Webinaire Étalonnage

1. Introduction

1. Introduction « On fait toujours des erreurs lorsque l'on mesure, le tout est de savoir dans quelle mesure. » (Dave Packard, co-fondateur de Hewlett-Packard.)

1.1. Étalonnage et ajustage Étalonnage : constatation et documentation de l’écart d’un appareil de mesure par rapport à un autre appareil à des conditions définies. Cet appareil est désigné comme « étalon ». L’étalonnage comprend la documentation des écarts, le calcul de l'incertitude de mesure et la délivrance du certificat. L’étalonnage permet de conclure au passé de l’appareil. Pour définir clairement l’état d'un instrument de mesure, celui-ci doit être doté d'une étiquette d'étalonnage.

1.1. Étalonnage et ajustage Ajustage : réglage d’un appareil de mesure pour que l’écart par rapport à la valeur correcte soit le plus petit possible. L’ajustage exige une intervention sur l'appareil de mesure.

1.1. Étalonnage et ajustage Étalonnage : comparaison de valeurs de mesure traçables par rapport à un étalon (national) Ajustage : intervention sur l’appareil de mesure

2. Étalons et traçabilité

2. Étalons et traçabilité La traçabilité signifie que les résultats des mesures se réfèrent aux étalons nationaux et internationaux grâce à une chaîne ininterrompue d'étalonnages. Un étalon est un objet de comparaison métrologique, un produit de comparaison ou un appareil de mesure précis servant à l'étalonnage d'autres appareils de mesure. Les étalons ont souvent été étudiés pendant une très longue période, comme c'est le cas des mesures de volume en verre de Pompéi.

2. Étalons et traçabilité Depuis 1888/89, l’étalon kilogramme par exemple sert de valeur de référence unique dans le monde pour l'unité de mesure « kilogramme ». Celui-ci est conservé dans un coffre-fort du Bureau International des poids et mesures (BIPM) à Sèvres, près de Paris. Outre le prototype international du kilogramme, il existe des prototypes nationaux pour toutes les grandeurs de base dans la plupart des États-membres de la Convention du Mètre. Le Système international d'unités, abrégé en S.I., est fondé sur ces grandeurs de base. Ce système d'unités métrique introduit en 1960 est aujourd'hui le système d'unités le plus répandu dans le monde pour les grandeurs physiques.

2.1. Traçabilité par rapport aux étalons Étalon de travail / d'usine : Étalon qui est utilisé couramment pour étalonner ou contrôler des matérialisations de grandeurs, des appareils de mesure ou des matières de référence.  Étalon de référence : L’étalon le plus précis disponible à un lieu donné ou au sein d'un organisme, où l’on en déduit les mesures.  Un étalon de travail est généralement étalonné au moyen d'un étalon de référence. Etalon national : Étalon de référence Étalon de travail Étalon d’usine Instrument de contrôle / Appareil de mesure

Traçabilité sans étalon Dans beaucoup de domaines, il n’existe pas d’étalon auquel on peut comparer les résultats de mesure (p.ex. dans le cas de la mesure de l’huile de friture). Si c'est le cas, le principe utilisé pour l’étalonnage doit être documenté. Il s'agit de procédés (reconnus) définis p.ex. dans les normes ou par les fabricants de l’instrument de contrôle.

3. Normes et directives

3.1. ISO 9001 La norme ISO 9001 stipule que les instruments de contrôle doivent être étalonnés régulièrement. Selon l'ISO 9001, les instruments de contrôle doivent : être étalonnés au moyen de dispositifs d’étalonnage traçables par rapport aux étalons internationaux et nationaux. être étalonnés et ajustés régulièrement ou avant utilisation. Les résultats de l’étalonnage doivent en outre être enregistrés. être marqués de sorte que l’état d’étalonnage soit visible. être protégés contre tout déréglage de sorte que l'étalonnage ne devienne pas caduc. être protégés contre les dommages ou préjudices pendant leur manipulation, maintenance et stockage.

