Metrologie

Metrologie1. Gnralit, dfinitions

Cest la science de la mesure au sens large.

La mesure est lopration qui consiste donner une valeur une observation

1.1. Historique

- avant la rvolution franaise: pouce, pied, lieu, toise

-rvolution franaise: introduction franaise: systme de rfrence bas sur des objets ayant la mme valeur pour tous.

-1875: dbut de la metrologie =>cration du bureau international des poids et des mesures + date de la signature de la convention du metre.

-Aujourdhui: les talons universels sont des talons dfinis par le SI.

1.2. talons et units S.I.*objet inaltrable: talon de masse

*phnomne physique: talon mtre

*ractions chimiques(lectrode utilise en lectrochimie)

-unit de quantit de matire, la mole symbole: mol

Cest la quantit de matire dun systme contenant autant dentits lmentaires quil y a datome dans 0,012 kg de carbone 12 (soit N Avogadro entit)

1.3. Mesure et instrument de mesure

Faire une mesure: cest comparer une grandeur physique (ou chimique) inconnue avec une grandeur de mme nature prise comme rfrence laide dun instrument. Elle sexprime par sa mesure dans une unit de mesure:-valeur numrique

-analogique (lecture cadran/aiguille)-numrique (lecture valeur cran)

Il consiste comparer les valeurs indiques par lappareil avec les valeurs de rfrence correspondante.

Ex: talonner une balance avec des talons de masse

Dans certain domaine rglement, ltalonnage est obligatoire. Les talons utiliss doivent tre reconnus par des organismes de normalisation, comme BPIM ou ISO.

-MR: matriaux de rfrence: matriaux ou substances bien dfinie utiliss pour ltalonnage des appareils.

MRC: matriaux de rfrence certifi: ceux-ci sont accompagn dun certificat prcisant lincertitude un niveau de confiance indiqu.

Exemple dappareil talonn: balance, spectrophotomtre, pipette automatiqueLe rsultat de la vrification de lappareil se traduit par une dcision de conformit:

Sil est conforme, il est remis en service

Sil nest pas conforme, raliser un ajustage, une rparation ou une rforme de lappareil.

2. Techniques dtalonnage des mthodes danalyse biochimique

Toute les techniques danalyse ncessite ltablissement dune courbe dtalonnage (cest la variation dun signal en fonction de la concentration dun analyte)

Diffrents domaines dapplication > doc. 1 et doc. 2.

Une fois que lon a les valeurs exprimentales, on fait une modlisation mathmatique: cest la recherche de la fonction mathmatique la plus simple qui minimise les cart entre les valeurs exprimentales et le modle.

2.1. talonnage direct: externe

Technique la plus gnrale et la plus rapide que lon utilise lorsquil ny a pas deffet matrice.Les tapes:> prparation de solutions talon

srie de dilutions (progression arithmtique, Vf identique)

ajout ventuel dun ractif (colorimtrie)

mesure du signal

Ex: dosage colorimtrique des ions phosphates

-prparation de SE: mK2HPO4,3 H2O pure peser pour 1L 1 mmol de HPO42-?

-solution fille: 5 solutions filles de 0 1 mmol.L-1Vf = 4 mL M = 228,2 g.mol-1m=C*V*M

m=10-3*1*228,2

m=0,2282g

TubeTemoin1234

Sol M (mL)01234

Eau dist (mL)43210

Cf (mmol/L)00.250.50.751

dosage UV de la tyrosine

dosage des proteines par colorimtrie dosage de la cafine par la mthode HPLC2.2. talonnage interne

Il consiste ajouter une espce qui est absente de lchantillon doser aux solutions talons et lchantillon doser. Cest la mthode utilis en chromatographie o les volumes injects dans la colonne sont trs petit et donc non reproductible.Ex: dosage de lthanol par CPG

2.3. talonnage par mthode des ajouts doss (standard additions)

*effet matrice: cest quand lanalyte se comporte diffremment vis--vis de linstrument de mesure selon les constituants qui lentourent.Problme: on ne peut pas comparer le signal de lchantillon aux signaux des solutions talons.

Solution: on va ajouter des talons, des substances de rfrence directement dans la solution inconnue.

Aprs un certain nombre dajout, le signal:

y=Kx(Ce+Cx)

y=K*Ce+K*Cx

si y=0 -K*Ce=K*Cx Ce=Cx

3. Incertitude des mesures

3.1. Dfinitions

*rptabilit: cest un mme manipulateur qui fait plusieurs fois la mme mesure sur le mme chantillon avec le mme matriel.

*reproductibilit: cest plusieurs mesures dun mme chantillon par diffrentes personnes avec des quipements diffrents mais avec la mme mthode.

3.2. Prsentation dun rsultat de mesurage.Selon une norme ISO 17025, qui dfinit les exigences gnrales concernant la comptence des laboratoires dtalonnage et dessais.

Validation des rsultats:

*si plusieurs mesures en condition de rptabilit => rendre la moyenne ou la mdianes en tenant compte de Sr: cart type de rptabilit.

* laide dune mesure ponctuelle dun chantillon contrle (matriaux de rfrence accompagn de la valeur de lincertitude type contrl = Uc)

Lexpression des rsultats doit tenir compte de lincertitude de la mthode = Uc4. Sensibilit, linarit et dtection dune mthode danalyse

- sensibilit: une mthode donne un signal dune intensit I reli la concentration de lanalyte:I=f(C): sensibilit: S= (I)/(C) S se calcule partir de la pente de la droite.

- domaine de linarit: cest le domaine de concentration dans laquelle le signal varie de manire linaire => linarit constante.

- limite de dtection: cest la plus petite quantit danalyte qui peut tre dtecter (pas ncessairement quantifi) avec une bonne certitude et une valeur diffrente du blanc.

Blanc: cest une solution de rfrence qui contient toute les espces prsentes dans la solution sauf lanalyte.

En spectrophotomtrie, il permet denlever labsorbance des composs diffrents de lanalyte au absorbance des talons et des chantillons.Ex: -rglage du zro (spectrophotomtre mono faisceau)

- lecture A contre la rfrence A-blanc (spectrophotomtre bi faisceau).