Mesures expérimentales

• Longueur : mètre (m)
• Masse : kilogramme (kg)
• Temps : seconde (s)
• Température : kelvin (K)
• Quantité de matière : mole (mol)
• Intensité électrique : ampère (A)
• Intensité lumineuse : candela (cd)

• Volume : mètre cube (m³)
• Densité : kg/m³
• Pression : pascal (Pa)
• Énergie : joule (J)

Erreurs constantes qui affectent toujours la mesure dans le même sens :

• Calibrage incorrect d'un appareil
• Effet de l'observateur
• Conditions expérimentales non idéales

Erreurs qui varient de manière imprévisible :

• Variations aléatoires des conditions expérimentales
• Limitations de la sensibilité des instruments
• Fluctuations thermiques

Un résultat expérimental s'exprime sous la forme :

Où Xmesuré est la valeur mesurée et ΔX est l'incertitude absolue.

L'incertitude relative est donnée par :

Cette valeur exprime la précision de la mesure en pourcentage.

• Balance électronique (précision au mg près)
• Balance analytique (précision au μg près)

• Bécher gradué (± 1 mL)
• Fiole jaugée (± 0.1 mL)
• Burette (± 0.01 mL)
• Pipette graduée (± 0.01 mL)

• Thermomètre à mercure ou alcool
• Sonde thermocouple
• Thermomètre numérique

1. Mesurer la masse de l'échantillon (m)
2. Déterminer le volume de l'échantillon (V)
3. Calculer la densité : ρ = m/V
4. Estimer l'incertitude sur la mesure

Si m = 25.0 ± 0.1 g et V = 10.0 ± 0.1 cm³

L'incertitude relative est : ur = (0.1/25.0 + 0.1/10.0) × 100% = 1.4%

• Celsius (°C) : T(°C) = T(K) - 273.15
• Fahrenheit (°F) : T(°F) = 1.8×T(°C) + 32
• Kelvin (K) : échelle absolue

• Thermomètre à mercure : ± 0.1°C
• Sonde thermocouple : ± 0.01°C
• Thermomètre numérique : ± 0.01°C

• Pascal (Pa) : unité du SI
• Bar : 1 bar = 10⁵ Pa
• Atmosphère (atm) : 1 atm = 101325 Pa
• Millimètre de mercure (mmHg) : 1 mmHg = 133.322 Pa

• Manomètre à tube en U
• Manomètre à membrane
• Capteur de pression électronique

1 Peser une fiole jaugée vide (m₁)
2 Remplir la fiole avec le liquide jusqu'au trait de jauge
3 Peser la fiole remplie (m₂)
4 Calculer la masse du liquide : m = m₂ - m₁
5 Calculer la densité : ρ = m/V (V connu)
6 Estimer les incertitudes

• Moyenne arithmétique : x̄ = Σxi/n
• Écart-type : σ = √[Σ(xi - x̄)²/n]
• Incertitude-type : u = σ/√n

• Comparer avec des valeurs de référence
• Évaluer la précision et l'exactitude
• Identifier les sources d'erreurs

m̄ = (24.98 + 25.02 + 24.99 + 25.01 + 25.00) / 5 = 125.00 / 5 = 25.00 g

σ = √[(0.02² + 0.02² + 0.01² + 0.01² + 0.00²)/5] = √[0.001]/√5 = 0.014 g

u = σ/√n = 0.014/√5 = 0.006 g

Le résultat s'exprime donc : m = 25.00 ± 0.01 g

• Comparaison d'une grandeur à une unité de mesure étalon
• Respect des unités du Système International

• Erreurs systématiques (constantes)
• Erreurs aléatoires (variables)
• Expression : X = Xmesuré ± ΔX

• Moyenne arithmétique
• Écart-type
• Incertitude-type