« Ce que l'on conçoit bien s'énonce clairement ». L'implicite de cette citation est que pour maîtriser un domaine, il est nécessaire de connaître son vocabulaire. Ce constat est particulièrement vrai en métrologie où les principales difficultés proviennent le plus souvent de mesures mal définies :
- quelle est la grandeur mesurée ?
- quelle est l'incertitude de mesure et quelle grandeur concerne-t-elle ?
- quelle exactitude est nécessaire sur la mesure des paramètres qui conditionnent la production et comment cela se traduit sur les incertitudes d'étalonnage requises ?
- ...
Autrement dit, on ne peut maîtriser une mesure que si on sait la définir précisément. Dans ce domaine, l'essentiel des termes est défini par le « Vocabulaire international de métrologie » (VIM). Le VIM a été édité initialement en 1984 [1] puis révisé en 1993 [2] et 2008 [3]. Cette dernière révision est téléchargeable gratuitement sur le site du BIPM (www.bipm.org). Les versions précédentes étaient diffusées de manière payantes au travers d'organismes de normalisation. Cette situation n'était bien évidemment pas satisfaisante, puisque cela revenait à rendre le langage propriétaire. La dernière version du VIM apporte quelques améliorations comme l'ajout d'une définition pour le terme vérification (qui n'était alors défini qu'au travers du guide CEI 25, aujourd'hui périmé), et exprime la nécessité d'exploiter les résultats d'étalonnage. Ceci étant, cette dernière version est extrêmement lourde, ce qui n'est pas de nature à faciliter l'appropriation des concepts métrologiques, et contient des traductions en langue française très approximatives.

1. Définitions de termes usuels

  Dans ce lexique, sont reproduites quelques définitions issues principalement de la normalisation. Ces définitions correspondent à des termes qu'il est fréquent de rencontrer et nécessaire de connaître lors des contacts avec les prestataires en métrologie. Pour visualiser une définition, cliquez sur le terme dont vous voulez la définition.

2. écriture des expressions « incertitude type » et « écart type »

  Les règles d'usage du trait d'union sont assez nombreuses. Dans le cas présent, la règle qui s'applique est que l'on met un trait d'union lorsqu'on associe deux mots pour créer un nouveau mot dont le sens est différent des deux mots pris indépendamment : par exemple un « brise-roche ». En revanche lorsque le second mot qualifie le premier, la règle est de ne pas mettre de trait d'union. Par exemple l'expression une « incertitude élargie » ne comporte pas de trait d'union puisqu'elle désigne une « incertitude » et que celle-ci est qualifiée comme étant « élargie ».

Cette règle s'applique à l'expression « incertitude type » puisqu'il s'agit toujours d'une incertitude et que celle-ci est qualifiée comme étant « type ». Dans ce cas, le mot type est à prendre au sens de « normalisé ». Ce point est d'ailleurs confirmé par l'expression anglaise "standard uncertainty" qui littéralement veut dire « incertitude normalisée ». Ce raisonnement s'applique également à l'expression « écart type ». Autrement dit, l'orthographe du VIM [3] est incorrecte.

Ce document ayant un statut de référence, quelle attitude adopter ?

La réponse est simple : le VIM [3] est une référence pour les définitions et non pour l'orthographe. En d'autres termes, les règles de l'orthographe française prévalent. Il faut donc écrire « écart type » et « incertitude type » sans traits d'union.

Remarque 1 : le terme « normalisé » est à prendre au sens mathématique, i.e. une mise à l'échelle permettant de comparer des valeurs entre-elles : on peut en effet comparer des dispersions de populations différentes en comparant des quantités d'écarts types.

Remarque 2 : L'expression « écart normalisé » existe par ailleurs dans le domaine des comparaisons entre laboratoires pour désigner une grandeur qui n'est pas un écart type. Cette expression n'est utilisée qu'en France en particulier dans les documents traitant de l'accréditation. Celle-ci est malheureuse puisque sa traduction littérale en langue anglaise est "standard deviation".

3. Terminologie des comparaisons

  Un certain nombre de documents en métrologie, et notamment des documents officiels, contiennent le terme « intercomparaison ». Ce terme n'existe pas dans la langue française, il s'agit d'un anglicisme hérité du mot anglais "intercomparison". Dans tous les cas, il faut utiliser le terme « comparaison » : il n'y a pas de termes consacrés pour certains types de comparaisons. Qu'elles soient entre des industriels, entre des laboratoires, au niveau national pour étayer des accréditations, au niveau européen dans le cadre de laboratoires accrédités, au niveau d'organisations régionales de métrologie pour des laboratoires nationaux de métrologie ou au niveau international dans le cadre du CIPM, il s'agit toujours de comparaisons et non « d'intercomparaisons ».

