PESAGE

1. PESAGE Le pesage est la détermination de la masse d'un corps.Cette grandeur n'est pas accessible ou mesurable directement. Pour la déterminer, on réalise l'équilibre d'une force inconnue par une force connue, ce procédé est utilisé depuis l'antiquité.  • LE POIDSL'effet de la pesanteur sur un corps détermine le poids de ce corps.LA DENSITÉI1 ne faut pas confondre le poids d'un corps avec sa densité. On appelle densité le rapport entre le poids d'un corps et le poids du même volume d'un autre corps pris pour unité. Pour les liquides et les solides, le corps choisi comme unité est l'eau dont un litre pèse un Kilogramme ; on dit donc que la densité de l'eau est 1.Quand on dit que la densité de l'acier est 8, on entend par là, qu'à volume égal, l'acier pèse huit fois plus que l'eau. 

2. HISTORIQUE •  - 800 Av. J.C. : Un bas relief représente un percepteur avec une balance •  - 600 Av. J.C. : décoration sur une amphore grecque •  - 500 Av. J.C. : décorations égyptiennes •  1200 : Relief sur l'Eglise St.Pietro, Spoleto(Italie) • 1670 : Balance Roberval • 1700 : Balance de pharmacien •  1780 : Balance pèse or chinoise •  Balance à angle d'inclinaison •  Balance de Phillips Mathaüs Hahn •  Balance à ressort •  1844 : Balance Béranger (Joseph 1802-1870)

3. CARACTERISTIQUES d’une BALANCE • PRÉCISION : les instruments de pesage sont répartis en 4 classes de précision • Classe I, la précision spéciale • Classe II, la précision fine • Classe III, la précision moyenne • Classe IIII, la précision ordinaire.     Les classes de précision spéciale et fine sont réservées plus particulièrement à des mesures en laboratoire et souvent de faible portée.Les instruments de pesage destinés à des transactions commerciales, doivent obligatoirement être de la classe de précision moyenne.La répartition des instruments de pesage, en classe de précision, est basé sur la valeur de l'échelon et sur le nombre d'échelons de l'instrument.

4. CARACTERISTIQUES d’une BALANCE • Les instruments de pesage gradués peuvent être à indication continue (analogique) ou à indication discontinue (numérique). I1 existe deux notions d'échelons : ECHELON REEL : • La valeur de l'échelon réel "d" d'un instrument gradué est la valeur exprimée en unité de masse, soit de • la plus faible division de l'échelle lorsque l'indication est continue, soit de la différence de deux • indications de valeur consécutives d'une échelle discontinue ECHELON de VERIFICATION : • La valeur de l'échelon de vérification "e" utilisé pour la détermination des erreurs maximales tolérées • sur les instrument de pesage, est égale, à la valeur de l'échelon réel, multiplié par un coefficient donné • par le constructeur.

5. CARACTERISTIQUES d’une BALANCE PORTEE MINIMALE : C’est la limite inférieure de l'échelle de mesure PORTEE MAXIMALE : C’est la limite supérieure de l'échelle de mesure L’ETENDUE de MESURE : C’est la zone comprise entre la portée minimale et la portée maximale. NOMBRE d’ECHELONS de VERIFICATION : C’est le quotient de la portée maximum par l’échelon de vérification.

6. CARACTERISTIQUES des BALANCES BALEA PRÉCISION = Classe III ECHELON REEL = ECHELON de VERIFICATION NOMBRE d’ECHELONS de VERIFICATION = 3000 SIMPLE PESAGE AGPA

7.  CHAINE d’ACQUISITION MESURE PLATEAU MESURANDE CAPTEUR CONDITIONNEMENT   MESURAGE La CHAINE D'ACQUISITION d'une INFORMATION est l'ensemble des structures qui permettent de donner d'une grandeur physique une image exploitable par un traitement MESURANDE: la grandeur objet de la « mesure ». Elle est caractérisée par sa valeur « instantanée » qu'on appelle parfois INTENSITE et son évolution dans le temps (= succession de valeurs instantanées). MESURAGE: action d'évaluer une grandeur après son rapport avec une grandeur de même espèce prise comme unité et comme référence MESURE: valeur numérique représentant au mieux la mesurande

