1 Resume de Metrologie Dimensionnelle

Résumé de métrologie dimensionnelle IUT Nancy-Brabois Dpt QLIO à Lunéville Cyril Domptail

1/18

Résumé de métrologie dimensionnelle

Sommaire

1-Introduction

2-Normalisation

3-Métrologie portative

4-Métrologie au marbre

5-Métrologie tridimensionnelle

6-Conformité et optimisation des mesures

7-Métrologie des états de surface

8-Incertitudes de mesure

9-Gestion de la métrologie


2/18

1-Introduction

La métrologie est la science de la mesure. La mesure est l’évaluation d’une grandeur

ainsi que la détermination de l’incertitude liée à cette mesure.

La métrologie permet de déterminer la conformité des produits mais elle participe aussi

l’amélioration de la qualité. En effet, on ne peut valider une action sur un procédé qu’en

vérifiant le résultat de cette action par une mesure.

2-Normalisation

Les produits manufacturés sont conçus sur des plans. Ces plans comportent une

représentation graphique de chaque pièce à réaliser ainsi que des annotations complémentaires

dont fait partie la cotation.

La métrologie n’a de sens que si le concepteur et le métrologue interprètent cette

cotation de la même manière. Les normes servent à fixer les définitions et les méthodes de

travail. Dans le domaine de la métrologie, les normes sont regroupées sous l’appellation GPS

(Spécifications Géométriques des Produits) et sont disponibles à l’AFNOR.

Nous classerons la cotation en 2 grandes familles :

-Les spécifications dimensionnelles et angulaires.

-Les spécifications géométriques.

Spécifications dimensionnelles et angulaires

Les spécifications dimensionnelles peuvent se présenter sous plusieurs formes :

-Cas général :

+0,1

Exemple : 10-0,2

La plus grande pièce acceptée est 10,1 : tolérance supérieure Ts

La plus petite pièce acceptée est 9,8 : tolérance inférieure Ti

La différence entre Ts et Ti s’appelle Intervalle de Tolérance : IT=0,3

-Ajustement :

Exemple : 10H7g6

Ce type de cotation correspond à des valeurs numériques figurant dans les tableaux des

ajustements. En mécanique, on ajuste très souvent des pièces de révolution. La cotation

permettant d’obtenir un jeu important, faible ou un serrage, a déjà été déterminée. Le

concepteur dispose d’un tableau qui le guide dans le choix des lettres à inscrire à la suite de la

cote nominale en fonction du fonctionnement souhaité.

Le fabriquant et le métrologue utilisent un tableau permettant de faire la correspondance

entre l’ajustement normalisé et la tolérance chiffrée.

Les lettres majuscules sont utilisées pour les alésages (partie femelle).Les lettres

minuscules correspondent à l’arbre (partie mâle). Les chiffres donnent la qualité de la cote.

Plus les chiffres sont petits, plus l’intervalle de tolérance est petit (ajustement précis).

Cote nominale en mm si aucune autre unité n’est

indiquée

Ecart inférieur ei

Ecart supérieur : es


3/18

-Tolérance générale :

Dans certains cas, les cotes semblent ne pas avoir de tolérance. Une tolérance générale

doit donc figurer dans le cartouche (tableau en bas à droite du dessin de définition de chaque

pièce).

Exemple :

Tolérance générale ±0,1 : toutes les cotes ont cette tolérance si aucune n’est inscrite

Tolérance générale ISO 2768 m K : chercher dans un tableau les tolérances pour chaque cote

n’en portant pas. Ce type de tolérance est basé sur la fonction de chaque cote ainsi qu’un

système de classe de précision.

Tolérance générale JSjs13 : on utilise le tableau des ajustements pour trouver les valeurs

numériques associées.

Spécifications géométriques

Les spécifications géométriques sont indispensables pour définir complètement la forme des

pièces :

Exemple : le plan

Cette pièce est conforme :

Il n’est pas sûr qu’elle

assure un bon fonctionnement

Il faudrait aussi que les faces opposées soient parallèles, c’est pourquoi on peut ajouter une

contrainte de parallélisme entre les 2 faces (si nécessaire).

10±0,1

10 10


4/18

Les tolérances géométriques sont les suivantes :

Exemple de notation et interprétation :

Interprétation :

Pour comprendre la signification du parallélisme nous allons représenter la pièce en exagérant

ses défauts.