3.2. Groupements internationaux Les instituts métrologiques nationaux (IMN) sont à la pointe de la hiérarchie des instruments de contrôle dans un Etat. Ils constituent la base pour la détermination des valeurs de tous les étalons nationaux inférieurs pour une grandeur de mesure. Aux Etats-Unis, il s’agit du « National Institute of Standards and Technology (NIST) ». Au niveau international, différents organismes se chargent de la coordination des services d’étalonnage nationaux. En Europe, par exemple, l’European Cooperation for Accreditation of Laboratories (EA) sert de lien entre les systèmes d'accréditation nationaux, au niveau mondial, il s'agit de l'ILAC (International Laboratory Accreditation Cooperation).

3.2. Groupements internationaux A l’EA/ILAC, les directives suprêmes sont concertées. Les procédés techniques détaillés, tels que l’étalonnage de thermocouples, y sont également documentés par écrit. L'acceptation mutuelle des résultats d’étalonnage est ainsi renforcée et l'objectif du "One-Step-Testing" (contrôle en une étape) des systèmes de mesure sur le chemin entre le fabricant et le client est atteint. Les accords de l'UE avec des Etats tiers relatifs à la reconnaissance mutuelle des évaluations de conformité (Mutual Recognition Agreements on Conformity Assessment – MRA) constituent une autre base pour la constitution de services d’évaluation de la conformité.

3.3. Types d'étalonnage Il existe deux différents types d'étalonnage : Étalonnage accrédité (p.ex. : DAkkS (D), Akkreditierung Austria (ÖKD, A), SCS (CH), UKAS (GB), NVLAP (US)) Les entreprises choisissant un étalonnage accrédité reçoivent un service du plus haut niveau métrologique. Les procédés d’étalonnage et documents accrédités sont un modèle pour toutes les tâches d’étalonnage industriel. L'aspect et le contenu des certificats sont déterminés par l'organisme d'accréditation national et consignés dans le manuel d'assurance qualité du laboratoire. En Allemagne, les certificats DAkkS sont par exemple considérés comme des preuves recevables devant les tribunaux. Étalonnage ISO Les étalonnages ISO sont utilisés dans tous les secteurs dans lesquels un contrôle des instruments de contrôle et un étalonnage sont nécessaires, mais qui n’exigent pas d’étalonnage plus spécifique. Les étalonnages ISO peuvent, en principe, être effectués par les entreprises elles-mêmes. La précision des détails et l'exécution n'étant pas déterminés, une zone grise subsiste.

3.3. Types d'étalonnage Les différences déterminantes entre les deux types sont les suivantes : Format Nombre de mesures Accréditation ISO 17025 (pour signer le MRA, les laboratoires d’étalonnage doivent être accrédités selon la norme internationale DIN EN ISO 17025.) Précision Calcul de l’incertitude de mesure Personnel qualifié

4. Déroulement d’un étalonnage

4. Déroulement d’un étalonnage Si le délai de réétalonnage d'un instrument de contrôle arrive à échéance ou si l'instrument de contrôle a été endommagé, il doit être étalonné. Si la conformité est constatée, une nouvelle date d’étalonnage est fixée, l'instrument de contrôle est marqué comme étant étalonné et un certificat est établi. L'appareil de mesure est renvoyé à son utilisateur et peut immédiatement être réutilisé. Si le résultat de l’étalonnage n'est pas conforme, il faut évaluer si ceci peut avoir des conséquences sur les produits de l'utilisateur et ce dernier doit être contacté. L’étalonnage est en effet un examen du passé. Si des erreurs sont à craindre, la suite de la procédure doit répondre aux prescriptions spécifiques du client. Si aucune conséquence n'est à craindre, l'instrument de contrôle peut être ajusté (si possible), puis à nouveau étalonné. Si l'instrument de contrôle ne peut pas être ajusté, il doit être éliminé.

