Incertitudes de Mesures

Mettre en évidence ou vérifier une loi exige de tenir compte des incertitudes de mesures. Les lignes qui suivent vont permettre de comprendre d'où viennent les incertitudes.


Origine
Quelle que soit la mesure réalisée, elle est faite moyennant certaines approximations.
Certaines d'entre elles sont liées aux instruments utilisés pour mesurer:
- le résultat d'une mesure de longueur effectuée avec un mètre gradué en cm n'est pas juste au mm près ;
- le résultats d'une mesure de durée effectuée avec un chronomètre qui ne va que jusqu'aux dixièmes de seconde n'est pas correct au centième de seconde près ;
- certains instruments peuvent avoir été endommagés ou tellement utilisés qu'on ne peut plus régler convenablement le zéro de l'échelle (balances,...).
Les approximations résultant de ce type de causes sont appelées incertitudes instrumentales (ou systématiques).

D'autres approximations peuvent provenir de la façon de procéder pour effectuer les mesures:
- il faut toujours se mettre face à la graduation avant d'effectuer une lecture ;
- si une latte de 30 cm est utilisée pour mesurer une distance de l'ordre de 150 cm, il faut déplacer l'instrument de mesure plusieurs fois, ce qui ne serait pas le cas en utilisant un mètre ;
- il n'est pas toujours aisé de déterminer l'instant précis où le mobile passe devant un repère marqué sur un rail, sur le sol,...
Les approximations résultant de ce type de causes sont appelées incertitudes expérimentales (ou aléatoires).

Pour toute expérience réalisée, il faut identifier les causes d'imprécision, et veiller à les réduire.

 
 
~Tristan~

 

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Je n'y connais pas grand-chose, mais il me semble que tu pourrais rajouter le fait que chaque information sur un "élément" a un coût énergétique et que donc on ne peut pas TOUT savoir d'une particule ; principe d'incertitude d'Heisenberg...


~Austin~

 

Note : Les incertitudes expérimentales ne se donnent pas au hasard mais se calculent, notamment avec des dérivés partielles (outils mathématiques assez puissants)


~Théonaute~

 

A préciser que même si l'homme a des temps de réaction entraînant des incertitudes de mesures, la machine elle-même ne peut être capable d'obtenir une précision ultime, le transfert d'information nécessitant une durée précise (même si très courte) dans le temps.

~Belteran~

 

On pourrait préciser que dans les erreurs systématiques liées à l’instrumentation, on peut distinguer les erreurs spatiales et temporelles.

Si l’on prend par exemple un capteur CCD qui sert à recevoir des informations lumineuses et que l’on imagine les petits détecteurs qui le composent comme une grille avec des milliers de carreaux, chaque carreau contenant un petit capteur, on aura :

  • Le problème spatial :
Si deux photons sont assez proches pour « tomber » dans la même case, le signal ne pourra pas les différencier l’un de l’autre car ils sont sur le même détecteur.

  • Le problème temporel :
Si deux signaux lumineux arrivent sur le même capteur avec un intervalle environ inférieur à 50 ms (tout dépend de la précision du capteur) le signal de sortie n’enregistrera qu’une seule impulsion, il ne sera pas assez « rapide » pour faire la distinction entre les deux.

On pourrait aussi après s’interroger sur la plage de mesure du capteur en fonction des couleurs reçues (différentes longueurs d’ondes), et en cherchant un peu on doit pouvoir en trouver plusieurs autres, mais au final elles sont toutes rassemblées dans les erreurs systématiques.

~Spes~

 

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