mondiale des mesure, notamment en coordonnant le système mondial de mesure et en garantissant la comparabilité et la reconnaissance au niveau international des résultats de mesures. 

Plus d’informations sont disponibles sur le SI, son historique et son utilisation sur le site du BIPM : https://www.bipm.org/en/measurement-units 

Mise à jour le : 08/2024

Le Vocabulaire International de Métrologie (JCGM 200:2012 - VIM) nous donne la définition suivante : 

La métrologie (VIM 2.2) est la science des mesurages et ses applications.

NOTE : La métrologie comprend tous les aspects théoriques et pratiques des mesurages, quels que soient l'incertitude de mesure et le domaine d'application.

La métrologie rassemble l’ensemble des techniques permettant de réaliser des mesures, de les interpréter et d’assurer leur fiabilité.

La métrologie peut être légale, fondamentale (ou scientifique) ou industrielle appliquée à tous les secteurs d’activité.

1. La métrologie légale

La métrologie légale désigne l’application d’exigences réglementaires à des mesurages et à des instruments de mesure. Elle est souvent obligatoire.

Les mesures font partie intégrante de notre quotidien, sans même que nous nous en rendions compte. Deux exemples très concrets :

• Lors d’un contrôle de vitesse avec une évaluation à ±5 km/h ce n’est rien de plus que l’incertitude de mesure du processus de mesure du radar.
• Ou encore lorsque nous pesons nos légumes (vendus au kg) la balance est assujettie à la métrologie légale, vous pourrez donc voir une étiquette verte : symbole de la vérification périodique de la balance et de sa conformité.

Pour aller plus loin, voir la question relative à la métrologie légale

    2. La métrologie fondamentale

La métrologie fondamentale ou scientifique désigne la recherche en métrologie. En 2024, 64 États Membres et 36 États et entités économiques associés sont associés à la convention du mètre . Ces pays sont souvent représentés par une Institut National de Métrologie – par exemple le LNE en France – cet institut est le garant des étalons de référence dit « étalons nationaux ». Ces instituts travaillent sur la recherche au travers des projets de recherche internationaux et européens. Ces recherches sont variées et sur de nombreux domaines : de nouveaux moyens de mesure et/ou de nouveaux étalons pour l’industrie de demain, mais aussi pour la santé, pour des transports avec les GPS du futur, pour la préservation de l’environnement et du climat…

      3. La métrologie industrielle

Elle regroupe l’ensemble des techniques permettant d’effectuer des mesures, de garantir leur exactitude et de les interpréter et concerne tous les secteurs d’activités. Cette métrologie est volontaire, elle permet de maîtriser les procédés de fabrication et de veiller à la qualité des produits. Elle fait partie intégrante de la stratégie des entreprises et de leur compétitivité.

 La fonction métrologie intègre différentes missions : la gestion des moyens de mesure, le choix des moyens de mesure et des méthodes adaptés au besoin, le management et la formation du personnel, le raccordement au Système International d’unités (SI), les estimations d’incertitudes de mesures, la détermination des intervalles de confirmation et le suivi et l'amélioration des processus de mesure. Tous ces axes permettent de maîtriser son processus de mesure, de fiabiliser ses résultats et d’apporter des outils précieux pour l’amélioration de la productivité.

 Vous trouverez plus d'informations à ce sujet dans le guide technique Maîtriser son processus de mesure en 8 étapes clés. 

Mise à jour le : 08/2024

La métrologie légale désigne l’application d’exigences réglementaires à des mesurages et à des instruments de mesure.

Les mesurages font partie de notre vie quotidienne à tel point qu’ils sont devenus banals et que nous n’y prêtons parfois même plus attention. De nombreux exemples en témoignent :

• le contrôle de la vitesse de nos véhicules en vue de garantir notre sécurité lors de nos déplacements et de réduire ainsi le nombre de victimes d’accidents de la route,
• les examens médicaux auxquels nous nous soumettons pour demeurer en bonne santé...

Le plus souvent, les erreurs mineures, en plus ou en moins, s’annulent en moyenne sur un nombre élevé de mesurages. Dans le cas d’erreurs biaisées, toutefois, le préjudice financier peut être considérable : une imprécision de mesure des quantités de pétrole relevées à chacun des multiples points de transaction situés entre le puits de pétrole et le consommateur final, par exemple, risque d’avoir de graves conséquences économiques.