Il existe dans la langue française un certain nombre de mots utilisant le préfixe « inter ». Par exemple :
- intercommunal : qui concerne plusieurs communes ;
- interbancaire : qui concerne des opérations réalisées entre plusieurs banques ;
- intercontinental : qui concerne deux ou plusieurs continents ;
- organisation intergouvernementale : organisation qui concerne plusieurs gouvernements.
Dans tous les cas, ces mots désignent le fait de concerner plusieurs entités. Le mot « intercomparaison » voudrait alors dire « qui concerne plusieurs comparaisons », ce qui n'a pas de sens. En d'autres termes, le mot « intercomparaison » est à bannir.

Quelques fois on trouve l'expression « comparaison interlaboratoire ». Le terme « interlaboratoire » n'existe pas dans la langue française. En toute rigueur il ne doit pas être utilisé, ceci étant, il possède une signification : la comparaison concerne des laboratoires. Dans le cas où ce terme est utilisé, ce qui n'est pas recommandé, afin de respecter les règles de l'orthographe française, lorsque l'expression est au singulier, le mot « interlaboratoire » doit rester au singulier (pour s'en convaincre, on peut se reporter aux exemples précédents qui sont au singulier). Concrètement on écrira :
- une comparaison interlaboratoire ;
- des comparaisons interlaboratoires.

Il faut également préciser que le préfixe « inter » ne doit pas être séparé par un trait d'union.

En conclusion, le terme « intercomparaison » ne doit pas être utilisé. L'expression « comparaison interlaboratoire » est incorrecte, et de ce fait ne devrait pas être utilisée, mais possède toutefois une signification. Il est préférable de parler de comparaison en spécifiant l'objet de celle-ci. Par exemple une « comparaison d'étalonnages de cales étalons », une « comparaison de mesures de pH d'une solution ». Cette désignation respecte la langue française et est sans ambiguïté en précisant clairement l'objet de la comparaison.

4. Modification de la définition du terme « étalonnage »

  La troisième édition du VIM [3] contient de nouvelles exigences concernant la définition du terme étalonnage. Le tableau 1 rappelle les définitions du VIM de 1993 [2] et du VIM de 2008 [3].

  En résumé, l'ancienne définition de l'étalonnage conduisait à fournir la valeur indiquée par un instrument de mesure et la valeur vraie correspondante. Dans la pratique, les certificats d'étalonnage prenaient la forme d'un tableau contenant l'indication de l'appareil à étalonner, la valeur étalon correspondante et l'écart entre ces deux valeurs (erreur ou correction) ainsi que l'incertitude sur cet écart. En toute rigueur, l'erreur (ou au signe près la correction) et l'incertitude sur cette valeur n'étaient pas explicitement demandées dans la définition. Toutefois l'utilisateur d'un étalonnage ayant besoin de déterminer la valeur vraie à partir d'une indication, cette information était généralement fournie. En additionnant l'indication et la correction provenant de son certificat d'étalonnage, il obtenait alors la valeur vraie. Dans ce cas, l'incertitude qui était utile, était l'incertitude sur la correction. En d'autre termes, l'usage a fait que les certificats d'étalonnages ont été aménagés pour fournir l'information nécessaire afin de pouvoir les exploiter. La nouvelle définition de l'étalonnage exprime cette nécessité de déterminer la valeur vraie à partir d'une indication. En somme elle ne fait que mettre noir sur blanc ce qui a été mis en oeuvre de façon logique dans la pratique. Elle introduit également la nécessité de fournir les incertitudes sur les indications et les valeurs étalon correspondantes qui sont nécessaires pour faire des modélisations [7, 8]. La fourniture de ces incertitudes ne doit pas constituer une contrainte supplémentaire puisqu'elles étaient forcément calculées pour déterminer l'incertitude sur la correction (ou sur l'erreur).

