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1 Institut Supérieure de Biotechnologie de Sidi Thabet Licence BAE et BIOTECH C

1 Institut Supérieure de Biotechnologie de Sidi Thabet Licence BAE et BIOTECH Cours de métrologie appliquée aux sciences biologiques ISBST 2018-2019 Dr Ridha Ghali Cours de métrologie appliquée aux sciences biologiques L2 (Biotech et BAE) 2018‐2019 Maitre-assistant, Métrologie et techniques analytiques ISBST Institut supérieur de Biotechnologie de Sidi Thabet 1 Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST 2018-2019 1 Chapitre I: Introduction à la métrologie Problématiques, Historique, Terminologie, Structures et normes de pilotage de la métrologie 2 Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST 2018-2019 Pour quoi Mesurer ???: - Pour avoir la confiance aux résultats des expériences !! - Pour Avoir la confiance aux résultats des analyses médicales !!!! - Pour hiérarchiser les compétences des outils et des sportifs !!! - Pour avoir la confiance aux commerçants !!! "L'homme est la mesure de toutes choses" Protagoras (sophiste grec 485-411 avJC) 3 Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST 2018-2019 2 Institut Supérieure de Biotechnologie de Sidi Thabet Licence BAE et BIOTECH Cours de métrologie appliquée aux sciences biologiques ISBST 2018-2019 Pour quoi Mesurer ???: Les premiers besoins humains en terme de mesures - Les longueurs - Les masses - Les volumes - Les durées 4 Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST 2018-2019 Les anciens Égyptiens ont des systèmes des mesures bien décrits pour les longueurs, les masses et les volumes. Les anciens Égyptiens et les Mesures 5 Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST 2018-2019 Questions Q1: Connaissez-vous la valeur du rayon terrestre ??? Q2: Quel est la date de première tentative du calcul de la valeur du rayon terrestre ??? R = 6378 km 350 av.JC. Par Ératosthène de Silène Erreur: seulement 2% !!! Actuellement et à l’aide des satellites: R déterminé = 6247 km responsable de la bibliothèque d’Alexandrie 6 Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST 2018-2019 3 Institut Supérieure de Biotechnologie de Sidi Thabet Licence BAE et BIOTECH Cours de métrologie appliquée aux sciences biologiques ISBST 2018-2019 Les Arabo-musulmans et les Mesures Les astronomes arabes ont mis au point un grand nombre d’instruments, permettant d’accomplir des mesures à partir de leurs observations du ciel, le plus connu étant l’astrolabe L'astrolabe, un outil astronomique de navigation 7 Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST 2018-2019 Les Européens et les mesures • Les européens ont bien essayé pour développer les mesures • Dé l’année 789, un capitulaire de Charlemagne tente d'uniformiser les unités de mesure. Sablier: instrument de mesure des durés 8 Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST 2018-2019 Histoire moderne des systèmes et des unités des mesures • Jusqu'au XVIIIème siècle il n'existait aucun système de mesure unifié en Europe. • En 1795, il existait en France plus de sept cents unités de mesure différentes. • La plupart d'entre elles étaient empruntées à la morphologie humaine (le doigt, la palme, le pied, la coudée, le pas). • Ces unités de mesures variaient d'une ville à l'autre et selon la nature de l'objet mesuré. 9 Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST 2018-2019 4 Institut Supérieure de Biotechnologie de Sidi Thabet Licence BAE et BIOTECH Cours de métrologie appliquée aux sciences biologiques ISBST 2018-2019 Etalons prototypes royales: 1668 à 1776 • Pour les longueurs était la Toise du Châtelet. • Pour les poids, était la pile de Charlemagne (13 poids à godets en cuivre qui s'emboîtent) 10 Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST 2018-2019 Inconvénients des système de mesures et des unités anciens • La toise est six fois la longueurs de pied du Roi ??? : variabilité, problèmes politiques …. • Les mesures de volume et celles de longueur n'avaient aucun lien entre elles. • Calcul extrêmement laborieux des multiples et sous multiples pour chaque unité de mesure • Source d'erreurs et de fraudes lors des transactions commerciales. Nécessité d'une harmonisation se faisait de plus en plus pressante. 11 Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST 2018-2019 Naissance du système métrique Le mètre: une mesure universelle • Afin d'assurer l'invariabilité des mesures, les scientifiques ont tenter de choisir un étalon emprunté à un phénomène naturel, un étalon universel, permettant ainsi l'adhésion de toutes les nations étrangères. • Le 26 mars 1791 naissait le mètre, dont la longueur était établie comme égale à la dix millionième partie du quart du méridien terrestre. 