Autre exemple qui illustre l’importance des mesurages : la radiothérapie dans le traitement des cancers où des doses incorrectes peuvent avoir des effets extrêmement nuisibles sur la santé.

Une législation sur les mesurages et les instruments de mesure est donc indispensable dans de tels cas. Mais il en va de même dans d’autres situations, comme les transactions commerciales qui nécessitent de protéger à la fois l’acheteur et le vendeur ou bien l’application de sanctions établies à partir de mesurages. Pratiquement tous les pays garantissent cette protection en intégrant la métrologie dans leur législation, d’où l’appellation « métrologie légale ».

Plus d'informations disponibles sur le site de l'OIML : www.oiml.org/fr/a-propos/metrologie-legale. 

Voir aussi le document international OIML D1 - 2012 : https://www.oiml.org/fr/files/pdf_d/d001-f12.pdf 

Mise à jour le : 08/2024

"MRC" est l'accronyme pour Matériau de Référence Certifié.

Le Vocabulaire International de Métrologie (JCGM 200:2012 - VIM) définit le terme Matériau de référence {VIM 5.13} comme "matériau suffisamment homogène et stable en ce qui concerne des propriétés spécifiées, qui a été préparé pour être adapté à son utilisation prévue pour un mesurage ou pour l'examen de propriété qualitative."

Exemple : tissu de poisson contenant une fraction massique déterminée de dioxine, utilisé comme étalon dans un étalonnage.

Un matériau de référence certifié est défini par le VIM {VIM 5.14}comme "un matériau de référence, accompagné d'une documentation délivrée par un organisme faisant autorité et fournissant une ou plusieurs valeurs de propriétés spécifiées avec les incertitudes et les traçabilités associées, en utilisant des procédures valables."

Exemple : matériau de référence fournissant des valeurs avec les incertitudes de mesure associées pour la concentration en masse de dix protéines différentes.

En complément, voici les définitions données par l'ISO/Guide 30:2015 : 

"2.1.1 matériau de référence

MR

matériau, suffisamment homogène et stable quant à une ou plusieurs propriétés spécifiées, qui a été préparé pour être adapté à son utilisation prévue dans un processus de mesure

Note 1 à l’article: MR est un terme générique.

Note 2 à l’article: Les propriétés peuvent être quantitatives ou qualitatives, par exemple l'identité de substances ou d'espèces.

[...]"

"2.1.2 matériau de référence certifié

MRC

MR caractérisé par une procédure métrologiquement valide applicable à une ou plusieurs propriétés spécifiées et accompagné d'un certificat de MR qui indique la valeur de la propriété spécifiée, son incertitude associée, et une expression de la traçabilité métrologique."

Un MR est ainsi un matériau qui peut être une matrice liquide, gazeuse ou solide homogène dont la propriété d'intérêt est suffisamment connue pour réaliser un étalonnage (concentration, masse, taille, ...) et qui est délivré sans certificat. 

Un MRC est un MR dont la propriété est connue avec une estimation de l'incertitude de mesure sur cette propriété et un niveau de confiance sur l'intervalle donné (k=2), qui est délivré avec un certificat indiquant le raccordement métrologique de la propriété d'intérêt à une référence métrologique. 

Le COmité Français d'ACcréditation peut délivrer des accréditations de producteur de matériaux de référence. Le document LAB MR REF 02 - Révision 02 en donne les exigences. 

Dans le domaine de la biologie médicale, le JCTLM (Joint Committee for Traceability in Laboratory Medecine) publie des listes de matériaux de référence, pour en obtenir la liste consulter le site du BIPM www.bipm.org à la rubrique JCTLM.

Mise à jour le : 08/2024

Le Vocabulaire International de Métrologie JCGM 200:2012 (VIM §2.52) nous propose la définition suivante :

"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 1 Fréquence lors du mesurage direct de l'amplitude constante d'un courant alternatif au moyen d'un ampèremètre.

EXEMPLE 2 Concentration en quantité de matière de bilirubine lors du mesurage direct de la concentration en quantité de matière d'hémoglobine dans le plasma sanguin humain.

EXEMPLE 3 Température d'un micromètre lors du mesurage de la longueur d'une tige, mais pas la température de la tige elle-même qui peut entrer dans la définition du mesurande.

EXEMPLE 4 Pression ambiante dans la source d'ions d'un spectromètre de masse lors du mesurage d'une fraction molaire."