8. LE CAPTEUR CAPTEUR: c’est un organe de prélèvement de l'information qui élabore à partir d'une grandeur physique (le mesurande), une autre grandeur physique de nature différente JAUGE de CONTRAINTE

9. LES ERREURS de MESURE Dans la pratique un système de pesées va toujours être utilisé dans un environnement évolutif dans lequel certains paramètres plus ou moins maîtrisés vont jouer le rôle de grandeurs d'influence et perturber la mesure. La valeur exacte des mesurandes n'est connue que dans le cas des grandeurs étalons : leur valeur est fixée par convention. Dans tous les autres cas, l'expérimentateur dispose d'un résultat (la mesure) exprimé en unité de mesurande fourni par la chaîne complète qui est censé représenter la valeur du mesurande. La différence entre la valeur réelle et la mesure est appelée erreur de mesure. L'erreur de mesure n'est jamais connue exactement sinon on pourrait corriger la mesure de son erreur pour retrouver la valeur réelle. En revanche, on peut dans la plupart des cas évaluer l'ordre de grandeur de l'erreur. Le but est bien entendu de les réduire au minimum.

10. LES ERREURS de MESURE Erreurs systématiques Ce sont des erreurs constantes (ou à variations lentes). Pour un mesurande donné, elles introduisent systématiquement le même décalage. Leur origine provient généralement d'un dispositif inadapté ou mal réglé ou mal utilisé. Le plus souvent, un examen attentif de la chaîne de mesure permet de les réduire. On les met en évidence en effectuant deux séries de mesurages du même mesurande avec deux dispositifs différents faisant si possible appel à des méthodes différentes. Les principales origines de ces erreurs sont : - Mauvaise référence - Erreurs sur les caractéristiques - Mauvaises conditions d'emploi - Exploitation incorrecte des données La réduction des erreurs systématiques passe souvent par la vérification et l’étalonnage du système de pesées. La connaissance d'une erreur systématique permet de la réduire immédiatement en post-traitement.

11. LES ERREURS de MESURE • Erreurs accidentelles ou aléatoires ou fortuites • Contrairement aux erreurs systématiques, on ne peut pas connaître leur valeur ni même leur signe même si leur origine est connue. • Dues aux caractéristiques intrinsèques (mobilité, erreur de lecture, hystérésis…) • Utilisateur • Conditions d’environnement : vent, température… • Il est souvent assez difficile d'évaluer les valeurs des erreurs aléatoires ou même leur ordre de grandeur. Souvent on fait appel à une approche statistique.

12. LES ERREURS ERREUR ABSOLUE : c’est l'écart entre la valeur vraie du mesurande et la valeur donnée par la chaîne de mesure. Elle ne suffit pas pour caractériser la qualité d'une mesure. Il est en effet plus difficile de mesurer une distance d'un kilomètre que d'un mètre en commettant la même erreur de un centimètre. ERREUR RELATIVE : elle traduit la qualité d'une mesure. C'est le rapport de l'erreur absolue à la valeur vraie exprimé en % Exemple : Valeur vraie d'une masse : 100 g. Valeur mesurée : 99 g Erreur absolue 1 g. Erreur relative :   Valeur vraie d'une masse : 1 kg. Valeur mesurée : 999 g Erreur absolue 1 g. Erreur relative :  

13. Une DONNEE DIGNE de CONFIANCE La métrologie peut se définir comme étant la science de la mesure associée à l’évaluation de son incertitude La fonction métrologique est l’un des instruments centraux de la démarche qualité des entreprises et prend toute son importance aussi bien en tant que démarche volontaire interne à l’entreprise qu’en tant que démarche contractuelle pouvant aboutir à la certification. C’est un point de passage obligé pour l’obtention de la qualité des mesures. Seuls l’établissement non ambigu de la traçabilité du résultat et l’évaluation convenable de son incertitude peuvent inspirer une confiance suffisante pour utiliser effectivement la donnée. Les instruments de mesure n’ont de signification que si les valeurs qu’ils indiquent sont exactes. La fonction métrologique doit permettre de s’assurer que les instruments sont encore en état de bon fonctionnement et que toute éventuelle dérive reste maîtrisée et connue et ce à travers les opérations de vérification et de raccordement aux étalons nationaux ou internationaux. Toutes les opérations de réduction des erreurs de mesure ont un coût (matériel, temps passé, monétaire...). Il faut adapter l'effort aux buts fixés préalablement.

