Le dramaturge irlandais George Bernard Shaw a dit un jour : « Le seul homme qui se comporte de manière sensée est mon tailleur ; il prend mes mesures à nouveau chaque fois qu'il me voit, tandis que tous les autres continuent avec leurs anciennes mesures et s'attendent à ce que je les corresponde », une déclaration qui reflète l'importance de mesures fiables et répétées pour de nombreuses raisons et dans de nombreux domaines de la vie.
Imaginez juste une journée dans la vie. Cela pourrait être quelque chose comme ça : « Typique, je me suis fait prendre dans un radar de vitesse en route pour le barbecue de mon ami ce soir, super soirée, la musique un peu forte, mais le steak était grillé à la perfection. Je devrais probablement avoir résisté au dessert – merci Ben de m'avoir fait savoir qu'il faisait 600 calories ! Je ne peux pas me permettre de prendre d'autres kilos de confinement – ce jean commence déjà à être un peu serré. Note à moi-même : régler le réveil pour six heures, viser une balade à vélo de 50 km, ne pas oublier de la suivre sur Strava. Cela signifie que je pourrais arriver au travail un peu plus tard que d'habitude – mieux vaut envoyer un mail à mon patron. Oh, et oui, mets une bouteille d'eau dans le frigo prête pour le matin. Je vais juste préparer une tasse de thé et vérifier la météo pour demain avant de me coucher et d'éteindre les lumières.
Temps, taille, distance, vitesse, direction, poids, volume, température, pression, force, son, lumière, énergie – reconnaissez-vous certains de ces éléments dans le texte ci-dessus ? Ce sont toutes des propriétés physiques que nous mesurons et tenons pour acquises. La vie telle que nous la connaissons ne serait pas possible sans mesure.
Cela était également évident il y a 5000 ans lorsque les gens ont commencé à utiliser des unités de mesure standardisées. En fait, les quatre grandes civilisations antiques, la Chine, l'Inde, l'Égypte et la Mésopotamie, ont toutes eu connaissance de la métrologie. Au départ, les unités de mesure étaient souvent liées à des parties du corps humain : le doigt, la main, le pied, le pas ou la tasse – le volume que l'on peut tenir dans deux mains – et en plus du poids et des mesures, la cohérence contrôlée des mesures incluait également le temps, la distance et la surface.
La métrologie garantissait des mesures uniformes, non seulement en fournissant à la règle ou à l'État la base nécessaire pour percevoir des impôts, mais aussi en offrant la confiance et la certitude nécessaires dans la mesure pour garantir l'intégrité du commerce et des échanges.
Une des premières unités connues utilisées pour mesurer la longueur est la coudée égyptienne. Datant du troisième millénaire avant J.-C., elle correspondait à la longueur de l'avant-bras, du coude à l'extrémité du majeur.
La ‘coudée royale’, connue grâce à l'architecture de l'Ancien Empire, était légèrement plus longue – une coudée commune plus la largeur de la paume de la main du pharaon régnant. Le maître de la coudée royale (étalon principal) était conçu pour durer et était taillé dans un bloc de granit noir. Les ouvriers recevaient des bâtons de coudée en bois ou en granit et, à chaque pleine lune, leurs bâtons de coudée devaient être apportés pour comparaison avec le maître de la coudée royale. Le non-respect de cette obligation était passible de la peine de mort.
Les anciens Égyptiens anticipaient l'esprit du système actuel de métrologie légale, de normes, de traçabilité et de rappel de calibration. Avec cette normalisation et cette uniformité de longueur, ils ont atteint une précision incroyable. La Grande Pyramide de Gizeh est construite avec des côtés de 440 coudées (230,364 mètres). En utilisant des bâtons de coudée, les bâtisseurs étaient à 11,4 cm près – c'est une précision meilleure que 0,05 %.
La Chine ancienne abrite le premier système entièrement organisé de poids et mesures connu. Le contrôle de la qualité dans les industries a évolué pendant la dynastie Shang, du 16e au 11e siècle avant J.-C. Et les découvertes archéologiques démontrent l'utilisation d'un système métrique décimal dès 1600 avant J.-C.
Au cours de la période précédant le 8e siècle avant J.-C., un système normalisé d'équipements de mesure a été établi. L'État définissait et appliquait des règles de qualité dans les ‘Registres d'Étiquette’ et des fonctionnaires d'État spéciaux calibraient ou vérifiaient l'exactitude des instruments de mesure deux fois par an.
