Qu’est-ce que la traçabilité d’un instrument?

Afin de répondre à la question posée en titre: “Qu’est-ce que la traçabilité d’un instrument?”, nous verrons:

• Qu’est-ce qu’un étalon international?
• Comment un laboratoire est-il accrédité NIST ou CNRC?
• Qu’est-ce qu’un certificat de traçabilité?
• Quand un tel document est-il nécessaire?

Qu’est-ce qu’un étalon international?

Selon le Vocabulaire international de métrologie (VIM), il s’agit d’un “étalon reconnu par les signataires d'un accord international pour une utilisation mondiale” (1). Bien. Maintenant, qu’est-ce qu’un étalon? C’est la “réalisation de la définition d'une grandeur donnée, avec une valeur déterminée et une incertitude de mesure associée, utilisée comme référence” (1).

Penchons-nous un peu sur cette définition. 

Réaliser une grandeur par sa définition. Qu’est-ce qu’une grandeur? L’International System of Quantities (ISQ) en a défini 7 de base: longueur, masse, temps, courant électrique, température thermodynamique, quantité de matière et intensité lumineuse.

Le Système international d'unités (SI) entre ici en jeu. Le SI propose une unité de base pour chacune des grandeurs de l’ISQ. Depuis 2019, toutes les unités du SI sont définies selon des constantes physiques (2). La dernière unité définie ainsi a été le kilogramme. La création d’un étalon consiste donc à utiliser ces définitions du SI et d’en faire une entité utilisable comme référence, avec une valeur et une incertitude.

De façon schématisée:

Un étalon international est donc une entité de référence reconnue mondialement comme étant de valeur “vraie”.

Comment un laboratoire est-il accrédité NIST ou CNRC?

Le National Institute of Standards and Technology (NIST) aux États-Unis ou le Conseil national de recherches du Canada (CNRC) sont deux organismes fédéraux qui possèdent le deuxième type d’étalon: un étalon national. Cette entité de référence en est une qui est reconnue pour un État donné. Elle peut généralement être comparée avec l’étalon international.

Au Canada, les laboratoires sont certifiés par le Service d'évaluation des laboratoires d'étalonnage (CLAS) du CNRC et accrédités par le Conseil canadien des normes (CCN) (3).

Toujours selon le VIM, un étalonnage est l’action de comparer X avec un étalon, au niveau de la valeur et de l’incertitude de mesure.

Pour que le laboratoire soit accrédité, il doit prouver que ses étalons de travail sont issus d’une chaîne ininterrompue d’étalonnage depuis un étalon international, avec une documentation sur l’incertitude de chacun des niveaux d’étalonnage. Il doit aussi avoir le personnel et l’équipement nécessaire pour effectuer des étalonnages avec une grande précision. Finalement, il doit réussir l’évaluation du CLAS pour l’accréditation ISO/IEC 17025.(4)

Un laboratoire de type I permet l’étalonnage d’étalons. 

Un laboratoire de type II sert à l’étalonnage d’instruments de mesure à partir d’étalons de travail. Il produit un document qui établit si l’équipement testé est conforme aux normes du fabricant.

Qu’est-ce qu’un certificat de traçabilité?

La traçabilité métrologique est une propriété selon laquelle l’étalonnage d’un instrument s’est fait suivant une chaîne ininterrompue et documentée d’étalonnages, chacun contribuant à l’incertitude de mesure (1). Cette chaîne doit être hiérarchisée avec des références de plus en plus précises. La documentation doit inclure le numéro d’identification unique de l’étalon utilisé, ainsi que la date où a été effectué son étalonnage. Lorsque l’on parle de “traçabilité au SI”, le sommet de la hiérarchie doit être un étalon international.

Voici, de façon schématique, la hiérarchie nécessaire à la certification d’un instrument de mesure.

Un certificat de traçabilité métrologique au SI, fourni par un laboratoire accrédité par le Conseil canadien des normes et le Conseil national de recherches du Canada (CCN-CNRC), est donc basé sur des étalons travail. Le laboratoire doit aussi suivre des procédures strictes, définies pour fournir la précision nécessaire lors de l’étalonnage d’un instrument. Le NIST fonctionne de manière similaire aux États-Unis.

Pour l’obtention du certificat, l’utilisateur de l’instrument peut choisir des points d’étalonnage. Cela permet d’avoir une assurance de la précision de l’instrument à des valeurs ciblées. Ce choix devrait être fait en fonction des conditions finales d'utilisation de l’instrument.

Quelle est la différence entre ajustage, étalonnage et traçabilité?

Dans l’usage courant, un étalonnage est l’action de corriger des mesures pour qu’elles correspondent mieux aux valeurs attendues. Selon le VIM, cette définition correspond toutefois à celle d’un ajustage.