  Le retour des discussions sur différents réseaux sociaux incite à penser que cette nouvelle définition poserait problème. Déjà la définition n'ajoute en principe pas de nouvelles exigences par rapport à ce qui était fait dans la pratique. En fait la difficulté perçue par certains avec cette nouvelle définition provient certainement d'une erreur d'interprétation du terme « relation » : une relation n'est pas forcément une équation, mais une liaison entre objets. En effet, dans la terminologie employée en mathématiques, et plus précisément en théorie des ensembles, un graphe ou un tableau sont des relations. D'ailleurs on peut remarquer que la précédente définition de l'étalonnage contenait déjà ce terme, et pourtant la plupart des certificats d'étalonnage — y compris de prestations couvertes par une accréditation — ne fournissaient pas d'équations reliant les indications aux valeurs d'étalons. En résumé : 1) les nouvelles exigences correspondent à des travaux qui étaient faits auparavant puisque découlant d'une nécessité technique ; 2) la définition de l'étalonnage ne contient pas formellement une exigence de modélisation. En effet, une table d'étalonnage est une relation entre des indications et des « valeurs étalons » correspondantes. Cette relation permet à l'utilisateur de déterminer la correction d'étalonnage correspondant à une indication donnée. La détermination de cette correction devra être faite par l'utilisateur de l'instrument idéalement au moyen d'une modélisation des résultats d'étalonnage [8].

Remarque 1 : dans le cas des instruments délivrant une grandeur de sortie dans une unité différente de la grandeur d'entrée (par exemple capteurs avec sortie 4-20 mA), la détermination d'une correction n'a pas vraiment de sens. Les incertitudes sur les valeurs de la grandeur d'entrée et la grandeur de sortie suffisent pour déterminer les corrections sur des chaînes complètes [9].

Remarque 2 : la nouvelle définition précise que l'information du certificat d'étalonnage devra permettre d'obtenir le résultat de mesure. Ceci étant, il est clair que cette information ne peut être exhaustive et qu'il faudra prendre en compte les conditions particulières de la mesure sur le terrain. En d'autres termes, le résultat de mesure ne pourra être déterminé que dans une étape après l'étalonnage, par l'utilisateur de l'instrument de mesure.

  De façon générale le coté positif de cette définition est qu'elle exprime la nécessité d'exploiter les résultats d'étalonnage par les entreprises, autrement dit la nécessité de faire de la métrologie dans les entreprises.

5. Matériaux de référence et traçabilité

  La notion de matériau de référence est souvent confuse pour les métrologues. Cela tient probablement au fait qu’elle est largement héritée du monde des essais, dont l’objectif premier n’est pas d’apporter la traçabilité au Système international d’unités. Historiquement il y avait en France une séparation très marquée entre la métrologie et les essais. Celle-ci se traduisait dans la pratique par le classement des activités dans la section « essais » ou la section « étalonnage » de l’organisme d’accréditation français. De façon raccourcie, ce qui ne pouvait pas relever de la métrologie était affecté aux essais. Cela peut expliquer que beaucoup pensent que le matériau de référence n’est pas un outil fournissant la traçabilité. Pourtant le VIM [3] apporte une précision importante en affirmant qu’un matériau de référence peut être un étalon (exemple n° 6 et note n° 1 de la définition du mot « étalon »). Il peut donc être une réalisation d’une grandeur avec une valeur et une incertitude sur cette valeur. Tous les matériaux de référence ne sont pas pour autant des étalons. La seule définition du matériau de référence ne suffit pas à faire un étalon. Concrètement un matériau de référence ne peut accéder au statut d'’étalon que de deux manières : en étant certifié ou étalonné.

Cas d'un matériau de référence certifié
Plusieurs éléments du lot d’un matériau de référence sont mesurés et ensuite on affecte une valeur à l’ensemble du lot. L’incertitude sur cette valeur comprend les incertitudes des mesures effectuées qui apportent la traçabilité et les incertitudes liées à l’inhomogénéité du matériau et son instabilité (au moins sur la durée de validité du certificat du matériau de référence certifié). L’implicite de cette méthode est que le matériau de référence certifié doit être fractionnable.

Remarque 1 : la terminologie est parfois malheureuse puisque la mesure mentionnée ci-dessus est souvent appelée « caractérisation » par les producteurs de matériaux de référence certifiés. Le VIM fait d’ailleurs clairement la distinction entre la caractérisation et l’étalonnage d’un matériau de référence (cf. définition d’une « procédure de mesure de référence »). Dans le cas présent il s’agit bien d’un étalonnage. Le terme caractérisation est spécifique aux essais.

Cas d'un matériau de référence étalonné
Il est possible de délivrer un certificat d’étalonnage pour un matériau de référence. Dans ce cas, le certificat d’étalonnage n’est pas valide pour un lot mais pour un échantillon clairement identifié du matériau de référence.

Lorsque le matériau de référence est certifié ou étalonné, il est possible de l’utiliser comme étalon pour étalonner un instrument de mesure. Dans ce cas, la traçabilité est établie.