A

0,04 A

Référence

repérée par un

triangle noir

inversé

Elément tolérancé

ou spécifié

Symbole

Valeur de la

tolérance

Référence


5/18

Analyse de la spécification :

Elément tolérancé (ou spécifié) : une surface réputée plane

Zone de tolérance : forme :2 plans parallèles entre eux distants de 0,04

Contrainte : les 2 plans sont parallèles à la référence A (construite)

Référence : réelle : 1 surface réputée plane (A)

Construite : plan tangent à la surface réputée plane A

Remarques : Pour faire la différence entre des surfaces réelles qui ont des défauts et des

surfaces définies par les mathématiques, on utilise le terme « surface réputée plane » au lieu

de surface plane.

La référence de mesure n’est pas directement la surface réputée plane A car celle-ci n’est pas

un plan parfait. Il faut donc construire ce plan en créant un plan tangent à la surface (ce que

fait automatiquement un marbre).

L’appareil de contrôle sera en contact avec la référence construite (marbre).

Exemple de mesure de la pièce (la surface réputée plane A est en contact avec le marbre) :

On déplace l’appareil de mesure ou la pièce pour chercher la

différence entre le point le plus haut sur la pièce et le plus bas. Cette différence est la mesure

du parallélisme qu’il faut comparer à 0,04.

Certaines notions comme le maximum de matière, le principe de l’enveloppe, la zone

projetée, les systèmes de référence figurent dans la version longue du cours.

A

Plan tangent à la

surface réputée plane

A=référence A

construite

2 plans // qui

encadrent la

surface spécifiée et

// à référence A

=mesure du

parallélisme

La pièce


6/18

3-Métrologie portative

Les instruments portatifs permettent de mesurer les tolérances dimensionnelles et

angulaires courantes.

On peut classer ces instruments 2 catégories :

Les instruments de mesure (l’appareil donne une valeur de la dimension).

Les instruments de contrôle (l’appareil donne un résultat du type conforme/non-

conforme.

Principaux instruments de mesure :

-Le réglet (incertitude de mesure entre ±1 et ±0,5mm)

-Le pied à coulisse à vernier (incertitude de mesure entre ±0,02 et ±0,04 mm)

-Le pied à coulisse numérique (incertitude de mesure entre ±0,02 et ±0,04 mm)

-La jauge de profondeur à vernier (incertitude de mesure entre ±0,02 et ±0,04 mm)

-Le micromètre au 1/100 mm (incertitude de mesure de l’ordre ±0,01)

-Le micromètre numérique au micron (incertitude de mesure de l’ordre de ±0,005)

-La jauge micrométrique de profondeur au 1/100 (incertitude de mesure de l’ordre

±0,01)

-L’alèsomètre au 1/100 (incertitude de mesure de l’ordre ±0,01)

-L’alèsomètre au micron (incertitude de mesure de l’ordre de ±0,005)

-Le comparateur à tige radiale au 1/100 ou au micron

-Le comparateur à levier au 1/100 ou au micron

-Le rapporteur d’angle de précision

Principaux instruments de contrôle :

-Le tampon lisse

-La jauge plate

-Le calibre à mâchoire

-Le tampon fileté

-La bague filetée

Tous ces instruments fonctionnent sur le principe du entre/entre pas. Une partie de

l’instrument est à la dimension de la cote maxi, l’autre à la cote mini.

Pour contrôler les instruments de mesure ou pour faire des réglages, on peut utiliser des cales

étalon ou des bagues étalon.

Remarque : les incertitudes de mesure sont données à titre indicatif car elles dépendent de

nombreux paramètres (appareil, pièce, facilité d’accès à la pièce, environnement, opérateur

…). Une estimation complète doit être faite pour connaître l’incertitude de mesure dans un cas

précis.

Pour voir les instruments :

http://www.mitutoyo.fr/

http://www.tesabs.ch/Catalog/Fr/CatTESAFr/html/CatTESAFr.html

http://www.mitutoyo.fr/

http://www.tesabs.ch/Catalog/Fr/CatTESAFr/html/CatTESAFr.html


7/18

4-Métrologie au marbre

La métrologie au marbre utilise principalement un marbre, des comparateurs, des cales

étalon, des dispositifs de positionnent des pièces pour réaliser le contrôle des spécifications

géométriques :

Exemple pour la mesure de la planéité d’une culasse :

La pièce est posée sur la face opposée à la surface spécifiée en appui sur 3 pieds

réglables.