La capacité à identifier les grandeurs d’influence est une des compétences clés du métrologue, elle requiert un esprit curieux, une bonne connaissance de la technologie des instruments de mesure. Très souvent on retrouvera parmi les grandeurs d’influence des grandeurs liées à l’environnement de la mesure : température, pression, hygrométrie. D’autres grandeurs d’influence peuvent apparaître lorsque la technologie de l’instrumentation évolue. Par exemple, lorsque les pesées s’effectuaient avec des balances à bras égaux, le magnétisme n’avait aucune importance, mais avec l’apparition des balances intégrant une bobine électromagnétique, le magnétisme des masses peut avoir des conséquences sur l’indication de la balance.

La démarche pour l’évaluation des facteurs d’influence repose sur une analyse détaillée du processus de mesure afin d’identifier l’ensemble des contributions pouvant avoir un impact sur le résultat de mesure. L’analyse classiquement utilisée est la règle des 5M ou diagramme d'Ishikawa. Une fois cet inventaire réalisé, l’étape suivante va consister, dans la mesure du possible, à chercher à minimiser l’effet de ces facteurs influents. Pour exemple, si la température ambiante est identifiée comme influente sur mon résultat de mesure, je vais envisager de faire climatiser le local dans lequel je réalise mes mesures. Bien évidemment, dans cette démarche, il est important au préalable d’analyser le rapport entre le bénéfice (gain généré dans mon bilan d’incertitude) et le coût de l’aménagement envisagé. Enfin, il va rester à quantifier en composante d’incertitude l’ensemble de ces facteurs influents pour estimer l'incertitude de mesure composée du résultat de mesure. 

 Des informations complémentaires sont disponibles dans les guides du Collège Français de Métrologie :

- Maïtriser son processus de mesure en 8 étapes clés

- Processus de mesure - évaluer les incertitudes : 20 exemples

Mise à jour le : 08/2024

La capabilité est un ensemble d’indicateurs qui permet de vérifier si les résultats de mesure de l’ensemble des pièces produites sont inclus dans les tolérances spécifiées. Ce concept est lié à une caractéristique donnée pour un procédé complétement défini d’une production.

C’est donc une estimation du risque de non-conformité d’une caractéristique d’un produit.Cette notion ne doit pas être confondue avec la variabilité qui permet de savoir au vue des productions actuelles si on est capable de satisfaire à une demande client.

Cette notion sous-entend qu’il faut gérer la fréquence de prélèvement des échantillons pour être représentatif de la production, d’avoir une indication sur les possibilités de réglage d’un outil de production (centrage de la moyenne sur la tolérance), d’avoir une remontée terrain de la fabrication vers la conception pour assurer la qualité,…

Les deux principaux indicateurs sont :

- L’indicateur de capabilité simple (Cp, Cm, Pp) qui permet de savoir si après avoir effectué un réglage, le processus pourrait-être capable. C’est donc un indicateur en termes de dispersion de la moyenne et il faut que :

avec IT = l’intervalle de tolérance et D = la dispersion des mesures.

Dans le cas d’une distribution gaussienne, on peut considérer que la dispersion est égale à 6 fois l’écart-type.

- L’indicateur de capabilité centré (Cpk, Cmk, Ppk) qui permet de savoir si le processus actuel est capable. C’est un indicateur global du centrage et de la dispersion.

Il faut que :

et

Avec :

Tinf = la tolérance inférieur

Tsup = la tolérance supérieure

m = la moyenne de la distribution

Max(D) = la valeur maximale de la distribution

Min(D) = la valeur minimale de la distribution

Dans le cas d’une distribution gaussienne, on peut considérer que :

avec : σdistribution = l'écart-type de la distribution

A partie de ces 2 indicateurs de base, on décline alors les capabilités procédé, machine, pré-procédé...

Il existe aussi un indicateur de perte de réglage de la machine.

Pour en savoir plus : Fabrice DESNOYER, Rénald VINCENT, « Mémento sur la notion de capabilité », Techniques de l’ingénieur, référence AG1775, 2004.

Mise à jour le : 01/2018

Le mesurande est un terme défini dans le VIM (Vocabulaire international de métrologie – Concepts fondamentaux et généraux et termes associés) comme étant la grandeur que l’on veut mesurer.

Nous attirons l’attention du lecteur sur l’évolution importante du concept entre la seconde et la troisième édition du VIM, édition actuelle. Dans la seconde édition et dans la CEI 60050-300 : 2001, le mesurande désignait la « grandeur particulière soumise à mesurage ».