L'empereur Qin Shi Huang, qui a uni les États belligérants chinois en 221 avant J.-C., a également unifié son pays économiquement en normalisant les unités de mesure telles que les poids et mesures – il a même standardisé les essieux des chariots pour faciliter le transport sur le réseau routier – mais peut-être plus important encore, il a unifié l'écriture chinoise pour former un système de communication unique pour toute la Chine.
La normalisation et les mesures partagées ont créé une civilisation cohérente – et un grand marché commun – perdurant pendant des millénaires.
Au 19e et 20e siècles, l'industrialisation avec sa production de masse, ainsi que le développement scientifique et technologique, ont élargi la gamme des unités de mesure et ont conduit à la naissance de nouveaux instruments et méthodes de mesure.
Dans de nombreux pays industrialisés, la métrologie s'est développée en une science qui établit des systèmes d'unités et des unités de mesure, développe de nouvelles méthodes de mesure, réalise des normes de mesure et le transfert de traçabilité à partir de ces normes.
En 1875, des représentants de 17 nations ont signé le Traité du Mètre (Convention du Mètre) pour créer "une uniformité et une précision internationales dans les normes de poids et de mesures". En 1960, la Conférence générale des poids et mesures (CGPM) – une organisation intergouvernementale a adopté un ensemble de références de mesure définies au niveau mondial, le Système international d'unités (SI).
L'étalonnage est une comparaison entre des mesures – l'une d'une exactitude connue réalisée avec un appareil et une autre mesure effectuée de manière similaire avec un second appareil, l'unité à tester. L'appareil avec l'exactitude connue ou assignée – la 'valeur vraie' – est appelé la norme. Une chaîne ininterrompue de mesures avec des incertitudes connues relie la mesure de cet appareil aux normes internationales.
Le résultat d'une telle vérification métrologique est soit la conformité, ce qui signifie que l'appareil peut retourner à un service normal ; soit la non-conformité, ce qui nécessite un ajustement, une réparation ou le rejet de l'appareil.
La traçabilité est un principe fondamental dans tout type de travail d'étalonnage. La traçabilité des mesures décrit comment un résultat d'étalonnage, généralement mentionné sur un certificat d'étalonnage, est lié à une norme par une chaîne d'étalonnages, se terminant au sommet – la norme primaire. La chaîne de traçabilité est une chaîne ininterrompue de comparaisons, toutes ayant des incertitudes déclarées.
Les instituts nationaux de métrologie et les laboratoires d'étalonnage accrédités secondaires fournissent une traçabilité au plus haut niveau international. Divers arrangements mutuels de reconnaissance garantissent une traçabilité reconnue au-delà des frontières nationales.
Un étalonnage accrédité est traçable aux instituts nationaux tels que DPLA, NIST, NPL ou PTB. Les laboratoires accrédités délivrent des certificats d'étalonnage conformes aux exigences de l'ISO/IEC 17025 et reconnus par toutes les grandes organisations d'accréditation internationales. Les certificats d'étalonnage accrédités sont des documents légaux acceptables.
Souvent, les instruments de mesure nécessitent un étalonnage accrédité pour obtenir une reconnaissance formelle de tierce partie de l'étalonnage, par exemple, pour répondre à diverses exigences des autorités. Ce niveau de calibration est également requis pour les instruments utilisés comme normes de référence.
L'exactitude et la précision sont les deux caractéristiques qui définissent principalement la qualité d'un dispositif de mesure. L'exactitude d'un système de mesure est le degré de proximité des mesures d'une quantité par rapport à la valeur réelle (vraie) de cette quantité. Les unités de magnitude (erreur absolue) ou pourcentage (erreur relative) expriment cette valeur. La reproductibilité ou répétabilité, le degré auquel des mesures répétées dans des conditions inchangées montrent les mêmes résultats, est appelée précision.
La dispersion des résultats de mesure définit la précision. En effectuant une seule mesure, la précision représente la probabilité qu'elle soit représentative de la moyenne de mesure obtenue en exécutant de nombreuses mesures.
Opérations qui établissent, dans des conditions spécifiées, la relation entre les valeurs indiquées par un instrument de mesure ou un système de mesure, ou les valeurs représentées par une mesure matérielle, ou un matériau de référence, et les valeurs correspondantes d'une quantité réalisée par une norme de référence.
Selon la Coopération internationale pour l'accréditation des laboratoires (ILAC), l'objectif de l'étalonnage est de :
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