Dans un premier temps, l’opérateur dégauchi la pièce. C'est-à-dire qu’il oriente la

surface à mesurer le plus parallèle possible au marbre en réglant la hauteur des pieds et en

s’aidant du comparateur. Après dégauchissage, l’opérateur déplace le comparateur sur toute la

surface à mesurer en manipulant le support du comparateur. La mesure est la différence entre

le point le plus haut et le plus bas.

D’autres montages sont proposés dans le cours complet.


8/18

5-Métrologie tridimensionnelle

Les mesures manuelles sont limitées du point de vue de la précision, de la complexité

des pièces et de la cotation.

La métrologie tridimensionnelle propose une solution au contrôle des pièces complexes

et précises. Cependant les machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) sont coûteuses et

longues à mettre en œuvre. Les MMT ne remplacent pas les instruments de mesure classiques

sur poste de production mais sont un complément qu’on trouvera dans un volume protégé des

agressions de l’atelier. La MMT sera utilisée pour du contrôle à 100% ou du contrôle par

échantillon lorsque la production est stabilisée.

Une MMT : une autre :

La MMT comporte un palpeur qui se déplace automatiquement ou à la main. Ce palpeur

entre en contact avec la pièce. On détermine ainsi des coordonnées de points sur la pièce.

Grâce au logiciel équipant la machine, on construit des éléments géométriques associés

(plan, cercle, cylindre etc.). Il est aussi possible de créer des éléments géométriques par

construction à partir d’élément palpés ou par entrée au clavier.

Ces fonctions vont permettre de construire un modèle numérique de la pièce.

L’opérateur peut comparer les valeurs calculées pas la MMT avec les cotes du plan ou entrer

le modèle numérique (dessin CAO) de la pièce dans le logiciel de la MMT pour faire des

contrôles de formes complexes.

Il existe plusieurs structures de machines. On peut trouver des MMTs adaptées à des

pièces de quelques centaines de mm jusqu’à plusieurs mètres. Les prix sont liés à la précision

et à la taille des pièces mesurables.


9/18

6-Conformité et Optimisation des mesures

Conformité

Après avoir vu les matériels de mesure, se pose la question de la conformité de la cote

mesurée. Toute mesure est associée à une incertitude. Lorsque la mesure est au centre de

l’intervalle de tolérance et que l’incertitude est faible, on ne se pose pas de questions.

Par contre, si la mesure est à la limite de l’intervalle de tolérance, on peut se demander

s’il n’y a pas un risque d’accepter une pièce non-conforme.

Il y a deux manières de résoudre ce problème.

Ancienne méthode : si l’incertitude de mesure est faible (<=1/4 IT), on accepte toutes les

pièces dont la mesure est contenue dans l’intervalle de tolérance. On prend un risque

représenté sur le schéma suivant :

Nouvelle méthode : on doit jeter les pièces à risque. On jette donc plus de pièces mais il n’y

a pas de risque d’envoyer un mauvais produit au client.

Cette méthode est avantageuse si on a une bonne maîtrise de la métrologie. Tout

investissement en métrologie (matériel, formation etc.) sera valorisé car on éliminera moins

de pièces.

Remarque sur le problème du risque : les risques pris par le métrologue peuvent être partagés

par le client en impliquant celui-ci.

En fonction de la destination de la pièce (avion, sécurité..) et de la cote non-conforme (cote

sensible ou non fonctionnelle), il est possible de demander une dérogation au client.

Optimisation des mesures

Il est important d’optimiser l’ordre des mesures pour des impératifs économiques.

La mesure n’apporte pas de valeur ajoutée à la pièce. Plus on mesure vite moins cela

coûte.

Incertitude de mesure

Accepté

Accepté

avec risque Refusé

avec risque

Refusé

Résultat de mesure

Valeur mesurée

Zone de tolérance Maxi

Mini


10/18

Il n’est pas très rentable de passer 1 heure sur une pièce pour la jeter parce que la

dernière cote est non-conforme. On cherchera donc à contrôler les cotes sensibles en premier.