14. REGLEMENTATION • L'utilisation des instruments de pesage en France est réglementé. Le Service des Instruments de Mesure (S.I.M.) anciennement "Service des poids et mesure" dont la fondation remonte à 1837, est chargé de l'application des différentes lois.De nombreux décrets, maintenant européens, fixent les conditions d'application de cette réglementation. Tous les constructeurs de matériels de pesage se doivent de les respecter, sous peine de sanctions prévues par la loi (amende, saisie chez l'utilisateur, etc...). • VERIFICATION • La vérification primitive : c'est l'examen obligatoire d'un instrument de pesage neuf. Le poinçonnage, après essais satisfaisants, est effectué par un représentant assermenté du S.I.M ou par le constructeur.Une vérification périodique est également obligatoire mais uniquement pour les instruments de précision moyenne : elle est effectuée annuellement sur le lieu de l'installation par le S.I.M.ou un organisme agréé et le poinçon de vérification est représenté par une lettre de l'alphabet changeant chaque année. Les détenteurs d'instruments de pesage doivent fournir les moyens matériels et le personnel nécessaires pour la réalisation pratique de la vérification.

15. REGLEMENTATION • A.F.A.Q. : Association Française pour l'Assurance de la QualitéA.F.N.O.R. : Association Française de NormalisationI.S.O. : Organisation Internationale de NormalisationB.I.P.M. : Bureau International des Poids et MesuresB.N.M. : Bureau National de MétrologieD.R.I.R.E. : Direction Régionale de l'Industrie, de la Recherche et de l'EnvironnementL.N.E. : Laboratoire Nationale d'EssaisO.I.M.L. : Organisation Internationale de Métrologie LégaleS.I.M. : Service des Instruments de Mesure • C.O.F.R.A.C. : Comité Français d'Accréditation Norme européenne EN 45501 Août 93 Aspects métrologiques des instruments de pesage à fonctionnement non automatique NORME en COURS :

16. Une DONNEE DIGNE de CONFIANCE CE QUI EST DEJA FAIT Minimiser les erreurs : Automatiser la saisie Amplitude pour les mouvements Le système de pesée Identification fiable de l’animal     CE QU’IL RESTE A FAIRE  Vérification du matériel : test, raccordement … Traçabilité : utilisateur, matériel … 

17. La VERIFICATION • La vérification périodique : • C'est l'ensemble des opérations qui ont pour but de vérifier, suivant une périodicité définie, que les caractéristiques métrologiques d'un moyen de contrôle de mesure en service satisfont aux spécifications qui définissent son aptitude à l'emploi. • - Dans des conditions d’étalonnage requises, • - Avec une incertitude de mesurage estimée, • De consigner la nature et les résultats de chaque intervention sur les fiches de vie ou procès verbal de vérification. • La périodicité de vérification : • Les périodicités d’étalonnage applicables pour un moyen de contrôle de mesure sont données pour prévenir toute dégradation et d'assurer sa crédibilité dans le temps. • Les périodicités sont déterminées en fonction de la stabilité du matériel, des conditions d'utilisation et de la fréquence d'utilisation.

18. La VERIFICATION SYNOPTIQUE de DECISION

19. Les CARACTERISTIQUES à VERIFIER JUSTESSE : C’est l’aptitude d’une balance à fournir des résultats concordants entre les valeurs lues sur la balance et les valeurs vraies des poids étalons. FIDELITE : C’est l’aptitude d’une balance à fournir des résultats concordants entre eux, pour une même masse étalon déposée plusieurs fois sur le plateau. EXCENTRATION : C’est l’aptitude d’une balance à fournir des résultats concordants, entre la valeur lue et la valeur vraie du poids étalon, en modifiant sa position sur le plateau. FLUAGE : C’est l’aptitude d’une balance à fournir des résultats concordants entre eux dans le temps, pour une même masse étalon posée sur le plateau. MOBILITE : C’est l’aptitude d'une balance à répondre à une petite charge. Le seuil (de mobilité) est la plus petite variation de charge qui provoque un changement d’affichage d'une balance.

