En métrologie, une mesure ou un mesurage, est le . vignette|Mesurage avec une colonne de mesure. C'est la définition donnée par le Bureau international des poids et mesures dans un document largement diffusé définissant la terminologie de la métrologie, le Vocabulaire international de métrologie ; il existe une version plus actuelle du VIM, de 2012, avec de petites corrections, mais moins facile d'exploitation..

Il est à remarquertoujours d'après le que : les mesurages ne s'appliquent qu'aux propriétés quantitatives ; sont donc exclues les propriétés qualitatives ; tout mesurage implique la comparaison de grandeurs et comprend le comptage d'entités ; en métrologie, un mesurage se traduit finalement par un résultat de mesure, en employant un système (ou instrument) de mesure étalonné, et suivant une procédure de mesure.

Les mesures sont susceptibles d'erreurs et d'incertitudes ; aussi, en fonction de leur aptitude à donner des résultats corrects, elles peuvent être qualifiées de différentes façons.

Terminologie La définition d'un mesurage s'appuie sur des termes précisés ou non du VIM ; suivent d'autres termes employés dans la page et précisés par le VIM.

Processus de mesure Le « processus de mesure » met en œuvre un certain nombre d'éléments que l'on peut présenter ici succinctement par l'approche 5 M, soit : La matière, ici le mesurande ou la grandeur à mesurer ; Le matériel ou instrument de mesure ; La méthode : procédure de mesure ; La main-d'œuvre, c'est-à-dire, l'opérateur ; Le milieu, soit l'influence de l'environnement - la température notamment - sur le mesurage.

Valeur d'une grandeur La « valeur d'une grandeur » soit, d'après le VIM : . C'est généralement le produit d'un nombre et d'une unité de mesure. Exemples : la longueur d'une tige métallique : ou ; la masse d'une personne : ; la vitesse d'une automobile : ; la température Celsius d'un compartiment de congélateur : …

Mesurande Le « mesurande » est la grandeur que l'on veut mesurer. Soit par exemple la longueur d'une tige à mesurer qui peut être connue ou inconnue : ce peut être une tige étalon connue de de valeur vraie (à la température de référence ) ou une tige fabriquée - inconnue, que l'on va mesurer - suivant la spécification de 100 ± .

Valeur vraie La « valeur vraie » d'une grandeur de référence est . C'est le cas des étalons dont l'incertitude est négligeable par rapport à l'incertitude de mesure du mesurande. Exemple : la tige étalon de citée, dite de classe 3, a une tolérance de ± et une incertitude de ± ; cette tige va servir à étalonner l'instrument de mesure employé pour mesurer les tiges fabriquées suivant la cote de 100 ± . La tolérance de la spécification (± ) est très grande par rapport à la tolérance (± ) et l'incertitude (± ) de l'étalon. On peut donc considérer que sa valeur vraie (d'ailleurs gravée sur l'étalon) est de .

Incertitude de mesure L'« incertitude de mesure » est, sommairement, . Exemple : après étalonnage sur l'étalon de , l'instrument à une incertitude globale supposée de ± .

Résultat de mesure Un « résultat de mesure » est un .

Exemples simplifiés : Un premier mesurage d'une pièce particulière fabriquée suivant la spécification 100 ± , comme cité précédemment, a donné la valeur . Le résultat de cette mesure unique peut s'exprimer ainsi :

Un autre mesurage indépendant du précédent, de cinq valeurs consécutives, donne les valeurs suivantes : 99,7 ; 99,72 ; 99,69 ; 99,73 ; . Le résultat de mesure peut s'exprimer de la façon suivante :

Remarques : le résultat final, en ne gardant que deux chiffres significatifs après la virgule s'exprimerait plutôt par : Vm = ± . l'incertitude sur la moyenne de cinq valeurs est réduite par rapport à l'incertitude sur une seule valeur, ce qui est logique. La démonstration de cette réduction dépasse le cadre de cette présentation.

L'expression du résultat d'un mesurage, avec une incertitude associée, concerne les laboratoires et le domaine industriel travaillant avec des partenaires dans un rapport « client-fournisseur ». Pour des mesurages non contractuels industriels et dans le domaine « grand public » on se contente le plus souvent d'une seule valeur lue comme résultat de mesurage.

Erreur et incertitude de mesure Erreur de mesure : « différence entre une valeur mesurée et une valeur de référence ». Cette notion d'erreur est trop complexe pour être développée ici.

L'incertitude de mesure : est « la dispersion des valeurs attribuées à un mesurande » présentée plus haut. Un article détaillé développe le sujet.

Qualification des mesures Pour comparer des mesurages d'une même référence par différents processus de mesure on peut être amené à employer des termes qualifiant de façons différentes ces comparaisons. Ces termes sont l'exactitude, la justesse et la fidélité de mesure.

Exactitude de mesure

Remarques : Ce n'est pas une grandeur et elle ne s'exprime pas numériquement. Elle peut servir à classer différentes mesures. Elle remplace l'ancien terme « précision » qui n'est plus à employer en métrologie.

Exemple simple : deux mesurages différents de l'étalon de précisé plus haut ont donné respectivement : et . On peut dire que l'exactitude de la première mesure est meilleure que la seconde, ceci quel que soit le processus de mesure et son incertitude.

vignette|centré|400 px|Exactitude de mesure (distance OX).

Justesse de mesure

Remarque : Comme l'exactitude, ce n'est pas une grandeur et elle ne s'exprime pas numériquement.

Exemple simple : deux mesurages d'une cinquantaine de valeurs différentes de l'étalon de précisé plus haut ont donné respectivement comme valeur moyenne : et . On peut dire que la justesse du premier mesurage est meilleure que celle du second, ceci quel que soit le processus de mesure et son incertitude.

400px|vignette|centré|Justesse de mesure (distance Oo).

Fidélité de mesure

Remarque : À la différence de l'exactitude et de la justesse, la fidélité s'exprime numériquement. Elle peut être exprimée par l'écart-type de la dispersion des mesures considérées.

Exemple simple : Un mesurage de cinq valeurs consécutives d'une pièce particulière fabriquée suivant la spécification 100 ± , comme cité précédemment, donne les valeurs suivantes : 99,7 ; 99,72 ; 99,69 ; 99,73 ; . L'écart-type expérimental de la dispersion sur ces valeurs est σ n-1 < 0,02 (en vrai : 0,01816…) ; c'est la fidélité de mesure de l'expérience.

400px|vignette|centré|Fidélité de mesure (Ø enveloppe des X).

Notes et références Notes

Références

Annexes Bibliographie Jean Perdijon, Pour faire bonne mesure, Les Ulis, EDP sciences, 2020.

(ISBN sur l'ouvrage erroné)

Articles connexes Métrologie ; Mesure (épistémologie) ; Étalonnage (métrologie) ; Erreur (métrologie) ; Calcul d'incertitude ; Dispersion statistique ; Instrument de mesure…

Liens externes Vocabulaire international de métrologie — Concepts fondamentaux et généraux et termes associés (VIM)

Catégorie:Métrologie