Lorsque le métrologue reçoit une nouvelle pièce avec son plan, il repèrera toutes les

spécifications qui le concernent. On peut séparer les spécifications en 2 types :

- Eléments géométriques isolés :

- spécifications de forme,

- spécifications dimensionnelles :

-diamètre,

-angle.

-distance entre 2 faces planes parallèles.

- Eléments géométriques associés :

- spécification de position,

- spécification d'orientation,

- spécification de battement.

- distance entre des surfaces non planes ou parallèles.

Grâce à des critères d’ordonnancement, on choisira l’ordre des contrôles.

Les critères principaux sont :

Précision des tolérances (liée à la notion de risques de rebuts),

Qualité géométrique des surfaces prises comme références (vérifier la forme avant

de les utiliser comme références),

Antériorité des spécifications (si la connaissance d'une spécification est nécessaire à

la vérification d'une autre spécification, cas des spécification associées),

Groupement métrologique (par type de vérification, par type de matériel

métrologique, pour des problèmes d'accessibilité …),

Coût minimum : repousser les vérifications onéreuses à la fin si elle ne sont pas

critiques

L'ordonnancement retenu doit privilégier le critère précision et être un compromis de tous les

autres critères.

De cette réflexion, on éditera une gamme de mesure. La gamme de mesure reprend

l’ordonnancement des mesures et propose les méthodes de mesures associées.

Le niveau de précision de la gamme dépend de la compétence de l’opérateur et des

habitudes de l’entreprise. Elle peut éventuellement être consultée par le client lors d’audits.

Les mesures seront reportées dans un rapport de mesure en assurant la traçabilité entre

le rapport et la pièce.

Fréquence des mesures

Doit-on contrôler toutes les pièces ou procéder par échantillonnage ?

Le contrôle à 100 % sera effectué si la réglementation l’impose (pièces de sécurité,

domaine sensible), si la méthode de production n’est pas fiable (mauvaise capabilité) ou pas

stabilisée (petites séries, mise au point).

Le contrôle par échantillonnage est moins onéreux que le contrôle à 100% mais il ne

s’applique qu’aux productions de grandes séries et après avoir vérifié la fiabilité (capabilité)

du procédé. Si le procédé n’est pas fiabilisé, il peut y avoir des pièces non-conformes entre les

prises d’échantillons.


11/18

7-Métrologie des états de surface

Définitions

Les différents défauts des pièces sont par convention classés dans 6 ordres.

ordre désignation illustration Signification par rapport à la

fonction

1

ECART DE

FORME

Exemple:

Ecart de

- rectitude

- circularité etc

Les défauts du 1er

et le 2ème

ordre influent sur:

- les ajustements

- le frottement de glissement et

de roulement

- la résistance au matage

- l'étanchéité dynamique et

statique

- le résultat des mesurages

Ils créent:

- de l'usure

- du grippage

- une diminution de la durée de

vie des organes

2

ONDULATION

3

STRIE,SILLON

(périodique ou

pseudo-

périodique)

Les défauts du 3

ème et du

4ème

ordre influent sur:

- l'écoulement des

fluides

- l'étanchéité dynamique

et statique

- les possibilités de

revêtement ou de dépôt

- la résistance aux efforts

alternés

- les risques d'abrasion

4

Arrachement

Marquage d'outil,

fente, piqûre...

5

STRUCTURE

CRISTALLINE

Phénomènes:

- mécaniques( usure,

grippage...)

- électrochimiques (corrosion…)

6 RESEAU

CRISTALLIN

Rug

osi

té


12/18

La mesure de rugosité consiste à relever les défauts d’ordre 3 et 4 en éliminant les défauts

d’ordre 1 et 2.

Ces défauts sont visualités en appliquant un facteur d’échelle important sur l’axe vertical par

rapport à l’axe horizontal (anamorphose).

De nombreux paramètres de rugosités peuvent être calculés après un relevé de la surface. Les

principaux sont :

D’après ISO 12085 :

R=profondeur moyenne de rugosité (moyenne arithmétique des profondeurs Hj des motifs

de rugosité, à l’intérieur de la longueur d’évaluation).

Rx=profondeur maximale de rugosité (plus grande des profondeurs Hj à l’intérieur de la

longueur d’évaluation).

