L'Echo des labos

Découvrez le laboratoire de métrologie

21 juin 2013

Le laboratoire commun de métrologie LNE-Cnam (LCM) a une activité de recherche et de mise en place des références internationales dans le domaine de la mesure.
Pouvez-vous nous décrire l’activité de votre laboratoire ?
Cela revient à construire et caractériser, au meilleur niveau de qualité et de précision possible, les références qui servent à établir tous les systèmes de mesure en France. Par exemple, la règle graduée ou le mètre ruban sont fabriqués à partir de références qui sont déterminées dans nos laboratoires.
Nous travaillons principalement autour de trois pôles de recherche :
  • la mécanique, et plus particulièrement les mesures dimensionnelles ;
  • la thermique où nous réalisons les échelles de température allant de 30 millièmes de kelvin au-dessus du zéro absolu à plus de 3 000 degrés Celsius ;
  • la métrologie du rayonnement et de l’énergie.

Nous travaillons bien sûr à la qualification de nos références par des comparaisons internationales. Ceci permet de « raccorder » les étalons de mesure entre pays et d’ouvrir les marchés aux acteurs industriels. Nous accompagnons aussi des centres scientifiques et industriels pour le développement de leurs propres systèmes de mesure. Enfin nous avons une forte activité prospective, dans un contexte international, autour de la définition des unités et des étalons du futur.


Pouvez-vous nous donner des exemples concrets d’application?
Il y a le cas de la mesure des grandes distances : faire la différence entre mesurer quelques dizaines de mètres et plusieurs kilomètres constitue une vraie difficulté. Ces mesures effectuées par comparaison à des longueurs d’onde laser sont effectuées dans l’air. Les résultats dépendent donc de l’indice optique de l’air, c’est-à-dire de la façon dont il modifie la propagation de la lumière (qui varie en fonction de la composition de l’air et de son environnement.) Pour mesurer les grandes distances, nous avons donc développé des méthodes innovantes à partir de lasers stabilisés et modulés en fréquence, et nous avons modélisé le comportement optique de l’air en fonction de sa composition, de son degré d’humidité et des polluants qu’il peut contenir. Cette recherche trouve par exemple une application directe dans des centres industriels automatisés, où des machines se déplacent automatiquement sur plusieurs dizaines de mètres avec des exigences de précision de l’ordre du millionième.


Quels sont les projets en cours ?
Nous développons un projet original autour de la métrologie de l’apparence. C’est la perception visuelle que l’on a d’un objet en fonction du rayonnement qui l’éclaire. Nous travaillons sur la perception de sa couleur, de sa texture, de son brillant, de son opacité et de ses capacités de scintillation. 

Nous menons également des expériences qui vont contribuer, à court terme (peut-être à l'horizon 2018), à l’évolution des définitions des unités, en cherchant à mesurer le mieux possible des constantes physiques fondamentales, comme la constante de Planck, ou la constante de Boltzmann. 

Au-delà, quelle est votre actualité ?
Nous participons à plus d’une vingtaine de projets de métrologie coordonnés au niveau européen. Par exemple, l’un d’entre eux cherche à établir des références pour l’état de surface de matériaux solides : la rugosité d’une surface à différentes échelles, la façon dont le matériau s’use suite à des frottements… peuvent alors être analysées. Ces modifications d’état de surface à l’échelle atomique peuvent avoir des effets considérables sur la définition d’un étalon de masse et sa pollution par l’environnement. Une application plus industrielle de ce projet, c’est l’usure des pièces mécaniques en roulement ou en frottement, comme les disques de frein. Un des associés est d’ailleurs un grand équipementier automobile allemand.