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En anglaisRÉSUMÉ
La traçabilité métrologique mise en place dans les chaînes d’étalonnage permet de garantir la qualité des résultats délivrés par les instruments de mesure. Cet article choisit l’exemple de la température pour illustrer cette nécessité. Après avoir introduit le système français des chaînes d’étalonnage, de la référence nationale à la mesure au sein d’un processus, il présente les moyens et méthodes disponibles permettant le raccordement des appareils de mesure de la température.
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Auteur(s)
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Georges BONNIER : Consultant - Ancien Directeur adjoint de l’INM (CNAM)
-
Françoise LE FRIOUS : Chargée de programmes R&D au Laboratoire national de métrologie et d’essais LNE
INTRODUCTION
Dune manière générale, l’amélioration de l’efficacité des processus passe par la garantie de l’exactitude des valeurs délivrées par les appareils de mesure. Pour répondre à ce besoin, qui se manifeste d’ailleurs pour toutes les grandeurs physiques, il faut disposer de références sûres et de moyens de transférer ces références d’une étape à l’autre de la chaîne d’étalonnage, c’est-à-dire depuis la référence nationale jusqu’à la mesure industrielle. Le processus qui vient d’être décrit n’est rien d’autre que la mise en place des méthodes destinées à établir la « traçabilité » des mesures.
Ce dossier cherche à illustrer la notion de traçabilité au sein des chaînes d’étalonnage en prenant l’exemple des mesures de température. La température est en effet une grandeur qui influence de très nombreux processus scientifiques, techniques ou industriels et sa mesure est donc effectuée des milliers de fois chaque jour.
Après une description sommaire du système d’étalonnage français, la chaîne d’étalonnage « Température » est présentée à partir des moyens et méthodes permettant de raccorder les instruments de mesure de température. Puis les méthodes d’évaluation des incertitudes associées au processus d’étalonnage sont illustrées par l’exemple de l’étalonnage par comparaison d’un couple thermoélectrique.
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3. Chaîne d’étalonnage de température
Deux laboratoires nationaux sont chargés du domaine des températures : le LNE-INM, pour les activités métrologiques sur l’unité (le kelvin) et les échelles de température, et le LNE, pour le transfert des références nationales de température.
Raccorder un instrument de mesure de température revient à établir la traçabilité de cet instrument jusqu’à la référence nationale de température. La technique de raccordement dépend à la fois du domaine de températures et de l’exactitude finale souhaitée.
Le kelvin est défini comme étant la fraction 1/273,16 de la température thermodynamique du point triple de l’eau. Mais, en pratique, les références de température sont la matérialisation de l’Échelle Internationale de Température de 1990 (EIT-90) au-dessus de 0,65 K et de l’Échelle Provisoire pour les Basses Températures (EPBT-2000) entre 0,9 mK et 1 K .
3.1 Mise en place des références nationales de température
Nous nous limitons ici au domaine de température le plus couramment utilisé, celui de l’EIT-90.
L’EIT-90 est fondée sur les valeurs des températures assignées à un certain nombre d’états d’équilibre reproductibles (points fixes de définition) et sur des instruments spécifiés, étalonnés à ces températures. L’interpolation entre les températures des points fixes est réalisée au moyen de formules servant à établir la relation entre les indications de ces instruments et les valeurs T90 des températures définies dans l’échelle.
Les points fixes de...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - NF EN ISO 9000 - Systèmes de management de la qualité. Principes essentiels et vocabulaire - . p. 12, § 3.5.4. Octobre 2005 http://bipm.org/en/publications.
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(2) - NF X 07-001 - Normes fondamentales. Vocabulaire international des termes fondamentaux et généraux de métrologie - . p. 47, § 6.10. Décembre 1994.
-
(3) - Le système international d’unités - . Brochure du BIPM, 7e édition de 1998 et supplément de 2000 à la 7e édition, documents accessibles sur le site web http://www.bipm.org/en/publications.
-
(4) - ERARD (L.) - Organisation de la métrologie en France - . Le LNE, Techniques de l’ingénieur, Traité Mesures. Généralités R 60v2, 2006.
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(5) - Compléments d’information à l’Échelle internationale de température de 1990 - . Monographie du BNM, no 17, BNM, 1998, Annexe 1.
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