AR=pas moyen de rugosité

D’après NF E 05-015

Ra= Ecart moyen arithmétique de la rugosité (L

dxyL

Ra0

1 )

Rt= entre le point le plus haut des saillies et le point le plus bas des creux mesurée sur un

profil

Rmax=distance la plus grande entre un pic et un creux CONSECUTIFS mesurée sur un profil

Méthode de mesure

Le rugosimètre

Le rugosimètre se compose d’un palpeur motorisé qui se déplace sur la surface à

mesurer. Le dispositif enregistre le déplacement vertical et horizontal du palpeur. Un

calculateur intégré ou sur PC sépare les différents ordres de défauts, affiche le profil et calcule

les paramètres demandés.

Un rugosimètre :

x mm

y μm

Largeur du

premier

motif=AR1 pas

du 1er

motif

1er

motif

Rt Rmax

H1 profondeur

1 du 1er

motif

H2 profondeur 2 du

1er

motif

L=longueur d’évaluation


13/18

Les plaquettes rugotest.

Ce sont des plaquettes en acier reproduisant des états de surfaces correspondant à des

valeurs limites du critère Ra, pour des usinages tels que le tournage, le fraisage, la

rectification, le rodage, etc. Elles s’utilisent par comparaison visio-tactile entre les

plaquettes et la surface à mesurer.

Ce type de mesure est d’une précision très moyenne mais permet de se faire une idée

des valeurs courantes de Ra.

Des plaquettes rugotest :

Remarque : La mesure des états de surface peut permettre la prédiction de l’usure lors du

rodage d’une pièce ainsi que de son comportement vis-à-vis de la lubrification. Ces

estimations sont faites pour des pièces soumises à de fortes contraintes comme dans les

moteurs (voir courbe d’Abbott dans le cours complet).

Exemple de cotation

Ra 3,2 Ra 3,2


14/18

8-Incertitudes de mesure

Lorsqu’une mesure est effectuée, elle est toujours accompagnée d’une incertitude.

L’incertitude représente l’espace dans lequel la dimension de la pièce doit se trouver par

rapport à la valeur donnée par l’instrument.

Exemple : mesure d’une pièce cotée 100±0,1 avec un pied à coulisse.

Un calcul d’incertitude a donné Im=±0,04 à 95%

Si la mesure est 100,08, il y a 95% de chance que la pièce ait une dimension comprise entre

100,04 et 100,12. En fonction du risque choisi, la pièce sera déclarée conforme avec risque ou

sera rejetée.

Formules de base :

La détermination de l’incertitude nécessite d’effectuer des séries de mesures sur la même

pièce et d’en tirer des grandeurs statistiques.

Moyenne des mesures : X = 1

1nxi

i

n

ou n est le nombre de mesures

Ecart type d’une population : σ=n

Xxn

i

i

1

2)(

Ecart type d’un échantillon : σn-1=)1(

)(1

2

n

Xxn

i

i

Propriété de la loi normale :

Si une variable X suit une loi normale de moyenne m et d’écart type alors on a

approximativement

prob( m- X m+ ) 0.68 ou 68%

prob(m -2 X m+2 ) 0.95 ou 95%. Dans le cas général on accepte le risque 5%(±2

ou k=2). Incertitude de mesure =±U=±2u à 95%. u correspond à 1 écart type.

prob( m-3 X m+ 3 ) 0.997 ou 99,7% :±3 =6 ou k=3 sera utilisé pour réduire les

risques

Ecart type d’une loi rectangulaire=étendue/2√3

Exemple de calcul :

Incertitude de mesure pour un micromètre numérique au micron.

On mesure dix fois une pièce cotée 20±0,05

T° de la pièce à mesurer 20°±10°. Matière acier (dilatation 12 micron/°C/m)

20,034 20,036 20,033 20,035 20,033

20,031 20,034 20,033 20,034 20,037

Pour connaître l’erreur de justesse de l’appareil, il faut mesurer un étalon proche de la cote à

mesurer avec notre appareil.

