La nouvelle définition de l’étalonnage avec le VIM3

Le VIM est une sorte de dictionnaire terminologique élaboré par les comités de l’ISO (Organisation Internationale de Normalisation).

Les domaines d’application de la métrologie, qui, rappelons-le, est la science des mesurages, sont très variés. Le VIM propose ainsi un système de définition commun pour l’ensemble des sciences et par extension des industries que sont la chimie, la biologie médicale, la biologie moléculaire, l’agroalimentaire…

Le VIM s’applique à définir des notions essentielles et à déterminer des conventions, c’est-à-dire les termes employés, les règles terminologiques...

La troisième édition du VIM est en vigueur depuis 2006. Notons qu'elle remplace le VIM 2 publié 10 ans auparavant.

En métrologie, l’étalonnage consiste à contrôler un appareil de mesure avec un étalon.

Il faut savoir que chaque équipement de mesure réagit différemment. Des mesures erronées peuvent impacter la qualité et dans certaines applications mettre également la sécurité en péril. Pour le fabricant, l’impact financier n’est aussi pas négligeable.

En étalonnant les appareils de mesures avant de les utiliser, les laboratoires et les industriels s’assurent d’obtenir des résultats plus fiables.

La nouvelle définition du concept d’étalonnage

L’étalonnage est défini dans le VIM 3 comme une « 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 mesures à partir d’une indication. »

Alors que le VIM 2 se limitait à une seule étape, la nouvelle définition de l’étalonnage introduit donc une seconde étape.

Cette nouvelle édition du VIM met ainsi l’accent sur l’utilisateur et ses besoins. Jusqu’alors il devait interpréter seul toutes les mesures. Désormais, il peut les utiliser directement, sans traitement préalable. Le VIM 3 est ainsi beaucoup plus opérationnel.

L’introduction de la notion d’erreur

Le VIM 3 introduit dans la définition de l’étalonnage la notion d’erreur. En effet, connaître les erreurs permet de corriger les résultats et d’ajuster les mesurages. On différencie deux types d’incertitude : celles de type A et celles de type B.

Concrètement, les clients doivent établir un modèle pour permettre aux laboratoires d’étalonnage, de calibrer justement leurs mesures. Pour cela, une fonction de mesures est établie en considérant les différents écarts types.

En effet, pour s’approcher au maximum de la vraie valeur, il convient de déterminer un écart type en utilisant les probabilités. Cette nouveauté implique une utilisation plus systématique des statistiques pour interpréter les mesures en fonction des incertitudes.

La définition de l’étalonnage rappelle également que pour interpréter les résultats avec précision, il est nécessaire d’établir plusieurs points d’étalonnage. L’exactitude des résultats dépend du nombre d’étalons. Plus ils sont nombreux, plus les résultats sont précis. Mais ajoutons que les étalons ont un coût, les fabricants choisissent souvent de limiter les dépenses en optant pour un polynôme de trois valeurs.

En mettant au centre de la définition de l’étalonnage le concept d’erreur, l’objectif du VIM 3 est de réduire les risques en considérant tous les écarts de mesures, y compris ceux de l’étalonnage de l’instrument de mesure lui-même.

Concrètement, cela permet de prendre des mesures correctives plus rapidement et avec plus de justesse.

Nous l’avons vu précédemment, le VIM 3 est une sorte de vocabulaire universel utilisé en métrologie, en français et en anglais. Ce vocabulaire commun a pour but de faciliter la lecture et l’interprétation des données. Il s’agit donc d’une référence pour tous les scientifiques.

Les grandeurs

Parmi les plus couramment utilisées, on trouve :

• La longueur qui est toujours symbolisée par la lettre L.
• Le rayon, r.
• La longueur d'onde, λ.
• L’énergie, E.
• L’énergie cinétique, T.
• La chaleur, Q.
• La résistance électrique, R.
• La dureté de Rockwell, C.

Les unités

Elles reprennent simplement la convention du SI, Système International d’unité.

• Pour les longueurs, le mètre, m.
• Pour la masse, le kilogramme, kg
• Pour le temps, la seconde, s.
• Pour le courant électrique, l’ampère, A.
• Pour la température thermodynamique, le Kelvin, K.
• Pour la quantité de matière, la mole, mol.
• Pour l’intensité lumineuse, le candela, cd.

Les différents dispositifs de mesure utilisés

La plupart des appareils de mesure utilisés en métrologie nécessite d’être régulièrement étalonnés :

• Pour mesurer l’électricité : multimètre, wattmètres, voltmètre…
• Pour mesurer les fréquences : oscilloscope, analyseur de spectre, générateurs de signaux…
• Pour mesurer la pression : manomètre, transmetteur de pression…
• Pour mesurer le débit : débitmètre.
• Pour mesurer les dimensions : colonne de mesure, MMT, 3D…
• Pour mesurer un poids : balance.
• Pour mesurer la température : thermomètre numérique ou à mercure, les caméras thermiques...
• Pour les mesures en chimie : pHmètre, tachymètre, analyseur de gaz…

Précisons que parmi ces dispositifs, on distingue :

• Les appareils de mesure indicateur ;Ils donnent un signal de sortie indiquant des informations sur la valeur mesurée.C’est le cas par exemple du thermomètre. Précisons que ces équipements sont différents des appareils afficheurs sur lesquels c’est le signal de sortie qui est visible.
• Les instruments de mesure matérialisée ; Ils indiquent une grandeur à partir d’une valeur assignée. C’est le cas d’une règle graduée ou encore d’une résistance électrique étalon.
• Le transducteur ; Cet appareil permet de faire correspondre une grandeur d’entrée à une autre de sortie. C’est le cas du thermocouple, du transformateur de courant ou de l’électrode de pH.
• Le capteur ; Il détecte l’action de la substance ou du corps à mesurer. C’est le cas du débitmètre ou des cristaux changeant de couleur en fonction de la température.

Alors que le processus d’étalonnage permet de mettre en relation les mesures relevées avec celles fournies par des étalons, le VIM 3 redéfinit cette notion en prenant désormais en compte la mesure des incertitudes.

L’objectif de cette nouvelle définition est d’apporter plus de fiabilité et d’améliorer la traçabilité.

Cependant, il convient de bien retenir que l’étalonnage dépend de chaque appareil de mesure. Il suit scrupuleusement les normes spécifiques à chaque industrie, les recommandations du fabricant. Ces mesures doivent également impérativement être effectuées par des laboratoires accrédités.