20. La TRACABILITE MATERIEL CONCERNE Micro utilisateur, Automate BALEA AGPA, plateaux de pesées BALEA LOGICIELS CONCERNES Micro : gestion technique (GEEDOC, SIDeX, ou GEEL), Saisie2000, TraceAppli. Automate AGPA : Version 6.4 du 06/11/03 Plateaux de pesées BALEA : TPN v3.11 MASSES de TRAVAIL permettant de relier les appareils de mesure aux étalons primaires

21. La TRACABILITE Les DOCUMENTS Mode opératoire Fiches de vie Procès verbal de la vérification Attestation de raccordement des masses de travail Inventaire des balances Fiche d’anomalies

22. PROCES VERBAL de VERIFICATION

23. FICHE de VIE d’une BALANCE

24.  NOUVELLE CHAINE d’ACQUISITION MESURE PLATEAU MESURANDE CAPTEUR CONDITIONNEMENT    MESURAGE VERIFICATION  ETALON de REFERENCE MASSES de TRAVAIL L’automate pilotera les opérations de vérification, enregistrera les tests et les résultats. TraceAppli permet de récupérer la vérification, d’imprimer le compte rendu et d’archiver les différentes vérifications.

25. IDENTIFICATION AUTOMATE et PLATEAU Numéro de série (1 lettre + 5 chiffres) électronique + en visuel sur une étiquette AUTOMATE PLATEAU Ecran principal. En bas à gauche de l’écran, affichage du numéro de la version du programme (6.0), de la date de la mise à jour du programme (15/04/03) et du numéro de série de l’automate (L88088). Ecran simple pesage. En haut de l’écran, à droite, affichage de la version du programme du plateau : TPN v3.11 L23088 comme numéro de série.

26. IDENTIFICATION UTILISATEUR Dans le cas d’utilisation de GEEDOC, la liste des utilisateurs de l’automate sera fournit à Saisie2000 Dans les autres cas, la listes des utilisateurs devra être déclarée sous TraceAppli. TraceAppli permet de gérer également une identification pour le micro et le domaine.

27. Les MASSES de TRAVAIL Pour effectuer la vérification d'un plateau vous devez disposer de masses. Ces masses doivent être déclarées sous le logiciel TraceAppli. Ces masses seront chargées sur l'automate (à chaque émission de liste avec Saisie2000) et automatiquement proposées lors des opérations de vérification.Vous devez déclarer au moins 2 masses en fonction du plateau, une équivalente à un tiers de la portée max (> 1/3 portée max et < ½ portée max) et une autre supérieure à la moitié de la portée max. Masses conseillées Plateau 6kg : 2,5kg et 5kg Plateau 15kg : 6kg et 10kg Si l'automate ne trouve pas les masses adaptées à la portée du plateau connecté, vous ne pourrez pas accéder aux fonctions de vérification. Plateau 30kg : 12kg et 20kg Plateau 60kg : 25kg et 45kg Plateau 150kg : 60kg et 100kg Plateau 300kg : 120kg et 100kg Poutres 600kg : 250kg et 500kg Poutres 1500kg : 600kg et 400kg Poutres 6000kg : 2500kg et 2500kg

28. Les MASSES de TRAVAIL Elles doivent être raccordées à une masse référence donnée par le Système International d’Unités (S.I) rendu international par le traité dit « convention du mètre » Le Système International d’Unités comprend actuellement sept unités fondamentales : · Le mètre (m) pour les longueurs, · Le kilogramme (Kg) pour les masses, · La seconde (s) pour les durées (temps), · L’ampère (A) pour l’intensité électrique, · Le Kelvin (K) pour la température thermodynamique, · Le candela (cd) pour l’intensité lumineuse, · La mole (mol) pour la quantité de matière. Elles doivent être identifiées. Trace du dernier raccordement datant de moins de 2 ans. Achat, fabrication, location Usage limité