Or, la grandeur que l’on veut mesurer n’est pas toujours, celle que l’on mesure ou que l’on peut mesurer.

La grandeur, (VIM 1.1) est la propriété d'un phénomène, d'un corps ou d'une substance, que l'on peut exprimer quantitativement sous forme d'un nombre et d'une référence. Une mesure ou mesurage, (VIM 2.1) est un processus consistant à obtenir expérimentalement une ou plusieurs valeurs que l'on peut raisonnablement attribuer à une grandeur.

« Mesurande » et « grandeur mesurée » sont bien deux notions différentes. Le mesurande est ce que l’on veut mesurer tandis que la grandeur mesurée est ce que l’on peut mesurer.

Il est important de considérer que la définition du mesurande est un préalable essentiel dans tout processus de mesure. Bien souvent la définition du mesurande nécessitera de préciser les conditions d’observation du mesurande, telle que : température, position…

Par exemple si l’on veut mesurer la longueur d’une cale étalon à une température différente de celle définie par l’ISO (20 °C pour les laboratoires de métrologie dimensionnelle), par exemple 23 °C, pour obtenir une valeur du mesurande, on appliquera une correction due à la dilatation (entre 20 °C et 23 °C).

La troisième édition du VIM introduit un concept fort intéressant, qui est celui d’incertitude définitionnelle. L’incertitude définitionnelle est définie comme une composante de l’incertitude de mesure résultant d’une imprécision sur le mesurande (les conditions de mesure…). Sur l’exemple précédent, cela pourrait être l’imprécision sur le positionnement de la cale lors du mesurage. Entre la position verticale et horizontale, l’influence de la pesanteur n’est pas la même ! Cela résulte de la quantité finie de détails dans la définition du mesurande qui en contient une quantité quasi infinie. En effet comme nous sommes dans l’incapacité de définir complètement les conditions sous lesquels le mesurage est effectué, il reste une sorte de « flou » sur ce que l’on veut mesurer, « flou » qui génère de l’incertitude.

Mise à jour le : 08/2024

La méthode de Monte Carlo est une technique de calcul numérique basée sur les principes du GUM analytique (JCGM 100 : 2008), elle constitue de fait le Supplément 1 du GUM (JCGM 101 : 2008) pour estimer des incertitudes de mesure. 

L’estimation des incertitudes de mesure par la méthode de Monte Carlo est basée sur la propagation des distributions des grandeurs d’entrée à travers un modèle mathématique du modèle de mesure. Ce supplément est téléchargeable gratuitement sur le site du Bureau International des Poids et Mesures www.bipm.org à la rubrique publications. (Evaluation of measurement data – Supplement 1 to the "Guide to the expression of uncertainty in measurement" – Propagation of distributions using a Monte Carlo method).

C’est une alternative pratique à la loi de propagation des variances utilisée dans le GUM standard lorsque celui-ci n’est pas facilement applicable, par exemple, si la fonction de densité de probabilité pour la grandeur de sortie s'écarte sensiblement d'une distribution gaussienne (conduisant à des intervalles de confiance irréalistes) ou si la propagation sur la base du développement de Taylor au premier ordre n’est pas satisfaisante (linéarisation du modèle inadéquate). La méthode Monte Carlo consiste en une approche numérique compatible avec l’ensemble des principes généraux du GUM. Les différentes étapes à mettre en oeuvre sont : définir le mesurande et analyser le processus de mesure (méthode des 5M par exemple). Il faut ensuite associer une distribution à chaque composante d’incertitudes selon sa typologie (loi normale, uniforme, triangulaire…), il s’agit là d’établir le modèle du processus de mesure. L’étape d’après dans le schéma Monte Carlo consiste à construire un programme informatique qui simule le processus de mesure et le modèle établi. Les données d’entrée du programme sont les fluctuations des paramètres choisis. Le programme génère une donnée de sortie soit une valeur du mesurande pour chaque fluctuation et est répété un certain nombre de fois. 

C’est une méthode nécessitant une programmation informatique mais de nombreux logiciels, parfois gratuits et simples d’utilisation, sont disponibles actuellement.

L’estimation des incertitudes par la méthode Monte Carlo impose donc de simuler des expériences numériques basées sur des générateurs de nombres aléatoires. La génération de ces nombres est une difficulté propre à cette méthode car ceux-ci doivent être validés statistiquement pour garantir l’absence de biais.

