MÉTIER | par Lauryanne Teulon du Collège Français de Métrologie (CFM) | Octobre 2023
La métrologie est devenue centrale dans les laboratoires !
Toute entité réalisant des analyses, des essais, de la recherche ou de la production doit s’assurer de la fiabilité des résultats obtenus et de la conformité des produits délivrés. La mesure devient dans ce cadre un élément central de la chaine de fonctionnement des entreprises ou des laboratoires pour des secteurs tels que la chimie fine, l’industrie pharmaceutique, les analyses environnementales, la biologie, la cosmétique…
Plusieurs étapes doivent être remplies d’un point de vue métrologique afin de valider la conformité de résultats de mesure. Quel que soit le référentiel utilisé, il est indispensable de maîtriser la traçabilité métrologique, la confirmation métrologique, l’estimation des incertitudes de mesure et l’application de méthodes adaptées à la gestion d’un parc d’instruments, notamment pour les instruments usuels comme les pipettes ou les balances.
Qu’est-ce que la traçabilité métrologique ?
Selon le Vocabulaire International de la Métrologie (VIM), la traçabilité métrologique est la « propriété d'un résultat de mesure selon laquelle ce résultat peut être relié à une référence par l'intermédiaire d'une chaîne ininterrompue et documentée d'étalonnages dont chacun contribue à l'incertitude de mesure »
On dit d’un équipement qu’il est traçable métrologiquement lorsque le résultat de mesure issu de l’équipement peut être relié à une référence (communément un étalon international ou un étalon national) par l'intermédiaire d'une chaîne ininterrompue et documentée d'étalonnages dont chacun contribue à l'incertitude de mesure. Il est important de ne pas confondre incertitude d’étalonnage et incertitude de mesure, la première n’étant qu’une des contributions permettant de déterminer la deuxième.
En France, les chaînes d'étalonnages sont animées et coordonnées conjointement par le LNE (Laboratoire National de métrologie et d’Essais) et le COFRAC. Le LNE a pour mission d'établir et de conserver les étalons nationaux. La Section Laboratoire du COFRAC assure la fonction d'évaluer et de reconnaître et faire reconnaître la compétence technique des laboratoires d'étalonnage et d’essais en leur délivrant une accréditation. Ce système permet d'assurer et de démontrer, par une chaîne ininterrompue de comparaisons, le raccordement et la traçabilité aux étalons nationaux de tout étalon ou équipement de mesure, de tout matériau de référence et de toute mesure effectuée sur le territoire national. Il faut noter que plus l’entité monte dans la chaine d’étalonnage, plus les incertitudes sont faibles et mieux maitrisées, les coûts de raccordement sont cependant plus élevés.
Pour assurer la traçabilité métrologique des mesures, l’entité réalisant les mesures peut satisfaire les exigences de la norme ISO 17025 : 2017 (spécifiquement dédiée aux laboratoires d’essais et d’étalonnage). D’autres référentiels existent selon les domaines d’activités comme la norme ISO 15189 : 2012 (pour les laboratoires de biologie médicale) ou certains guides techniques d’accréditation édités par le COFRAC.
Qu’est-ce que la confirmation métrologique ?
L’ISO 9000 : 2015 définit la confirmation métrologique comme « Ensemble d'opérations nécessaires pour assurer qu'un équipement de mesure répond aux exigences correspondant à l'utilisation prévue ».
La confirmation métrologique comprend généralement l'étalonnage et la vérification, tout réglage nécessaire ou la réparation et le réétalonnage, la comparaison avec les exigences métrologiques pour l'utilisation prévue de l'équipement de mesure, ainsi que tout verrouillage et étiquetage requis. La confirmation métrologique n'est considérée achevée qu'à partir du moment où l'aptitude de l'équipement de mesure pour l'utilisation prévue est démontrée et documentée.
La réalisation d’un étalonnage permet de déterminer les erreurs et les incertitudes d’utilisation par rapport à une référence et d’obtenir un résultat de mesure à partir de l’indication donnée par l’instrument de mesure. La vérification elle consiste à s’assurer que les erreurs associées à l’instrument de mesure sont inférieures aux exigences fixées, que ce soit de façon réglementaire, normative ou selon le besoin de l’utilisateur.
Que sont les incertitudes de mesure ?
Pour maîtriser les processus de mesure et les mesures associées il faut tout d’abord connaître les incertitudes de mesure. Selon le VIM, l’incertitude est un « paramètre non négatif qui caractérise la dispersion des valeurs attribuées à un mesurande, à partir des informations utilisées »
Pour faire l’inventaire des paramètres influant un processus mesure, il est possible d’utiliser la méthode des 5M (diagramme d’Ishikawa). Celle-ci permet de prendre en compte les contributions essentielles en considérant la Matière à mesurer, la Main d’œuvre (compétences, expertise des opérateurs réalisant la mesure), les Méthodes de mesure mises en œuvre, le Milieu (l’environnement dans lequel s’effectue la mesure), et le Matériel (les instruments de mesure qui doivent être capables de répondre au besoin de mesure)
L’identification des différentes composantes d’incertitudes de mesure peut initier la mise en place d’actions de correction pour s’inscrire dans un cycle d’amélioration continue des processus de mesure.
Diagramme des 5M
Pour aller plus loin
Le CFM (Collège Français de Métrologie) organise en partenariat avec le CIFL et RX les Matinales de la Métrologie, un nouvel évènement qui se tiendra au sein du salon FORUM LABO 2024 à Lyon du 27 au 28 mars.
Dans un format original permettant aux participants d’évoluer de la théorie à la pratique, nos intervenants vous donneront les outils clés pour appréhender les méthodologies de mesure du laboratoire de demain. Chaque matinée sera dédiée à une problématique phare du laboratoire et sera animée en tutoriels et ateliers de mise en situation réelle.
Cet évènement offrira aux participants la possibilité de développer leur réseau au travers de pauses café privilégiées avec intervenants et participants possédant les mêmes problématiques de mesure. Chacun pourra échanger sur ses pratiques métrologiques en laboratoire. L’association des Matinales de la Métrologie au salon FORUM LABO 2024 donnera aux participants l’opportunité d’une réelle proximité avec le public et les exposants du salon.
Tous les acteurs des laboratoires publics et privés sont attendus : utilisateurs de moyens de mesure de laboratoire, opérateurs, techniciens, responsables métrologie, laboratoire ou qualité, ingénieurs de recherche, scientifiques, ...
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Pour en savoir plus : https://www.cfmetrologie.com/fr/