Qu’est-ce que l’incertitude de mesure ?

Lorsque l’on procède à une mesure, il subsiste, infime soit-il, un écart entre la valeur réelle et la valeur affichée par l’instrument de mesure. Si la valeur réelle est connue notamment lorsque l’on utilise un étalon, cet écart chiffré sera désigné sous le terme « erreur de mesure ». En revanche, dans la majorité des cas la valeur réelle est méconnue, alors on utilisera le terme « incertitude ». L’incertitude de mesure peut être impactée à n’importe quelle étape du processus de la mesure. La méthode des 5M permet d’identifier et de classer sous les 5 rubriques du diagramme : Moyen, Milieu, Méthode, Matière et Main d’œuvre employés, les facteurs générant l’incertitude. La méthode permet ainsi de prendre connaissance des conditions de la mesure et ainsi de réduire l’impact et d’obtenir des résultats plus proches de la valeur réelle.

Pour pratiquer une mesure quel qu’elle soit, il est nécessaire d’utiliser un appareil de mesure : pied à coulisse, réglet, multimètre, thermomètre etc. Malheureusement, ces outils ne délivrent pas la valeur exacte ou vraie de la grandeur mesurée. La constitution intrinsèque de ces instruments fait appel à des composants et matériaux qui viennent impacter les paramètres et les résultats obtenus de la mesure. On peut citer parmi ces paramètres, la résolution, la fidélité; la précision, la justesse mais aussi le moyen de lecture de la valeur. Toutes ces spécifications sont précisées par le fabricant, afin de permettre à l’utilisateur de prendre en considération ces imperfections et de les intégrer dans les résultats finaux. Il est important de préciser que les paramètres évoqués ne sont pas stables dans le temps et qu’il est conseillé de confronter l’instrument de mesure à un étalon de manière régulière.

Inéluctablement la mesure est effectuée dans un environnement bien précis. Ce lieu est soumis aux conditions climatiques, pression atmosphérique, température, humidité etc. Ce sont autant d’éléments pouvant impacter la mesure. En effet, ces paramètres peuvent influencer les caractéristiques des composants et matériaux de l’outil de mesure mais également celles de l’objet ou dispositif à mesurer. Lors de l’exécution d’une mesure dimensionnelle sur une pièce métallique, il sera nécessaire d’apporter un correctif pour atténuer l’effet de dilatation de l’outil (pied à coulisse) et de la pièce en se basant sur la température référentielle de 20°c précisée notamment par la norme sur les processus de mesure ISO1.

Dans tout processus de mesure, l’intervention humaine est essentielle. Qu’il s’agisse du concepteur de la méthode de mesure ou du technicien qui l’applique, le facteur humain entre en jeux. Ainsi les choix, calculs, agissements, interprétations, mises en application des processus et bien autres facteurs humains sont autant d’éléments pouvant déviés le résultat de la mesure.

Les méthodes de mesure sont extrêmement nombreuses et il serait difficile de tous les nommées. Néanmoins, On peut en citer quelques-unes comme les méthodes de substitution, différentielles, de surabondances, de répétition, de coïncidences, ou encore à série fermée etc. Ces différentes méthodes de mesure peuvent être classées selon deux catégories : les méthodes directes ou indirectes Les méthodes de mesure directes sont celles permettent d’obtenir directement des résultats de la mesure dans l’unité de grandeur souhaitée avec un instruments de mesure. La méthode de mesure indirecte fait appel aux traitements des valeurs relevées par calculs, conversions ou autres relations pour obtenir la mesure souhaitée. L’utilisation du théorème de Pythagore est un exemple concret de mesure indirecte. En mesurant les deux côtés perpendiculaires d’un triangle rectangle on peut ainsi déterminer la longueur du côté opposé de l’angle droit. Autre exemple, la masse surfacique d’une tôle peut être déterminée en utilisant la masse et l’aire de cette surface de la pièce. Ainsi, la méthode indirecte fait appel à des calculs et des relations qui peuvent être une source d’erreur supplémentaire causée par l’humain ou la machine selon le moyen de calcul.

La matière d’une pièce à mesurer à un rôle essentiel dans le processus de mesure. Les propriétés physiques de celle-ci pèsent dans la balance de l’incertitude. Son état de surface, sa température, sa déformabilité, sa position ou encore sa sensibilité aux multiples perturbations occasionnées par son environnement sont autant de facteurs influençant la mesure. On peut prendre comme exemple le phénomène de dilatation du métal ou encore les impuretés ou rugosité d’une surface après un usinage.

Comme nous l’avons évoqué précédemment, l’incertitude d’un process de mesure n’est pas occasionnée uniquement par le matériel utilisé. Il est essentiel de faire un état des lieux du processus dans sa globalité. Pour cela, le diagramme des 5M permet de bien identifier les causes liées à l’incertitude de mesure. Ainsi, établies et chiffrées ces dernières peuvent soit être corrigées ou bien prises en compte dans les résultats finaux. De ce fait tous les moyens auront été employés pour approcher de la valeur réelle de la grandeur mesurée.