Guide du débutant 2025 : Comment comprendre l'incertitude de mesure

Chaque mesure est sujette à de l'incertitude. Divers facteurs, tels que l'instrument de mesure, l'objet mesuré, l'environnement et l'opérateur, peuvent contribuer à ces incertitudes de mesure. Ces incertitudes peuvent être estimées à l'aide d'une analyse statistique d'un ensemble de mesures et d'autres informations pertinentes.

L'incertitude est un facteur crucial qui influence la précision des résultats de mesure dans divers domaines, allant de la conception en ingénierie, au développement de produits et à la recherche scientifique.

Cet article, rédigé par un expert en mesure 3D de SCANTECH, a pour objectif de démystifier l'incertitude de mesure, en la rendant compréhensible pour les personnes qui en savent peu à ce sujet, mais qui ont besoin d'en apprendre davantage.

01 Qu'est-ce que l'incertitude de mesure

En métrologie, l'incertitude de mesure est l'expression de la dispersion statistique des valeurs attribuées à une quantité mesurée. En termes simples, nous exprimons l'incertitude sous la forme d'une plage dans laquelle nous pensons que la valeur réelle est susceptible de se situer.

Par exemple, si vous mesurez la longueur d'une feuille de papier avec une règle, la longueur réelle peut être de 10 mm. Cependant, en raison des limites de précision de la règle, votre mesure pourrait être de 9,8 mm ou 10,2 mm au lieu des 10 mm exacts.

Dans cet exemple, l'incertitude de mesure provient de facteurs tels que la précision de la règle et vos capacités d'estimation visuelle. Par conséquent, nous ne pouvons pas simplement affirmer que la longueur de cette feuille de papier est de 10 mm. Au lieu de cela, nous devons inclure une incertitude, par exemple, (10 ± 0,2) mm, ce qui indique que le résultat de la mesure se situe dans la plage de 10 mm avec une marge de ±0,2 mm.

L'incertitude de mesure sert d'indicateur essentiel, nous offrant des informations sur la fiabilité et la précision de nos résultats de mesure et nous aidant à interpréter les données expérimentales ou de mesure.

02 Comment exprimer l'incertitude de mesure

Quantifier l'incertitude implique deux éléments clés : définir la plage d'erreur, représentant les limites supérieures et inférieures des résultats de mesure, et établir la probabilité de confiance, indiquant à quel point nous sommes confiants que la "valeur réelle" se situe dans cette plage.

En général, nous utilisons une plage avec un facteur de couverture k=2 pour estimer l'erreur de mesure globale, ce qui donne un niveau de confiance d'environ 95%. Cette approche nous permet de décrire l'incertitude des résultats de mesure avec une plage d'erreur minimale et un haut niveau de confiance, facilitant ainsi une meilleure compréhension des résultats de mesure et l'évaluation de leur fiabilité..

Le Centre de Calibration SCANTECH a obtenu la certification ISO 17025:2017 et l'accréditation CNAS, qui sont des normes reconnues au niveau mondial pour la gestion de la qualité dans les laboratoires d'essai et de calibration. Cela signifie que SCANTECH possède la capacité technique de réaliser des calibrations métrologiques traçables dans le domaine des systèmes de mesure 3D optiques conformément aux normes internationales.

Ci-dessous se trouve le certificat du scanner 3D obtenu après calibration au Centre de Calibration SCANTECH. Le scanner 3D a effectué de nombreuses mesures répétées sur l'artéfact sphérique. De plus, nous avons pris en compte des détails tels que le certificat de l'artéfact sphérique et les conditions environnementales de calibration. L'incertitude élargie résultante a été calculée comme suit : U = 0,010 mm, en tenant compte d'un facteur de couverture k=2.

03 Quels sont les facteurs influençant l'incertitude de mesure ?

Lors du processus de mesure, plusieurs facteurs peuvent contribuer à l'augmentation de l'incertitude de mesure. Tout d'abord, il y a la capacité de mesure de l'instrument lui-même par rapport à l'objet, comprenant des facteurs tels que la résolution, la précision, la stabilité et l'état de calibration. Ensuite, les facteurs environnementaux tels que la température, l'humidité et les variations du bruit peuvent avoir un impact sur les résultats de mesure. Enfin, les facteurs humains, tels que les compétences de l'opérateur et les limitations du jugement visuel, peuvent introduire des erreurs dans les résultats de mesure..

04 Erreurs versus Incertitude

Il est important de faire la distinction entre erreur et incertitude. L'erreur désigne l'écart entre la valeur mesurée et la véritable valeur de l'objet mesuré. L'incertitude, quant à elle, est une manière de mesurer le niveau de doute associé à un résultat de mesure. Nous faisons des efforts pour rectifier les erreurs connues chaque fois que cela est possible, par exemple en appliquant les corrections des certificats de calibration. Cependant, toute erreur dont la valeur reste inconnue devient une source d'incertitude.

05 Comment réduire l'incertitude de mesure

Bien que l'élimination complète de l'incertitude de mesure soit impossible, il existe des méthodes pour la minimiser :

Méthodologie de mesure appropriée : Choisir des instruments et des méthodes adaptés aux différents objectifs de mesure et aux caractéristiques de l'objet mesuré.

Calibration et entretien des instruments : Calibrer et entretenir régulièrement les équipements pour garantir des performances optimales.

Utilisation efficace des logiciels: Utiliser des logiciels de traitement et d'analyse des données de haute qualité pour minimiser les erreurs dans le traitement des données.

Amélioration des compétences: Former les opérateurs pour améliorer leurs compétences et leur expérience, réduisant ainsi les erreurs humaines dans les opérations.

Contrôle de l'environnemen : Gérer l'environnement de mesure, y compris l'humidité et la température, pour éviter que les facteurs environnementaux n'affectent les résultats.

06 Réduire l'incertitude de mesure avec le scanner 3D de SCANTECH

Le scanner 3D de SCANTECH se distingue par sa capacité à minimiser l'incertitude de mesure grâce à ses performances robustes :

Haute précision et résolution: Fournissant des données de haute résolution et précises pour capturer les petits détails, minimisant ainsi les erreurs des résultats.

Mesure sans contact : Utilisant des méthodes de mesure sans contact pour éviter les erreurs dues au contact physique avec des surfaces facilement endommagées ou complexes.

Acquisition rapide de données : Obtenant rapidement des données sur la surface de l'objet mesuré, améliorant l'efficacité et réduisant les erreurs potentielles.

Traitement de données avancé : Équipé de logiciels de traitement de données avancés pour une analyse automatisée des données, minimisant l'incertitude provenant du traitement manuel.

Flexibilité et adaptabilité : Montrant une grande adaptabilité aux matériaux et une flexibilité pour mesurer des objets de tailles et matériaux variés..

En conclusion, l'incertitude de mesure, un indicateur quantitatif de la précision, souligne l'importance de comprendre et de traiter les erreurs potentielles dans les résultats de mesure. L'utilisation d'instruments appropriés, la prise en compte des conditions environnementales et l'amélioration des techniques opérationnelles contribuent aux efforts continus pour réduire l'incertitude de mesure, améliorant ainsi la précision des mesures et la crédibilité des résultats.