10 mesures d’un étalon de 20±0,0004 à 95%

20,004 20,003 20,003 20,004 20,003

20,005 20,004 20,003 20,004 20,004


15/18

Les calculs seront présentés sous forme d’un tableau

N° Source d’incertitude type Loi et étendue Ecart type

associé

1 Répétabilité

(la répétabilité est un

essai rapide qui permet

de se faire une idée de

la fidélité de l’appareil)

A

répétabilité=±2urep

u rep=σn-1 des mesures de la pièce

u rep=0,0017

2 Justesse

(dans le cas ou l’erreur

de justesse peut être

supprimée par réglage il

faut le faire, il ne

restera plus que l’erreur

de l’étalon)

B

Ej=moyenne des mesures de

l’étalon-valeur étalon

EJ=20,0037-20=0,0037

Ej n’est pas un écart type

uj=Ej/√3

uj=0,0021

3 Erreur de l’étalon B étalon de 20±0,0004 à 95%

donc u et=0,0004/2

u et=0,0002

4 Variation de T° de la

pièce

B 20°±10°C implique une dilatation

de ±10°C*0,012*0,020=0,0024

u T°=0,0014

5 Résolution de l’appareil B La mesure se fait au micron.

L’appareil fait automatiquement un

arrondi à la valeur au micron entier

la plus proche

urés=0,00028

Nous nous limiterons à ces paramètres principaux, on pourrait en ajouter d’autres comme la

dilatation de l’appareil etc.

Composition des écarts types (somme quadratique)

u composée=√(u rep2+uj

2+u et

2+u T°

2+u rés

2)=0,003

Incertitude de mesure élargie ±U=±2*uc=±0,006 vrai à 95 %(facteur d’élargissement k=2)

Si on prend la première mesure : 20,034 on peut penser que la dimension est comprise entre

20,028 et 20,040. Ceci est vrai à 95%(±2 ), donc pièce conforme sans risque significatif.

u rés=

0,0005/√3

20,0005 19,9995

20

u T°=

0,0024/√3

20+0,0024 20-0,0024

20

moy

urep

uj= Ej/√3

Ej


16/18

Si on prend comme résultat des mesures, la moyenne des 10 mesures de la même pièce,

l’incertitude type de répétabilité devient : urep moy 10 mesures=urep 1mesure/√10, 10 étant le

nombre de mesures entrant dans la moyenne.

Renouveler les mesures sur la même pièce permet d’augmenter la précision mais

diminue la rentabilité. Il est préférable d’avoir du bon matériel pour ne mesurer qu’une fois.

L’incertitude calculée n’est valable que pour une configuration donnée. Si l’appareil est

utilisé pour une pièce ou une valeur différente, il faudra recalculer l’incertitude. Cependant,

l’expérience du métrologue lui permet d’estimer rapidement l’incertitude d’une mesure par

une répétabilité et la mesure d’un étalon.

Le cas qui vient d’être traité correspond au cas où les sources d’incertitudes ont la

même influence sur la mesure.

Il y a des cas où la mesure dépend de plusieurs paramètres ayant leur propre incertitude.

C’est le cas lors de mesures indirectes avec un calcul du type :

mesure=f(paramètre1,paramètre2, etc).

Dans ce cas le calcul de l’incertitude composée donne uc= ))().

.(( 22

1

i

n

i i

xux

f Cette

formule considère que les paramètres xi sont indépendants.

Exemple : mesure du volume d’un réservoir prismatique : V=Longueur*largeur*Hauteur Chaque mesure est connue avec une incertitude : L=2m±0.01m à 95% (UL=2uL=±0.01),

l=1m±.01 à 95% (Ul=2ul=0.01m), H=1.5m±0.01m à 95% (UH=2uH=0.01).

uVolume= 2

2

2

2

2

2

***( uHH

Vul

l

VuL

L

V

lLH

HlL

H

VHL

l

HlL

l

VHl

L

HlL

L

V*

)**(*

)**(*

)**(

uV=222222 *)*(*)*(*)*(( uHlLulHLuLHl

uV= 222222 005.0*)1*2(005.0*)5.1*2(005.0*)5.1*1((

Incertitude sur le Volume=±2uV=±UV=±0.039m3 à 95%

Un petit dessin :

a) mesure fidèle et juste

b) mesure pas fidèle mais juste

c) mesure fidèle mais pas juste


17/18

9-Gestion de la métrologie

La fonction métrologie dans l’entreprise a différentes charges.

