Introduction

Sans que nous en ayons toujours conscience, la métrologie, qui peut être définie comme "l'art d'effectuer une mesure", est au coeur de notre vie quotidienne depuis la fin du XVIII siècle.

Par exemple, le commerce, auquel notre société accorde tant d'importance, ne saurait exister sans la confiance des acteurs dans la nature et les quantités des objets échangés. La définition rigoureuse des grandeurs échangées et de leurs quantités repose sur des étalons et des mesures. De même certains aspects de l'application de la loi, comme la limitation de la vitesse des véhicules, nécessite notre confiance dans les méthodes de mesure utilisées.

Nous sommes avides de biens matériels le plus souvent manufacturés, là encore nous attendons d'eux de pouvoir leur accorder notre confiance quant à leur fonctionnement ou à la sécurité de leur usage, confiance qui repose de plus en plus sur la conformité de ces objets aux normes en vigueur. La vérification de la conformité aux normes passe par la mesure des caractéristiques essentielles de ces objets, la fréquence d'émission d'un téléphone portable, par exemple.

La métrologie est un art autant qu'une science, car étant au coeur des échanges et prétendant tous les examiner, elle finit par s'incliner devant les usages, au prix de compromis qui lui sont propres. Pour autant, la métrologie repose sur des principes et des méthodes scientifiques rigoureuses. En particulier elle puise ses bases dans tous les domaines de la physique. Elle appuie également sa démarche sur des éléments des mathématiques, comme le calcul numérique, les statistiques ou le calcul différentiel.

Ce cours vise à apporter aux étudiants les éléments théoriques, les méthodes et la pratique de la métrologie.

Un exposé en amphithéâtre soutenu par des transparents...

 Proposition de plan et une version plus détaillée
 Introduction : Historique et Système International
 Grandeurs
 Mesurages
 Méthodes de calculs de propagation des incertitudes

... Et des supports de cours

Un lexique du petit métrologiste, basé sur le VIM et le GUM
Quelques éléments de base à savoir appliquer absolument
Un schéma pour comprendre les termes de répétabilité, justesse, fiabilité, exactitude  
Les différentes distributions statistiques suivies par les mesurandes et leurs coefficients d'élargissement
Un dessin pour comparer incertitude et tolérance

Les unités fondamentales du système international
Les unités dérivées du système international
Les liens entre unités résumés dans un graphe
Les constantes fondamentales utilisées en physique

Les principes de la nomenclature des normes
Quelques références de normes dimentionnelles
Quelques coefficients de dilatation thermique

Un exemple de chaine de mesure, chaque étage introduit plusieurs sources d'incertitudes.
Un exemple du graphe de vie d'un appareil de mesure
Un exemple de fiche de vie d'un appareil de mesure


Le diagramme d'Ishikawa dit "en arête de poisson" pour réaliser visuellement une liste des sources d'incertitudes triée suivant les "5 M" et pouvoir travailler à plusieurs.
Un organigramme décrivant les étapes de la réalisation d'un bilan d'incertitudes
Un exemple de bilan d'incertitudes tel qu'attendu en fin de travail
Un tableau de travail plus souple, permettant d'organiser pour le calcul les informations collectées en listant les sources d'incertitudes

Les outils mathématiques de la métrologie (en principe le symbole grand delta doit être remplacé par U)
Une table des dérivées usuelles pour calculer les coeffcients de sensibilité

Quelques abbréviations standards en métrologie