La métrologie
« Mesurer, c’est comparer une grandeur physique inconnue à une référence dont la traçabilité est établie dans le Système International d’unités, qui met à profit les effets nouveaux de la physique fondamentale » (Marc HIMBERT, Conservatoire National des Arts et Métiers, chaire de Métrologie).
Sommaire
A QUOI SERT LA METROLOGIE
Le métier d’un laboratoire est avant tout de mesurer. Pour garantir la valeur juste d’un résultat, il faut en premier lieu disposer d’un outil adapté, fiable et contrôlé. A ce titre, les laboratoires effectuent des contrôles de métrologie. Celle-ci est « la science des mesurages [1] et des applications ». Elle comprend tous les aspects théoriques et pratiques des mesurages, quels que soient l’incertitude de mesure et le domaine d’application. Cette discipline est apparue et s’est développée pour répondre à un besoin d’uniformisation et de diffusion des systèmes de mesure. En effet, jusqu'à la fin du 18ème siècle, les mesures étaient d'une extrême diversité ; on comptait 700 à 800 unités de mesure. Talleyrand, évêque d’Autun, dénonçait en 1790 « cette variété dont la seule étude épouvante ». Des mesures de même nature et de valeurs voisines avaient des appellations différentes selon les provinces, voire les villes ou les villages d'une même région. A l'inverse, le contenu physique de mesures de même nom différait en général selon les lieux et aussi selon la corporation intéressée ou l'objet mesuré. Ainsi le boisseau, ancienne unité de mesure du volume des grains, valait-il 13 litres à Paris et 78,808 litres à Bordeaux ! Pour la mesure de longueur, la valeur du pied (la référence 325mm est la longueur du pied du roi Charlemagne) équivalait à Bordeaux 1.1, à Monaco 0.72, à Lyon 1.05.
Les noms des anciennes mesures étaient, dans toutes leurs variantes, souvent très imagés, et attachés la plupart du temps soit aux dimensions de l'homme (pied, pouce,...), soit à ses aptitudes (journal : étendue de terre travaillée en un jour ; galopin : quantité (variable !) de vin que l'on peut boire pendant un repas ...). Quoiqu'il en soit, au XVIIIème siècle, la multiplicité des mesures n'ayant entre elles aucun facteur commun était extrêmement gênante, notamment dans les activités administratives, commerciales et scientifiques (source : [voir le site Industrie.Gouv]cliquez ici).
Ce sont des scientifiques français, inspirés par la Révolution française et par l’esprit des Lumières, qui ont conçu un système de référence basé sur des objets ayant la même valeur pour tous. Le texte fondateur, toujours à la base de nos systèmes de mesure est une loi du 18 germinal an III (17/04/1795). Il instaure l’usage du mètre, du litre, dont les premiers étalons ont été conçus à cette époque (les étalons du mètre et du kilogramme sont déposés aux archives de la République), ainsi que le système décimal encore en usage aujourd’hui.
LA METROLOGIE LEGALE
Le 4 juillet 1837, c’est la naissance de la métrologie légale imposée par l’Etat . Le français est la langue universelle de la métrologie. Il ne reste plus que sept grandeurs de bases : le mètre, le kilogramme, la seconde, le Kelvin (température), l’ampère (unité de courant électrique), la mole (quantité de matière) et la candela (unité d’intensité lumineuse). C’est la métrologie pratiquée dans les laboratoires. Elle s’applique aux mesurages, aux unités de mesure, aux instruments de mesure et aux méthodes de mesure et inclut quatre activités principales :
• l’établissement des exigences légales (par exemple : vérification du volume distribué par les pompes à essence),
• le contrôle / évaluation de la conformité de produits et d’activités réglementés (par exemple : étalonnage des radars de contrôle de vitesse),
• la supervision des produits et des activités réglementés,
• la mise en place d’infrastructures nécessaires à la traçabilité des mesures réglementaires et des instruments de mesure (par exemple : vérification et étalonnage des balances des commerçants).
EXIGEE AU LABORATOIRE
Chez Auréa AgroSciences, nous considérons que tout doit être mis en œuvre pour assurer la fiabilité du résultat. L’accréditation de nos laboratoires par le Comité Français d’Accréditation (COFRAC) valide l’efficacité de nos processus métrologiques. Ceci est d’autant plus important que les valeurs mesurées peuvent conditionner la conformité réglementaire d’un produit. Dans notre domaine, les risques peuvent être de déclarer conformes des produits dont une ou plusieurs valeurs dépassent les limites autorisées (micro-polluants des boues ou des sols, agents pathogènes des composts ou des plantes, résidus de pesticides des végétaux destinés à la consommation humaine, ….), ou à l’inverse de déclarer non-conformes des produits qui satisferaient les critères fixés par la réglementation. Au niveau des analyses de terres agricoles, c’est l’adéquation entre le conseil de fertilisation et le niveau de fertilité qui peut être impacté, avec le risque de ne pas atteindre l’objectif de rendement ou de qualité des productions. Pour le laboratoire, les implications se situent à de nombreux postes : contrôle de la température (étuves, salles de dosages, fours, …), vérification des balances, contrôles de volumes (pipettes, …), utilisation de matériaux de référence certifiés [2] pour l’étalonnage [3] des instruments de dosage… L’objectif final de la métrologie est donc de donner un résultat de mesure :
- Fiable, en tenant compte de l’incertitude découlant de toutes les étapes que subit l’échantillon dans le process analytique,
- Qui corresponde au besoin en matière de maîtrise des risques liés aux erreurs de mesure et à leurs conséquences.
LA METROLOGIE DANS LES LABORATOIRES D'AUREA AGROSCIENCES
La métrologie dans le laboratoire s’applique essentiellement :
- Aux balances analytiques pour lesquelles il est impératif de contrôler régulièrement la justesse [4] et la fidélité [5] à l’aide de masses de travail [6] et étalon raccordé au système international
- Aux enceintes thermostatées (étuves, fours, réfrigérateurs, chambre froide, congélateurs, autoclaves, pièces de travail thermostatées …) pour lesquelles il est important de vérifier la température de travail en tous points de la chambre à l’aide de sonde ou de thermomètre rattachés aussi au système international
- Aux volumes (pipettes et distributeurs automatiques, fioles, allonges graduées, …) qui sont contrôlés par pesées
- Aux appareils de dosage avec l’utilisation de matériaux certifiés pour la fabrication des gammes d’étalonnage, pour la vérification de la justesse en longueurs d’onde … Ces dispositions métrologiques veillent à rendre le plus juste et le plus fiable possible les résultats d’analyse produits par le laboratoire.
[1] Mesurage : action de mesurer. Du mesurage découle la mesure (= la grandeur).
[2] Étalonnage : ensemble des opérations établissant, dans des conditions spécifiées, la relation entre les valeurs indiquées par un appareil de mesure et les valeurs connues correspondantes d’une grandeur mesurée.
[3] Matériau de référence : matériau ou substance dont une ou plusieurs valeur(s) de la (des) propriété(s) est (sont) suffisamment homogène(s) et bien définie(s) pour permettre de l’utiliser pour l’étalonnage d’un appareil, l’évaluation d’une méthode de mesurage ou l’attribution de valeurs aux matériaux.
[4]Justesse : écart par rapport à la valeur « vraie ». Les résultats doivent être les plus proches possibles de cette valeur.
[5]Fidélité : un équipement fidèle donne des résultats identiques pour une série de mesures consécutives.
[6] Étalon : matérialisation d’une grandeur donnée dont on connaît la valeur avec une grande exactitude. Un étalon sert à étalonner d’autres étalons ou équipements qui mesurent la même grandeur.