29. Erreur Maximale Tolérée (EMT) E.M.T. : c’est l’écart maximum toléré entre la valeur de la masse conventionnelle appliquée sur le plateau et la valeur lue. Selon la charge appliquée sur le plateau, l’E.M.T. prend une valeur égale à un multiple de l’échelon de vérification. Il va falloir déterminer l’EMT pour toutes les caractéristiques d’un plateau au cours de la vérification La classe III impose que pour une masse comprise entre 0 et 500 points, l'EMT = +- 0.5 e 501 et 2000 points, l'EMT = +- 1 e 2001 et 3000 points, l'EMT = +- 1,5 e Tunnel d’erreur    Cette norme s'applique à du matériel neuf, pour une vérification sur le terrain, l'EMT sera multipliée par 2. Exemple : Plateau 6kg de classe III en 3000 points, e = 6000g/3000=2g pour une masse de 2000g,2000/2=1000 points, EMT=+-2g EMT terrain = EMT x 2 = +- 4g  pour une masse de 6000g,6000/2=3000 points, EMT=+-3g EMT terrain = EMT x 2 = +- 6g 

30. Le TEST de DERIVE Ce test permet de mesurer la dérive du plateau pendant les dix minutes après la mise sous tension. En fin de test l'automate affiche le résultat :  La variation du poids pendant les 5 premières minutes est comparée à 3 fois la valeur de 'e' (échelon de vérification).  La variation du poids pendant les 5 dernières minutes est comparée à 2 fois la valeur de 'e' (échelon de vérification). La masse utilisée correspond à 1/3 portée maximum. L’automate affiche une décimale de plus par rapport au mode pesée habituel.

31. Le TEST de LINEARITE Ce test permet de vérifier la justesse du plateau en mesurant les écarts de poids avec le zéro et deux masses. En fin de test l'automate affiche le résultat. En cas de problème, vous pouvez modifier l’étalonnage du plateau (calibration).

32. Le TEST d’EXCENTRATION Ce test permet de mesurer les écarts de poids entre une masse posée au centre du plateau et aux quatre angles. En fin de test l'automate affiche le résultat. La masse utilisée correspond à 1/3 portée maximum.

33. Le TEST de FIDELITE Ce test consiste à poser 10 fois une masse sur le plateau et mesurer l'écart du zéro et de la masse. En fin de test l'automate affiche le résultat. La masse utilisée correspond à 1/3 portée maximum.

34. Le RAPPORT FINAL L’automate enregistre la vérification et vous pouvez la récupérer sous TraceAppli.

35. METROLOGIE : propositions  Faire une vérification annuelle des plateaux. Location des masses de travail. Imprimer le résultat et créer un classeur de suivi des plateaux. Réparer si besoin. Réfléchir à un contrôle quotidien (avant chaque chantier).    

36. TRACABILITE des CHANTIERS : propositions Identification de l’utilisateur, de l’automate, du plateau et du micro. Propositions :  Sauvegarder le paramétrage du chantier.  Sauvegarder le déroulement du chantier.  Sauvegarder les données brutes échangées avec l’automate.  Sauvegarder les opérations effectuées sur le micro. Outils concernés :  Micro et l’automate BALEA AGPA.  Logiciels Saisie2000 et TraceAppli.

37. TRACABILITE des CHANTIERS : fonctionnement Emission  Listes des utilisateurs vers l’automate.  Archivage du fichier envoyé sur l’automate. Chantier  Identification utilisateur.  Enregistrement du déroulement du chantier. Réception  Archivage du fichier retour de l’automate.  Archivage du fichier compte rendu du chantier.  Impression du journal compte rendu du chantier.

38. TRACABILITE des CHANTIERS : journal micro Avec TraceAppli :

39. TRACABILITE des CHANTIERS : chantiers

40. TRACABILITE des CHANTIERS : données brutes

41. TRACABILITE des CHANTIERS : données brutes

42. TRACABILITE des CHANTIERS : propositions  Tester le système. Imprimer les journaux. Est ce qu’ils sont complets ? Est ce qu’il manque des fonctionnalités ?    Les journaux sont archivés sous forme de fichiers sur le micro. Il faudrait réfléchir à la mise en place d’une base de données pour sauvegarder et consulter toutes ces informations.