Une autre difficulté de la méthode réside sur le nombre de simulations à effectuer, le GUM S1 préconise 1 million de tirages. Il n’est pas toujours possible d’effectuer autant de simulation. Il peut être intéressant de programmer un critère d’arrêt. Différentes techniques ont été publiées ces dernières années afin d’optimiser le nombre de simulations, dont notamment celles basées sur la stabilisation de l’écart-type.

Les contraintes de la méthode de Monte Carlo résident donc dans la preuve du logiciel et dans les temps de calcul qui peuvent être longs voir très longs selon la complexité du modèle étudié. Cependant les avantages de la méthode sont nombreux : un domaine d’application plus large, pas de calcul de dérivés partielles, intégration plus facile des covariances, connaissance de la distribution de la grandeur de sortie…

Mise à jour le : 08/2024

Le Vocabulaire International de Métrologie (JCGM 200:2012 - VIM) définit le terme Matériau de référence {VIM 5.13} comme "matériau suffisamment homogène et stable en ce qui concerne des propriétés spécifiées, qui a été préparé pour être adapté à son utilisation prévue pour un mesurage ou pour l'examen de propriété qualitative."

Exemple : tissu de poisson contenant une fraction massique déterminée de dioxine, utilisé comme étalon dans un étalonnage.

L'ISO/Guide 30:2015 définit : 

"2.1.1 matériau de référence

MR

matériau, suffisamment homogène et stable quant à une ou plusieurs propriétés spécifiées, qui a été préparé pour être adapté à son utilisation prévue dans un processus de mesure

Note 1 à l’article: MR est un terme générique.

Note 2 à l’article: Les propriétés peuvent être quantitatives ou qualitatives, par exemple l'identité de substances ou d'espèces.

 Le lecteur pourra consulter l'article dédié aux Matériaux de Référence Certifiés pour obtenir des informations complémentaires quant à la différence entre deux notions. 

Un matériau de référence certifié est avant toute chose un moyen permettant d’assurer la traçabilité métrologique des résultats de mesure produits dans un laboratoire à d’autres valeurs acceptées comme référence (par le secteur économique, les utilisateurs, les autorités réglementaires, etc.) et donnant toutes les informations nécessaires à son utilisation : valeur, incertitude associée à cette valeur, unités correspondantes, nombre d’utilisations, condition de conservation, etc.

Preuves de traçabilité :

Conformément au contenu du guide ISO 31, § 6, le certificat doit contenir :

• les valeurs des propriétés certifiées, chacune étant accompagnée d’une détermination de l’incertitude ;
• les méthodes utilisées pour obtenir les valeurs des propriétés, de manière très détaillée lorsque les valeurs dépendent de la méthode de mesurage ;
• la durée de validité, lorsque cela a un sens.

Mise à jour le : 08/2024

Le score z est un indicateur de performance utilisé notamment dans les Essais Inter-Laboratoires (EIL). Les EIL consistent en l'organisation, l'éxecution et l'évaluation d'essais réalisés sur un même échantillon par un ensemble de laboratoires participants selon des conditions prédéterminées. 

Il existe plusieurs types d'EIL comme les essais d'aptitude qui évaluent les performances des laboratoires. Les EIL sont aussi utilisés comme outil de surveillance et d'évaluation de la fiabilité des processus de mesure mis en oeuvre. 

Le score z est décrit dans la norme ISO 13528 : 2022 Méthodes statistiques utilisées dans les essais d'aptitude par comparaison interlaboratoires. C'est l'un des indicateurs les plus utilisés dans les organisations d'EIL. Il se calcule de la façon suivante : 

Avec 

z_i : le score z  du participant

x_i : la valeur obtenue par le participant sur la caractéristique étudiée

x_pt : la valeur moyenne obtenue par l'ensemble des participants sur la caractéristique étudiée

σ_pt : l'écart-type des participants sur la caractéristique étudiée

 Le score z est une mesure normalisée du biais. 

 Les résultats du participant sont considérés comme étant acceptables si le score z obtenu est compris dans l’intervalle [-2 ; 2]. Lorsque ce n’est pas le cas, il peut s'agir d'un signal d'actions à mettre en oeuvre ou d'un signe d'avertissement. Il faudra alors rechercher les causes de l'anomalie. 

D'autres scores permettent de se comparer à une valeur de référence lorsque celle-ci existe comme le score E_n .  

Le lecteur pourra trouver plus d'informations dans le guide technique édité par le CFM et l'AFNOR "Maîtriser son processus de mesure en 8 étapes clés". 

