Incertitude de mesure : instruments de lecture

Compter correspond au type de mesure qui est exempt d’incertitude, à condition que le nombre d’objets comptés ne change pas pendant le processus. De telles mesures ont pour résultat des nombres exacts. En comptant les œufs dans une boîte, par exemple, on peut déterminer exactement combien d’œufs sont là dans la boîte. De même, les nombres de grandeurs définies sont également exacts. Par exemple, 1 pied correspond exactement à 12 pouces, 1 pouce correspond exactement à 2,54 centimètres et 1 gramme correspond exactement à 0,001 kilogramme. Toutefois, les grandeurs dérivées de mesures autres que le comptage sont incertaines en raison des limites pratiques du processus de mesure utilisé.

Chiffres significatifs

Chaque mesure a une certaine incertitude, qui dépend de l’appareil utilisé (et des compétences de l’utilisateur). Par exemple, le volume de liquide dans une éprouvette graduée est mesuré en lisant le fond du ménisque — le point le plus bas de la surface incurvée du liquide. Supposons que le fond du ménisque se trouve entre les marques 15 et 16; cela signifie que le volume du liquide est certainement supérieur à 15 ml mais inférieur à 16 ml. Le ménisque semble être un peu plus proche de la marque de 16 ml, et une estimation raisonnable du volume du liquide serait donc de 16,6 ml. Dans cette valeur mesurée, les chiffres 1 et 6 sont certains, mais le dernier chiffre à la place du dixième, 6, est une estimation. Certaines personnes pourraient estimer la position du ménisque à égale distance de chacune des marques et estimer le chiffre à la place du dixième à 5, tandis que d’autres pourraient penser qu’il est encore plus proche de la marque de 16 ml et l’estimer à 7. L’échelle numérique de cette éprouvette graduée comporte des divisions de 1 ml; ainsi, les volumes peuvent être mesurés à 0,1 ml près. De même, une balance électronique standard peut lire la masse d’une pièce de monnaie comme étant 5,74 g. Les chiffres 5 et 7 sont certains, et le 4 indique que la masse de la pièce est probablement comprise entre 5,73 et 5,75 grammes. La pièce pèse environ 5,74 grammes, avec une incertitude nominale dans la mesure de + 0,01 gramme. Si la pièce était pesée sur une balance plus sensible, la masse pourrait être de 5,743 g. Cela signifie que sa masse se situe entre 5,742 et 5,744 grammes, soit une incertitude de 0,001 gramme.

Ce texte est adapté d’ Openstax, Chemistry 2e, Section 1.5 : Incertitude, exactitude et précision de la mesure.