Approximation sur la mesure

Lorsque l'on mesure une grandeur physique G, la valeur numérique g obtenu est directement lié à la précision de la mesure. Par exemple, une masse sera déterminée avec d'autant plus de précision que la balance utilisée sera précise. Une égalité physique ne traduit donc pas une connaissance « parfaite » de la valeur mesurée, mais une connaissance « aux erreurs d'expérience près ».

Par exemple, mesurer une longueur à l'aide d'un décimètre ne permettra de connaître sa valeur qu'au millimètre près. En effet, la plupart des décimètres sont gradués en millimètre.

Les différents types d'erreurs de mesure

Il existe deux types de catégories d'erreurs de mesure :

Les erreurs accidentelles

Ces erreurs sont sont aléatoires et imprévisibles

Les erreurs systématiques

Ces erreurs se produisent toujours dans le même sens. Elles ont diverses aux origines :

• L’expérimentateur
• La méthode de mesure
• L’appareil de mesure
• L’expérimentateur

L'expérimentateur

Par exemple, la mesure du temps à l'aide d'un chronomètre manuel introduit une erreur systématique due au manque de réflexe de l'expérimentateur.

La méthode de mesure

Effectuer une mesure de précision sans tenir compte de la poussée d'Archimède est une méthode mal adaptée entraînant une erreur systématique.

Plus simplement, effectuer une pesée sans tarer préalablement le récipient contenant l'élément posé induira systématiquement une erreur égale à la masse de ce récipient.

L'appareil de mesure

Un appareil de mesure doit posséder trois qualités :

Fidélité

une série de mesures effectuées au fil du temps doit conduire au même résultat.

Sensibilité

l'appareil établi une correspondance entre la lecture et la valeur de la grandeur mesurée ; la sensibilité est définie par la variation de la lecture sur la variation de la grandeur et elle doit être très grande.

Justesse

la relation entre la valeur lue et la grandeur mesurée doit être totalement exacte.

Par exemple une balance un fléau n'est pas juste si elle est utilisée en pesée simple, car l'équilibre indique simplement l'égalité des moments et non celle des masses. En effet, les bras ne peuvent être rigoureusement égaux.

Chaque fois que l'on rencontre une erreur systématique, on essaye de la supprimer. Par exemple, dans le cas du chronomètre l'être humain pourra être remplacé par un faisceau laser qui va être coupé par le mobile en déplacement. Ou encore en une méthode à double pesée à tare constante supprimera les défauts de méthode de peser et le défaut de justesse de la balance même si les bras sont inégaux. Malheureusement, certaines erreurs systématiques restent très difficiles à détecter …