Mise à jour le : 08/2024

Le Vocabulaire International de Métrologie JCGM 200:2012 (VIM) nous propose la définition suivante avec ses exemples et notes associés :

2.44 vérification, f

fourniture de preuves tangibles qu'une entité donnée satisfait à des exigences spécifiées

EXEMPLE 1 Confirmation qu'un matériau de référence donné est bien, comme déclaré, homogène pour la valeur et la procédure de mesure concernées jusqu'à des prises de mesure de masse 10 mg.

EXEMPLE 2 Confirmation que des propriétés relatives aux performances ou des exigences légales sont satisfaites par un système de mesure.

EXEMPLE 3 Confirmation qu'une incertitude cible peut être atteinte.

NOTE 1 S'il y a lieu, il convient de prendre en compte l'incertitude de mesure.

NOTE 2 L'entité peut être, par exemple, un processus, une procédure de mesure, un matériau, un composé ou un système de mesure.

NOTE 3 Les exigences spécifiées peuvent être, par exemple, les spécifications d'un fabricant.

NOTE 4 La vérification en métrologie légale, comme définie dans le VIML[53], et plus généralement en évaluation de la conformité, comporte l'examen et le marquage et/ou la délivrance d'un certificat de vérification pour un système de mesure.

NOTE 5 Il convient de ne pas confondre la vérification avec l'étalonnage. Toute vérification n'est pas une validation. NOTE 6 En chimie, la vérification de l'identité d'une entité, ou celle d'une activité, nécessite une description de la structure ou des propriétés de cette entité ou activité.

Le lecteur pourra consulter l'article dédié à la notion d'étalonnage pour identifier la différence entre ces deux notions.

La vérification d’un équipement métrologique consiste donc à s’assurer que les erreurs commises par cet équipement sont inférieures aux tolérances fixées sur cet équipement. Si l'équipement est trouvé conforme après vérification il est remis en service. Sinon il pourra faire l'objet d'un ajustage, d'une correction ou d'une réparation ou être déclassé ou réformé selon la problématique identifiée.  

Mise à jour le : 08/2024

Le vocabulaire International de Métrologie définit ainsi :

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

NOTE 1 Un étalonnage peut être exprimé sous la forme d'un énoncé, d'une fonction d'étalonnage, d'un diagramme d'étalonnage, d'une courbe d'étalonnage ou d'une table d'étalonnage. Dans certains cas, il peut consister en une correction additive ou multiplicative de l'indication avec une incertitude de mesure associée.

NOTE 2 Il convient de ne pas confondre l'étalonnage avec l'ajustage d'un système de mesure, souvent appelé improprement « auto-étalonnage », ni avec la vérification de l'étalonnage.

Il s’agit donc pour le métrologue ou le prestataire réalisant un étalonnage de fournir en premier lieu un tableau ou une courbe de résultats avec les incertitudes associées puis de définir une relation qui permet de déterminer la valeur supposée être vraie à partir de la valeur lue sur l’instrument de mesure. Cette relation permet de travailler entre deux points d’étalonnage qui doivent se trouver dans la plage de mesure utile de l’instrument.

Par exemple, pour un capteur de pression avec une sortie électrique en tension, il faudra donner l'expression mathématique permettant à partir d'une lecture en mV de l'indicateur de calculer la pression en Pa.

Mise à jour le : 08/2024

L’ISO 9000:2015 définit la confirmation métrologique : "Ensemble d’opérations nécessaires pour assurer qu’un équipement de mesure répond aux exigences correspondant à l’utilisation prévue."

La confirmation métrologique comprend généralement l’étalonnage et la vérification, tout réglage nécessaire ou la réparation et le réétalonnage, la comparaison avec les exigences métrologiques pour l’utilisation prévue de l’équipement de mesure, ainsi que tout verrouillage et étiquetage requis. La confirmation métrologique n’est considérée achevée qu’à partir du moment où l’aptitude de l’équipement de mesure pour l’utilisation prévue est démontrée et documentée.

Les exigences pour l'utilisation attendue comprennent des considérations telles que l'étendue de mesure, la résolution et les erreurs maximales tolérées.

Mise à jour le : 08/2024

Nous invitons le lecteur à consulter les articles dédiés à l'étalonnage et à la vérification pour obtenir les définitions de ces deux termes. 

Un étalonnage permet de connaître l'erreur de l'instrument et en cas de défaut de justesse de la compenser en appliquant une correction.