Remarque 2 : un matériau de référence dont la valeur n'est connue que par une publication n’est pas un étalon. Par exemple utiliser la température affectée à un point fixe dans une publication n’est pas une traçabilité valide. Rien ne garanti en effet que le matériau du point fixe utilisé est rigoureusement identique à celui de la publication.

Remarque 3 : la traçabilité par matériaux de référence est clairement un échec de la technique à un instant donné et ne doit être utilisée que lorsqu’il n’est pas possible de faire une mesure physique directe. Utiliser des matériaux de référence conduit à : des incertitudes plus élevées (ne serait-ce qu’en raison de problèmes d’inhomogénéité et d’instabilité), une quantification des valeurs de référence et des erreurs parfois très importantes liées à la difficulté de leur mise en œuvre (par exemple l’influence de la température sur les solutions salines saturées peut modifier radicalement l’humidité).

6. La « vérification intermédiaire », une erreur de la normalisation française

  La notion de « vérification intermédiaire » est apparue avec la norme française NF EN ISO/CEI 17025 de mai 2000 qui était la transposition de la norme internationale ISO/CEI 17025:1999. Dès sa parution, la vérification intermédiaire y était définie au §5.6.3.3 de la manière suivante : « Les vérifications nécessaires pour maintenir la confiance dans le statut de l'étalonnage des étalons de référence primaires, de transfert ou de travail et des matériaux de référence, doivent être effectuées selon des procédures et un calendrier définis. » Déjà on peut noter que cette phrase n'est pas une véritable définition puisqu'elle n'explique pas ce qu'est une « vérification intermédiaire » mais plutôt comment elle doit être effectuée. On peut toutefois déduire qu'il s'agit d'une vérification dont l'objet est de maintenir la confiance dans le statut d'un étalonnage.

Cette définition n'a pas de sens pertinent. En effet, en métrologie une vérification consiste à faire un étalonnage et ensuite à confronter le résultat de l'étalonnage à une spécification pour se prononcer sur la conformité d'un instrument de mesure. En d'autres termes, cette définition de la « vérification intermédiaire » voudrait dire qu'on ferait un étalonnage pour maintenir la confiance dans le statut d'un étalonnage, ce qui est absurde. Ce serait une intervention digne du sapeur Camembert !

Pour clarifier ce point, il faut revenir à la norme internationale ISO/CEI 17025:1999 qui est le document de référence en langue anglaise ayant servi à élaborer la norme française. Ce document n’utilise pas le terme "verification" (qui est la traduction du terme « vérification » en langue anglaise) mais le terme "check qui ne correspond pas à une opération métrologique existante (étalonnage, vérification...). Il utilise donc l’expression "intermediate checks" que l’on pourrait traduire « contrôles intermédiaires » et qui sont définis de la manière suivante : "Checks needed to maintain confidence in the calibration status of reference, primary, transfer or working standards and reference materials shall be carried out according to defined procedures and schedules." Cette définition pourrait se traduire : « Conrôles nécessaires pour maintenir la confiance dans le statut de l'étalonnage des étalons de référence primaires, de transfert ou de travail et des matériaux de référence qui doivent être effectués selon des procédures et un calendrier définis. »

Cette définition corrigée présente alors un intérêt certain car elle permet de suivre un instrument sans recourir à des opérations métrologiques couteuses. Par exemple on peut simplement peser un caillou chaque jour avec une balance, reporter le résultat sur une carte de contrôle (comme le permet le logiciel IsoParc) et déclencher une anomalie si la valeur mesurée varie significativement. On peut aussi faire une comparaison « interinstrument » pour effectuer ce suivi. A l'occasion de sa révision en 2017, l'expression « vérification intermédiaire » a discrètement disparu de la norme française et a été remplacée par l'expression « contrôle intermédiaire ». Malheureusement le mal était fait car la plupart des entreprises qui avaient bâti leur système qualité selon la 17025 avec la version précédente n'avaient pas inclus les contrôles intermédiaires dans leur manuel qualité, car sans intérêt tels que présentés, et ne les ont pas pris en compte dans la nouvelle version qui, bien évidemment, passait cette « discrète » correction sous silence.

Malheureusement l'erreur d'interprétation dans la norme française — qui traduit l'effondrement du niveau des référents français dans le domaine de la métrologie — est exploitée par des consultants prônant un monde sans étalonnages, sans « étalonneurs », ou tout repose sur des opérations statistiques, ce qui correspond comme par hasard à leur business. Au final c'est encore l'industrie française qui y perd. Mais il n'y a pas de raison de s'inquiéter puisque cette situation ne semble pas déranger les pouvoirs publics français...