L’étalonnage, soit la comparaison d’une mesure avec un étalon, est une opération préalable à l’ajustage. C’est grâce à l’étalonnage qu’un appareil pourra être ajusté pour fournir des mesures plus exactes à certains points donnés.

Un laboratoire accrédité pour fournir un certificat de traçabilité doit donc faire l’étalonnage de l’appareil pour vérifier sa conformité. Parfois, il est aussi possible de faire faire l’ajustage de l’appareil par le laboratoire, si l’appareil comporte une fonction d’ajustage (parfois appelée une fonction d’étalonnage).

Un certificat de traçabilité n’est donc pas une garantie que l’appareil est ajusté pour être plus exact. Il s’agit d’une certification que l’instrument de mesure est conforme aux normes de précision du fabricant, en le comparant à une chaîne ininterrompue d’étalons.

Un exemple de certificat de traçabilité

Voici donc à quoi peut ressembler un certificat de traçabilité au CNRC. Il a été établi sur un capteur de température et humidité USB (USB-TRH420-CAL). Ce sont donc la température et l'humidité relative qui servent de grandeurs pour effectuer l’étalonnage de cet instrument.

Comme cet appareil de mesure est ajustable (le fabricant dit “étalonnable”), lors de la certification, l’instrument a aussi été ajusté pour rendre des lectures plus exactes sur une plage précise (de -20 °C à 60 °C et 10 %RH à 95 %RH).

Quand un tel document est-il nécessaire?

L’Organisation internationale de normalisation (ISO) définit des normes internationales approuvées par des comités d’experts. Ces Normes sont issues des besoins d’un marché et couvrent un très large éventail. Il y en a présentement 24 495. Elles sont établies suivant le consensus d’experts et d’autres membres du comité, par exemple des consommateurs. Les Normes ISO constituent un gage de confiance sur la qualité d’un produit ou d’un processus.

Nous avons brièvement mentionné la norme ISO/IEC 17025 un peu plus haut. Cette norme internationale “permet aux laboratoires de démontrer leur compétence et leur capacité à produire des résultats valides [... et facilite] la coopération entre les laboratoires et d’autres organismes en assurant une meilleure acceptation des résultats dans différents pays.” (5) Dans le domaine de la métrologie, cela signifie que les laboratoires ayant cette certification utilisent des instruments et des procédés de mesure fiables.

Un laboratoire accrédité au CNRC qui réussit l’évaluation du CLAS pour la norme ISO/IEC 17025 certifie donc que l’instrument de mesure étalonné et traçable au SI va produire des résultats reconnus internationalement comme étant valides. Il s’agit de la même chose pour les laboratoires accrédités au NIST.

Dans certaines industries, il est nécessaire de démontrer cette validité. Un certificat de traçabilité permet d’assurer à l’acquéreur que son instrument de mesure est conforme avec cette Norme.

En conclusion

Nous espérons avoir clarifié certaines questions fondamentales quant au certificat de traçabilité, à l’étalonnage, à l’ajustage et aux différentes normes internationales. Si vous avez des questions ou des commentaires, il nous fera plaisir de vous répondre!

 

Références

1. BIPM, IEC, IFCC, ILAC, ISO, IUPAC, IUPAP, and OIML. International vocabulary of metrology | Basic and general concepts and associated terms (VIM). Joint Committee for Guides in Metrology, JCGM 200:2012. (3rd edition). URL: https://www.bipm.org/documents/20126/2071204/JCGM_200_2012.pdf/f0e1ad45-d337-bbeb-53a6-15fe649d0ff1.
2. BIPM. Brochure sur le Système international d’unités (SI) v.1.08 (9e édition) ISBN: 978-92-822-2272-0
3. Gouvernement du Canada (2022). Notes supplémentaires - Service d’évaluation de laboratoires d’étalonnage. [online] Conseil national de recherches du Canada. Available at: https://nrc.canada.ca/fr/certifications-evaluations-normes/service-devaluation-laboratoires-detalonnage/notes-supplementaires [Accessed 22 Sep. 2022].‌
4. Gouvernement du Canada (2019). Obtenir la certification CLAS. [online] Conseil national de recherches du Canada. Available at: https://nrc.canada.ca/fr/certifications-evaluations-normes/service-devaluation-laboratoires-detalonnage/obtenir-certification-clas-1-commencer [Accessed 22 Sep. 2022].
5. ISO. (2017). ISO/IEC 17025 - Exigences générales concernant la compétence des laboratoires d’étalonnages et d’essais. [online] Available at: https://www.iso.org/fr/publication/PUB100424.html [Accessed 26 Sep. 2022].