La vérification permet de savoir si l'erreur de mesure est plus petite qu'une erreur appelée Erreur Maximale Tolérée. L'erreur maximale tolérée est définie par l'utilisateur comme étant la plus grande erreur qu'il est prêt à accepter, elle peut être imposée par obligation réglementaire ou référence normative ou choisir sur la base d'indication du constructeur de l'équipement de mesure ou selon les besoins de l'utilisateur. 

Certains font la distinction entre l'étalonnage qui est du domaine de la connaissance (on connaît certaines caractéristiques de l'instrument) et la vérification qui est du domaine de la confiance (on sait que l'instrument à une erreur plus faible qu'une valeur définie a priori).

Un étalonnage conduit à l'emission d'un certificat d'étalonnage et la véfification à l'émission d'un constat de vérification.

Le lecteur pourra également consulter la fascicule de documentation FD X07-013 Métrologie dans l'entreprise - Critères de choix entre vérification et étalonnage, utilisation et conservation des résultats de mesure.

Mise à jour le : 08/2024

La surveillance en continu de l'étuve va consister à comparer la température de l'enceinte à la tolérance autorisée sur celle-ci. Tolérance qui peut être fixée par référentiel réglementaire, normatif, contractuel ou définie par l'utilisateur selon son besoin. 

La température de l'enceinte sera égale à la température indiquée par la sonde de température en prenant en compte la correction de justesse indiquée dans le certificat d'étalonnage de la sonde. Pour savoir si la température de l'enceinte est correcte, il faudra vérifier que la température de l'enceinte est comprise dans l'intervalle défini par l'erreur maximale tolérée réduite de l'incertitude élargie de la sonde de température. Le lecteur pourra consulter l'article dédié à l'EMT pour plus d'informations à ce sujet. 

Si nous considérons une étuve dont la température doit être de 37,0°C ± 0,5°C, avec une EMT de 0,5°C choisie par l’utilisateur. En supposant que la température de l’enceinte est vérifiée avec un thermomètre dont l’incertitude d’étalonnage est de 0,05°C, et que la valeur trouvée est de 37,2°C. La somme de l’erreur de mesure (0,2) et de l’incertitude d’étalonnage (0,05) est bien inférieure à l’EMT : 0,2 + 0,05 < 0,5 l’enceinte est donc conforme.

Mise à jour le : 08/2024

La méthode la plus fiable est très certainement d'étalonner l'ensemble complet constitué par le capteur et l'indicateur.

Une autre approche consisterait à étalonner électriquement l'indicateur, puis de vérifier individuellement chaque capteur et de s'assurer qu'ils sont tous conforme à une spécification données (EMT), alors on pourra les considérer comme interchangeables.

Mise à jour le : 08/2024

Non aucune règle n'impose d'étalonner annuellement les instruments de mesure, à moins que cela ne soit spécifié dans une réglementation, il revient à l'utilisateur de fixer les intervalles de temps entre les étalonnages.

Certaines utilisations peuvent conduire a réétalonner un instrument plusieurs fois par an ou dans le cas contraire une fois tous les dix ans seulement pour d'autres équipements. La seule disposition que l'on retrouve frèquement dans les référentiels c'est que l'on doit disposer de règles pour déterminer les intervalles entre étalonnages.

Le fascicule de documentation Afnor FD X 07-014 "optimisation des intervalles de confirmation métrologique des équipements de mesure" propose différentes approches pour la détermination de ces intervalles.

Le Collège Français de Métrologie publie un guide technique présentant la méthode "Opperet"- Optimisation des périodicités d'étalonnage. La méthode Opperet est également présentée dans le fascicule de documentation FD X 07-014.

Mise à jour le : 08/2024

Les Essais inter-laboratoires (EIL) consistent en l’organisation, l’exécution et l’évaluation d’essais réalisés sur un même échantillon par un ensemble de laboratoires, selon des conditions prédéterminées. Ils permettent de comparer son résultat de mesure à une référence ou une valeur assignée et aux résultats des autres participants. Il existe plusieurs types de comparaisons inter-laboratoires, dont les essais d’aptitude qui ont pour objectif d’évaluer les performances des laboratoires.