4. Déroulement d’un étalonnage Instrument de contrôle utilisé Date d’étalonnage arrivée ? oui Instrument de contrôle endommagé ? non Certificat Étalonnage Certificat Instrument de contrôle conforme ? Fixation de la date de réétalonnage et marquage oui non Evaluation de l'effet sur les produits Erreur à craindre ? Continuer selon chap. … (QSA) oui non Instrument de contrôle ajustable ? Élimination/ Nouvelle évaluation non Ajustage

4.1. Intervalle d’étalonnage L’intervalle d'étalonnage est l'intervalle régulier entre deux étalonnages. Les personnes responsables des instruments de contrôle doivent viser le compromis optimal entre la sécurité et les coûts. De longs intervalles d’étalonnage réduisent certes les frais d’étalonnage, mais un long cycle présente aussi des risques énormes de non-conformité. Coûts Frais engendrés par les erreurs Frais d’étalonnage Temps (mois) Solution optimale Intervalle d’étalonnage

4.2. Points d’étalonnage Les instruments de contrôle présentent souvent une vaste étendue de mesure. C’est pourquoi l'utilisateur de l'instrument de mesure doit aussi trouver un compromis entre le risque d'un instrument de contrôle étalonné de manière superficielle et les coûts. Un étalonnage doit s’orienter sur la pratique ; en d'autres termes, les points d'étalonnage doivent se situer dans la plage de travail de l'instrument de contrôle. Les laboratoires d’étalonnage recommandent toujours trois points d’étalonnage, répartis sur toute la plage d'utilisation. Si une sonde de température doit contrôler un processus de réglage de la température dans une plage allant de 50 à 250 °C, les trois points d’étalonnage suivants peuvent être choisis. Valeurs de consigne en °C Point supérieur du processus Point du processus au centre de la plage d’étalonnage Point inférieur du processus

4.3. Incertitude de mesure Ce n'est pas facile d’évaluer la qualité d’une mesure ou d’un étalonnage. Une mesure comparative peut être réalisée très rapidement et les valeurs lues peuvent être inscrites dans un certificat. La différence peut également être calculée. Mais quelle est la pertinence de ces indications si une erreur de lecture, p.ex., est survenue ou que la sonde de température n'a été plongée que quelques secondes dans un liquide d’étalonnage ? C'est pourquoi une valeur d’étalonnage ou de mesure complète se compose de plusieurs éléments : la valeur de référence, la valeur affichée, l’écart et la tolérance ou l’incertitude de mesure. Incertitude de mesure Valeur correcte Valeur mesurée Valeur de référence Valeur affichée Écart Incertitude de mesure

4.4. Qu’est-ce qui rend l'étalonnage caduc ? Un étalonnage effectué avec succès ne signifie pas que l'appareil fonctionnera forcément correctement pendant tout l'intervalle d'étalonnage. Les étalonnages peuvent perdre leur validité. Un étalonnage peut devenir caduc par exemple par des interventions sur des éléments ajustables (p.ex. sur une sonde d'humidité). C'est pourquoi un scellé est souvent apposé à ces endroits. Dès que le scellé est rompu, l'instrument de contrôle perd son état d’étalonnage. Un nouvel étalonnage est nécessaire.

5. Marquage

5. Marquage Lorsqu'un étalonnage est terminé, l'instrument de mesure doit être marqué afin que son état soit connu de l'utilisateur. Ceci est fixé entre autres dans la norme ISO 9001. Chaque instrument de mesure doit porter une indication claire de la date du prochain étalonnage. Un marquage clair de l'affectation de l’instrument doit reprendre clairement le numéro d'identification et l’étiquette de validité.

5. Marquage La plupart des contenus sont identiques pour les certificats ISO et DAkkS. Les contenus des certificats DAkkS sont prédéfinies, alors que ceux des certificats ISO peuvent être choisis librement. Chaque certificat d'étalonnage DAkkS doit contenir les indications obligatoires suivantes qui devraient aussi figurer dans chaque certificat ISO : Description et identification de l'instrument de mesure, date d’étalonnage Résultats d’étalonnage obtenus après un ajustage ou des réparations Identification de la méthode d’étalonnage, conditions ambiantes Étalon utilisé pour garantir la traçabilité Indication des incertitudes lors de l'étalonnage de l'instrument de mesure Identification de la / des personne(s) ayant procédé à la confirmation Identification de la / des personne(s) devant garantir l'exactitude des informations enregistrées Identification précise (p.ex. numéro de série) de l'instrument de mesure

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