Evaluation des incertitudes de mesure

Introduction

En optique comme dans les autres sciences expérimentales, il n'existe pas de mesures exactes. Celles-ci ne peuvent être qu'entachées d'erreurs plus ou moins importantes selon la méthode choisie, le mode opératoire, la qualité des instruments de mesures ou l'habileté du manipulateur.

Évaluer l'incertitude sur une mesure est une démarche complexe qui constitue une branche des sciences appelée métrologie. De manière à ce que cette évaluation soit basée sur un consensus large et universellement reconnu, il existe un guide pour l'expression des incertitudes de mesure dont la version française est la norme NF ENV 13005 datée d'août 1999 . En ce qui concerne le vocabulaire à employer, la norme NF X07-001 de décembre 1994 rassemble l'ensemble du Vocabulaire International de Métrologie (VIM).

Vocabulaire de base

Les formats et termes généraux rassemblés dans le tableau 1 seront utilisés dans la suite du document.


   
    Tableau 1 : conventions d'écriture et signification des symboles de base
Tableau 1 : conventions d'écriture et signification des symboles de base [zoom...]

Remarque :

  • Ne pas confondre Y et y : Y désigne la grandeur faisant l'objet d'un mesurage alors que y désigne le résultat numérique du mesurage.

  • La notation u et U provient de l'anglais «uncertainty»

Types de mesure

La mesure y d'une grandeur Y peut être obtenue :

  • soit directement comme dans le cas de la mesure d'une distance X à l'aide d'un réglet

  • soit indirectement comme dans le cas de la mesure d'un déplacement L par méthode interférométrique.

Dans le premier cas la relation fonctionnelle est simple du type si on réalise N mesures répétées de la distance X et qu'on en prend la valeur moyenne .

Dans le second cas, le déplacement L est tel que p est un entier, la longueur d'onde dans le vide de la source lumineuse utilisée dans l'interféromètre et n(T,P,H) l'indice du milieu (air par exemple) dans lequel se propage les rayons lumineux, lui-même fonction de la température T du milieu ambiant, de sa pression P et de son degré d'hygrométrie H.

D'une manière générale, on aura seront des grandeurs d'entrée faisant généralement l'objet d'un mesurage direct.

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