Pour les laboratoires d'étalonnage et d'essais, il est précisé dans la norme ISO/IEC 17025:2017 - Exigences générales concernant la compétence des laboratoires d'étalonnage et d'essais au §7.2 que les comparaisons interlaboratoires peuvent être utilisées comme moyen de validation des méthodes non normalisées ou développées par le laboratoire. Il est également demandé dans la norme aux laboratoires de : "surveiller sa performance en la comparant avec les résultats d’autres laboratoires, si cela existe et est approprié. Cette surveillance doit être planifiée et revue et doit inclure, sans toutefois s’y limiter, l'une des deux participations suivantes:

a) participation aux essais d’aptitude;
b) participation à des comparaisons interlaboratoires autres que des essais d'aptitude"

L’ISO/IEC 17043 contient des informations complémentaires sur les essais d’aptitude et les organisateurs d'essais d'aptitude (proficiency testing en anglais).
Une liste des organisateurs d'Essais Inter-Laboratoires est disponible sur le site EPSIS : https://www.eptis.org/ 

Dans le cas des essais d'aptitude, si des écarts de performance sont constatés pour un participant, il faudra que celui-ci mène une analyse d'impacts sur tous les résultats ou produits délivrés depuis la dernière action de contrôle. 

Les comparaisons interlaboratoires ne sont pas seulement exploitables par les laboratoires d'étalonnage ou d'essais. Elles constituent un outil pour maitriser la qualité des mesures réalisées. Elles permettent aux participants de confirmer leur évaluation d'incertitudes de mesure, de prouver la fiabilité de leurs mesures et constituent une preuve expérimentale de la compétence du personnel. 

Des comparaisons inter-instruments peuvent également être réalisées pour le suivi métrologique d'équipement non standard. Des comparaison inter-opérateurs peuvent également s'inscrire dans le parcours de formation du personne impliqué dans le service métrologie.  

Mise à jour le : 08/2024

Il existe de sites où l'on peut trouver des informations sur les différents essais d'aptitude existant en europe. Le lecteur pourra consulter le site de l'organisation EPTIS www.eptis.org, le Cofrac dispose également d'informations sur le sujet et le Laboratoire national de métrologie et d'essais (LNE) peut également vous aider.

Le Cofrac accrédite les organisateurs de comparaisons interlaboratoires sur la base d'un document interne. La norme internationale ISO 17043 : Évaluation de la conformité - Exigences générales concernant les essais d'aptitude pourra vous donner des éléments sur le sujet.

Mise à jour le : 01/2018

Rappel d'un cas concret présenté au CFM :

« Lors d'un audit, on m'a demandé d'apporter la preuve que mes étalons de référence avaient été contrôlés par des appareils valides. Le certificat fourni à l'époque par le laboratoire portait le logotype "Cofrac " étalonnage, et mentionnait l’appareil utilisé pour contrôler mes cales et sa référence de vérification.

L'auditeur avançait l'hypothèse que l'appareil utilisé pouvait très bien être hors période de validité ou ne pas faire partie du domaine d’accréditation Cofrac attribué à ce laboratoire (apparemment il a déjà vu le cas). Il veut que je fournisse le certificat de contrôle de l'appareil et le domaine d'accréditation par le Cofrac.

Le laboratoire accrédité Cofrac ne veut pas me fournir ces documents prétextant que l'auditeur outrepasse ses droits et que le logotype Cofrac suffit à valider sa demande. 

Il faut savoir que ce genre de question arrive périodiquement, mais il est très clair que si vos instruments ont été étalonnés par un laboratoire accrédité par le Cofrac et si ce laboratoire vous a délivré un certificat d'étalonnage avec le logotype du Cofrac alors, l'auditeur n'a pas à remonter plus loin dans la chaîne de traçabilité métrologique.

Le laboratoire a parfaitement raison.

L'apposition du logotype du Cofrac (ou de celui d'un accréditeur signataire de l'accord de reconnaissance ILAC) est une justification suffisante pour attester de la traçabilité au Système International d'unités (SI). Vous pouvez vérifier le domaine de l'accréditation sur le site du Cofrac (www.cofrac.fr) en recherchant l'attestation de votre prestataire par le numéro d'accréditation mentionné sur le certificat d'étalonnage. Cela peut se faire en cours d'audit lorsque votre auditeur conteste la référence du certificat émis.

Normalement cette réponse devrait suffire pour l'auditeur, sinon prendre contact avec le Cofrac en expliquant la question de l'auditeur. Vous pouvez également déposer une réclamation auprès de votre organisme de certification conformément aux exigences d'accréditation ISO/CEI 17021 puis en cas de non réponse en faisant copie au Cofrac.

Mise à jour le : 01/2018