Traçabilité : Propriété du résultat d’un mesurage ou d’un étalon tel qu’il puisse être relié à des références déterminées, généralement des étalons nationaux ou internationaux, par l’intermédiaire d’une chaîne ininterrompue de comparaisons ayant toutes des incertitudes déterminées.

Intérêt :

La pratique de la métrologie est réalisée dans le cadre d’un ensemble de références qui sont reconnues et partagées par le plus grand nombre : le Système International d’unités (SI) qui définit une base de références internationales à partir d’une définition théorique de sept unités de base.

La traçabilité décrit toute la chaîne de raccordement des mesures entre la définition de l’unité du SI à l’extrémité supérieure et la mesure réalisée par l’opérateur à son extrémité inférieure. Ainsi, la notion de traçabilité d’une mesure est cruciale pour la compatibilité et la comparaison des résultats de mesureentre les différents laboratoires ou entreprises, entre différentes méthodes, différents instruments…

 Motivations du groupe de travail :

La métrologie est une discipline essentielle pour permettre l’échange de produits industriels, pour la maîtrise des mesurages, pour vérifier la cohérence des résultats expérimentaux effectués dans les laboratoires académiques et industriels, pour assurer la sécurité des biens et des personnes (appareils de contrôle dans les aéroports, dispositifs médicaux…) et pour préserver l’environnement (qualité de l’air, de l’eau…).

Dans le domaine des nanotechnologies, les acteurs impliqués doivent être en capacité de mesurer, à l’échelle du nanomètre, la taille, la forme et les propriétés physiques et chimiques afin de produire des nanomatériaux et nanodispositifs avec un haut degré de précision et une grande fiabilité. Ceci impose qu’au niveau national (mais aussi international) des chaînes de traçabilité et d’étalonnage spécifiques soient mises en place. Même si les différents acteurs des nanotechnologies possèdent des instruments de mesure, des méthodologies reconnues et partagées ainsi que des matériaux de références font toujours défaut, rendant souvent impossible la mise en place d’inter-comparaisons sérieuses pour échanger ou comparer des données de mesures.

La définition de chaînes de traçabilité constitue une première étape fondamentale pour pouvoir définir et proposer des étalons de transfert et des matériaux de référence adaptés aux besoins croissants des nanotechnologies. In fine, la définition de celles-ci permet de mieux maîtriser les incertitudes de mesure en bout de chaîne. La traçabilité est un outil de management de la qualité des mesures.

 Thématiques abordées dans le groupe de travail :

  • Etablissement de chaînes de traçabilité : Dans le domaine des nanotechnologies, les besoins métrologiques s’expriment sur toute la chaîne d’innovation, de la recherche fondamentale, en passant par la R&D et jusque dans le secteur de la production industrielle des nanomatériaux. En effet, les chercheurs ont besoin d’instruments pour corréler la mesure dimensionnelle de ces nano-objets avec les propriétés physiques nouvelles qui apparaissent afin d’en déterminer précisément les paramètres limites. Dans ce contexte, la recherche académique exprime depuis peu des besoins en termes de méthodologie, d’instrumentation, de traçabilité et de matériaux de référence. Le secteur industriel, quant à lui, doit mettre en place une instrumentation fiable, capable de mesurer des propriétés physiques et chimiques à l’échelle du nanomètre afin d’établir un « système qualité » permettant de reproduire des nanomatériaux et des nanodispositifs avec un haut degré de précision. Il est donc nécessaire qu’une chaîne de traçabilité et d’étalonnage spécifique soit mise en place au niveau national et international. Le LNE pilote la métrologie française et il est donc garant de la continuité de ces chaînes de traçabilité. Dans le cadre du groupe de travail, les discussions avec les industriels et les académiques permettront de réflechir sur les besoins dans toutes les autres grandeurs de la physique et de la chimie et de traiter en priorité les chaînes de traçabilité à mettre en place de manière urgente.
  • Besoins d’étalon de transfert (matériaux de référence, étalons…) : Dans le cas de l’étalonnage des microscopes à force atomique, par exemple, le raccordement est effectué grâce à des étalons de transfert qui prennent généralement la forme de réseaux périodiques 1D ou 2D dont les propriétés dimensionnelles sont parfaitement connues et étalonnées. Les étalons de hauteur de marche (Z) ou de pas de réseau (XY) ont été développés en collaboration avec les industriels et sont pour la plupart déjà disponibles dans le commerce avec un large éventail de dimensions caractéristiques. De nouveaux étalons de transfert sont en cours de développement, notamment dans le domaine de la rugosité de surface à l’échelle nanométrique où les besoins industriels sont importants. Les besoins en matériaux de référence et étalon sont nombreux et existent dans tous les domaines de la physique et de la chimie. Le groupe de travail aura pour objectif de dresser un bilan complet des besoins en étalons et  nanomatériaux de référence au niveau national.
  • Evaluation de bilans d’incertitude : lors de la réalisation d’un mesurage, les sources possibles d’incertitudes sont nombreuses. Elles contribuent toutes à dégrader le résultat de mesurage en élargissant la distribution des valeurs mesurées : plus les sources d’incertitudes sont nombreuses et plus le doute sur la valeur moyenne est grand. Le bilan d’incertitude d’un instrument regroupe et quantifie de la façon la plus exhaustive possible toutes les sources d’incertitude afin de déterminer précisément l’incertitude de mesure associée à celui-ci afin de fournir finalement un taux de confiance sur la mesure réalisée.Les discussions au sein du groupe de travail permettront de faire le point sur les habitudes de chacun en la matière et de proposer des pistes d’amélioration.

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