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Article

1 - CONCEPT D’INCERTITUDE

2 - PROCÉDURE D’ESTIMATION DES INCERTITUDES DE MESURE

3 - FIXATION DES TOLÉRANCES

4 - DÉCLARATION DE CONFORMITÉ ET INCERTITUDE DE MESURE

Article de référence | Réf : R285 v2

Concept d’incertitude
Incertitudes de mesure et tolérances

Auteur(s) : Marc PRIEL

Date de publication : 10 sept. 1999

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RÉSUMÉ

Cet article traite du concept d’incertitude, c’est-à-dire de l’indication quantitative de la qualité d’un résultat de mesure, et par là même de la pertinence et de la fiabilité de ce même résultat. Cette information essentielle permet de prendre des décisions entre autres lors d’un contrôle d’un processus de fabrication ou de l’acceptation ou rejet d’un produit. Sont détaillées les procédures d’estimation des incertitudes de mesure, la fixation des tolérances, jusqu’à la déclaration de conformité.

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Auteur(s)

  • Marc PRIEL : Chef de Centre Adjoint - Centre Métrologie et Instrumentation - Bureau National de Métrologie. Laboratoire National d’Essais

INTRODUCTION

Les résultats de mesure servent à prendre des décisions.

On peut généralement considérer que le résultat d’une mesure est une information technique que l’on communique à un utilisateur. L’utilisateur au vu de cette information sera chargé de prendre des décisions :

  • acceptation d’un produit (lors de la mesure de caractéristiques ou de performances pour l’établissement d’une conformité à une spécification) ;

  • validation d’un procédé ;

  • réglage d’un paramètre dans le cadre du contrôle d’un procédé de fabri-cation (asservissement) ;

  • validation d’une hypothèse dans le cadre d’un développement ;

  • protection de l’environnement ;

  • définition des conditions de sécurité d’un produit ou d’un système ;

  • diagnostic médical.

L’ensemble de ces décisions concourt à la qualité du produit ou du service.

La validité et la pertinence des décisions prises dépendent donc directement de la qualité des informations communiquées et donc des résultats de mesure.

Comment qualifier la qualité d’un résultat de mesure : son incertitude et sa pertinence ?

  • L’incertitude : une indication quantitative de la qualité d’un résultat de mesure.

    L’incertitude associée à un résultat de mesure permet de fournir une indication quantitative sur la qualité de ce résultat. Cette information est essentielle pour que ceux qui utiliseront ce résultat puissent en estimer sa fiabilité.

    Sans incertitude les résultats de mesure ne peuvent plus être comparés :

    • soit entre eux ;

    • soit par rapport à des valeurs de référence spécifiée dans une norme ou une spécification.

À partir de cette information l’entreprise prend des décisions : acceptation ou rejet d’une hypothèse en recherche et développement, contrôle d’un processus de fabrication, acceptation ou rejet d’un produit.

  • La pertinence d’un résultat de mesure : il existe plus souvent qu’on ne le croit des situations où un résultat de mesure peut être tout à fait exact et parfaitement inutile. Dans ce cas, l’information communiquée à l’utilisateur est correcte mais ne lui sert à rien. Pour résoudre cette difficulté, il faut qu’un dialogue technique s’établisse avec le métrologue et que l’utilisateur décrive avec précision l’information réellement recherchée et n’essaie pas de la résoudre par lui-même. Ce type de problème rejoint les questions liées à la représentativité des essais et dans certains cas aux questions d’échantillonnage. Nous verrons ultérieurement tous les soins qu’il faut apporter à la définition du mesurande (objet de la mesure).

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VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-r285


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1. Concept d’incertitude

1.1 Introduction d’un nouveau concept

Le concept d’incertitude est relativement nouveau dans l’histoire de la mesure. Pendant des décennies nous avons fait du calcul d’erreur, et il faut bien comprendre la nature fondamentalement différente entre les concepts d’erreur et d’incertitude.

On admet maintenant, que lorsqu’on a évalué la totalité des composantes de l’erreur connues ou soupçonnées et que les corrections appropriées ont été appliquées, il subsiste encore une incertitude sur la validité du résultat annoncé (figure 1) (les corrections sont faites le mieux possible mais ne sont jamais parfaites).

Le métrologue a pour objectif d’annoncer un résultat proche de la valeur vraie. Pour atteindre cet objectif, il diminuera les erreurs systématiques en appliquant des corrections. Il diminuera les erreurs aléatoires en répétant son processus de mesure.

Cette nouvelle approche a été initiée en 1980 par un groupe de travail constitué dans le cadre du Bureau International des Poids et Mesures (BIPM). Elle a conduit en 1993 à la publication d’un guide ISO.

Quelques dates-clés :

1980 : Recommandation INC-1 du groupe de travail constitué par le BIPM.

1981 : Recommandation 1 (Cl - 1981) du Comité International des Poids et Mesures.

1984 : Publication de la norme française NF X 06-044 Traitement des résultats de mesure – Détermination de l’incertitude associée au résultat final (document retiré de la collection AFNOR en 1996).

1990 : Publication du document WECC Doc. 19 : Guidelines for the expression of the Uncertainty of Measurement in Calibration. (Révision : EAL-R2 avril 1997).

1993 : Publication par l’ISO : Guide to the expression of uncertainty in measurement.

1995 : Version française du Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure.

1995 : Publication par EURACHEM (A focus for Analytical Chemestry in Europe) : Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement.

1996 : Publication par EAL (EAL-G23) : The expression of uncertainty in quantitative testing.

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1.2 Méthode adoptée au plan international

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) -   Guide to the expression of uncertainty in measurement,  -  ISO, IEC, IFCC, BIPM, IUPAC, UIPAP, OIML – Norme NF ENV 13005, Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure (GUM) août 1999.

  • (2) -   Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement,  -  EURACHEM, 1995.

  • (3) -   *  -  EAL-R2, Expression of the uncertainty of measurement in calibration, avril 1997.

  • (4) -   *  -  EAL-G23, The expression of uncertainty in quantitative testing, août 1996.

  • (5) -   Moyens de production – Agrément capabilité des moyens de mesure – Moyen de contrôle spécifique.  -  NORME CNOMO, octobre 1991.

  • (6) - CARTMAN (B.S.) -   Application of Measurement uncertainty in telecommunication regulatory testing.  -  EUROLAB WORKSHOP ON UNCERTAINTY, Barcelone, décembre 1992.

  • ...

NORMES

  • Normes fondamentales. Métrologie et applications de la statistique. Aide à la démarche pour l’estimation et l’utilisation de l’incertitude des mesures et des résultats d’essais. - FD X 07-021 - octobre 1999

  • Spécification géométrique des produits (GPS). Vérification par la mesure des pièces et des équipements de mesure. Partie 1 : règles de décision pour prouver la conformité ou la non-conformité à la spécification. - ISO 14253-1 - 1998

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