-Effectuer ou encadrer les mesures sur poste ou en laboratoire de métrologie

-Faire évoluer les méthodes de mesure avec les nouveaux produits

-Participer aux investissements en nouveau matériel

-Former les opérateurs et sensibiliser les responsables

-Gérer les vérifications et les étalonnages périodiques du matériel

Vérification et étalonnage

L’étalonnage consiste à donner la différence entre la valeur donnée par un instrument et

une valeur étalon. Les résultats d’un étalonnage sont notés dans un rapport d’étalonnage.

La vérification va jusqu’à la décision relative au matériel en fonction des résultats

(réforme, déclassement, réparation, ajustage). La vérification peut comporter un étalonnage

puis la comparaison des résultats avec des valeurs maximales tolérées. La vérification

périodique donne lieu à la rédaction d’un rapport de vérification.

Mise en place de la gestion des instruments de mesure.

La gestion des instruments se fait dans une base de donnée (anciennement sur papier,

plus souvent sur informatique).

La base de donnée est constituée d’un inventaire des instruments. Pour chacun, on

constitue une fiche de vie qui permet d’inscrire les résultats des vérifications successives afin

de suivre l’évolution du matériel.

La fiche de vie doit contenir des informations assurant la traçabilité entre l’instrument,

les procédures de vérification et les résultats utiles au suivi du matériel.

On appose un étiquetage sur chaque instrument pour assurer la traçabilité avec la base

de donnée. On inscrira aussi la date du prochain étalonnage.

Lorsque un nouvel instrument est acheté, il est immédiatement inscrit dans l’inventaire.

On créée une nouvelle fiche de vie contenant la date de mise en service et la périodicité de

vérification. La périodicité de vérification dépend de l’expérience acquise sur des appareils

comparables. On colle une étiquette avec le repère de l’appareil et la date de prochaine

vérification. On archive le certificat livré avec l’appareil si celui-ci a une valeur reconnue

(COFRAC en France).

Dans le cas contraire, il faut vérifier l’appareil dès la réception en veillant au

raccordement aux étalons nationaux. Enfin, l’appareil est mis en service jusqu’à la prochaine

date de vérification.

Chaîne d’étalonnage

La vérification du matériel est basée sur un système de chaîne d’étalonnage qui va des

étalons de l’entreprise jusqu’au étalons nationaux.

Le plus haut niveau est représenté par le Bureau National de Métrologie qui habilite des

laboratoires pour effectuer des étalonnages. La chaîne d’étalonnage est structurée par des

laboratoires hiérarchisés :

-laboratoire primaire (Conservation et amélioration des étalons nationaux, étalonnage

des références des Centres d’Etalonnage Agréés : tutelle technique de la chaîne d’étalonnage)


18/18

-Centres d’Etalonnage Agréés (Etalonnage (rôle de service public) et délivrance de certificats

officiels)

-Services de Métrologie Habilités (Etalonnage pour les besoins propres d’une société ou d’un

organisme)

-Service de métrologie de l’entreprise

L’étalonnage résulte de la comparaison entre des étalons de niveaux de précision

d’autant plus élevée qu’on est en haut de la chaîne. En haut de la chaîne, on retrouve les

étalons nationaux qui peuvent être uniques comme le kilogramme étalon ou qui peuvent être

reconstitués par des moyens physiques comme le mètre.

Le kilogramme étalon :

Environnement

L'environnement dans lequel les étalonnages et vérifications sont exécutés ne doit pas

compromettre l'exactitude des mesures effectuées et par conséquent être adapté aux

caractéristiques métrologiques des moyens concernés. Les locaux protégés des conditions

ambiantes excessives (température, humidité, pression,…) doivent être équipés de dispositifs

de surveillance de ces conditions d'environnement.

Les conditions de mesure sont :

-Température : 20 °C;

-Pression atmosphérique : 101 325 Pa (1013,25 mbar),

-Pression partielle de vapeur d'eau : 1333 Pa correspondant approximativement

à une humidité relative de 55 %.

Pour les étalonnages ou les mesures industrielles, la température agit sur la dimension

de la pièce à cause de la dilatation.

Des variations de la température, de la pression atmosphérique et de l'hygrométrie

influent sur les résultats des mesurages optiques par suite de la variation de l'indice de

réfraction de l'air.

Un taux d'hygrométrie trop élevé peut d'autre part affecter des pièces en acier

(oxydation) et les variations de ce taux affectent les dimensions des pièces pour certaines

matières plastiques.

Documents

1 Resume de Metrologie Dimensionnelle