12 Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST 2018-2019 5 Institut Supérieure de Biotechnologie de Sidi Thabet Licence BAE et BIOTECH Cours de métrologie appliquée aux sciences biologiques ISBST 2018-2019 Le mètre: Une démarche idéaliste • Le mètre concrétise l'idée d'une " unité qui, dans sa détermination, ne renferme rien ni d'arbitraire ni de particulier à la situation d'aucun peuple sur le globe ". La 1ère conséquence de la naissance du mètre: la circonférence de la terre est rigoureusement égale à 40 000 km, par définition... 13 Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST 2018-2019 Etalons prototype de mètre La barre de platine- iridium utilisée comme prototyp du mètre de 1889à 1960. 14 Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST 2018-2019 Système métrique: de mètre au Kg Le kilogramme est ainsi définit comme la masse d'un décimètre cube d'eau distillée désormais à son maximum de densité, à 4°C. Les unités sont enfin liées entre elles par des rapports simples et devenus décimaux. Le 7 avril 1795 le système métrique décimal est alors institué. La décimalisation introduisait une véritable révolution dans le calcul des surfaces et des volumes. 15 Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST 2018-2019 6 Institut Supérieure de Biotechnologie de Sidi Thabet Licence BAE et BIOTECH Cours de métrologie appliquée aux sciences biologiques ISBST 2018-2019 étalons prototypes définitifs de kilogramme Les étalons prototypes définitifs de kilogramme en platine présentés le 22 juin 1799 16 Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST 2018-2019 Le système métrique; de la France vers le monde • Le système métrique est officiellement établit en France en 4 juillet 1837 comme système de mesure unique. • Il commence à se propager dans plusieurs pays, qui restent dépendants de la France pour obtenir des copies des étalons du mètre et du Kg. • Pour palier à la manque d'uniformité dans l'établissement des copies, une conférence internationale connu sous le nom de convention du mètre a décidé de créer le Bureau international des poids et mesures (BIPM) en 1875 . 17 Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST 2018-2019 La Convention du mètre • Le 20 Mai 1875, 17 états signent la convention du mètre (Les états fondateurs sont: Allemagne, Autriche, Belgique, Danemark, Espagne, France, Italie, Norvège, Russie, Suède, Suisse, Turquie) • En Septembre 2009, elle regroupe 53 États membres et 28 États associés à la conférence générale des poids et des mesures. • La Tunisie a adhéré à la conférence générale des poids et des mesures en 2007. 18 Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST 2018-2019 7 Institut Supérieure de Biotechnologie de Sidi Thabet Licence BAE et BIOTECH Cours de métrologie appliquée aux sciences biologiques ISBST 2018-2019 Les unités de mesure entre 1875 et 1960 • Les définitions des unités ont évoluées au cours de l'histoire dès que les besoins de précision de certains utilisateurs n'étaient plus satisfaits. • Les méthodes de mesure et les étalons progressent constamment: plus les unités de mesure ont une définition précise, et plus les valeurs mesurées peuvent être fines. Nécessité d’un système international d’unités qui englobe tous les nouvelles unités de mesure des nouveaux grandeurs autre que masse et longueurs. 19 Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST 2018-2019 Du système métrique au système International d'unités • Le Système international d'unité (SI) est né en 1960 (11ème conférence générale des poids et mesures), il a remplacé donc le système métrique. • Ce système permet de rapporter toutes les unités de mesure à un petit nombre d'étalons fondamentaux: 7 • Ce système permet de consacrer tous les soins nécessaires à améliorer sans cesse leur définition. 20 Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST 2018-2019 Système International d'unités 21 Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST 2018-2019 8 Institut Supérieure de Biotechnologie de Sidi Thabet Licence BAE et BIOTECH Cours de métrologie appliquée aux sciences biologiques ISBST 2018-2019 Les unités et leurs filiations dans le SI 22 Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST 2018-2019 Les Grandeurs mesurables dans le SI 23 Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST 2018-2019 grandeurs physiques indépendantes: la longueur la masse le temps l'intensité du courant électrique la température thermodynamique la quantité de matière l'intensité lumineuse grandeurs de base Grandeurs dérivées l’énergie, la puissance, le volume, la fréquence Grandeurs directes: Accessibles en mesurage direct Grandeurs indirectes: calculées à partir des lois physiques m/V grandeur indirecte grandeurs directes Unités à noms spéciaux 24 Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST 2018-2019 9 Institut Supérieure de Biotechnologie de Sidi Thabet Licence BAE et BIOTECH Cours de métrologie appliquée aux sciences biologiques ISBST 2018-2019 Unités non SI 25 Cours de métrologie Dr Ridha Ghali ISBST 2018-2019 Certaines unités, en dehors du SI, jouent un rôle important dans certains domaines spécialisés. Elles sont reconnues comme pouvant être utilisées conjointement avec uploads/Ingenierie_Lourd/ 1-cours-metro-l2-2018-2019-ch1.pdf