La métrologie est la science de la mesure. En usinage, elle a une fonction très concrète : vérifier qu'une pièce est conforme aux cotes et aux tolérances inscrites sur le plan. Une pièce qui sort de l'usinage n'a de valeur que si l'on peut prouver qu'elle respecte ses spécifications.

Mesurer répond à plusieurs besoins :

• Valider la conformité : la cote réelle est-elle dans l'intervalle de tolérance ?
• Régler la machine : ajuster les corrections d'outil pour viser le milieu de la tolérance.
• Suivre la production : détecter une dérive avant qu'elle ne produise des pièces hors cote.

L'usineur dispose d'une gamme d'instruments, du plus polyvalent au plus spécialisé. Chacun a son domaine d'emploi et sa précision propre :

Le choix de l'instrument n'est jamais anodin : il dépend de la grandeur à mesurer, de la forme de la pièce et surtout de la tolérance à vérifier.

Deux grandes approches coexistent en métrologie d'atelier :

• La mesure absolue : l'instrument donne directement la valeur de la grandeur (le pied à coulisse ou le micromètre lisent une dimension réelle).
• La mesure par comparaison : on ne lit pas une valeur absolue, mais un écart par rapport à une référence connue. C'est le principe du comparateur à cadran, que l'on remet à zéro sur une cale étalon avant d'apprécier le défaut.

Dans les deux cas, le calage du zéro est une étape critique. Un comparateur mal mis à zéro, ou un micromètre dont le zéro a dérivé, mesurera faux sans jamais le signaler. Le réflexe est de vérifier le zéro avant chaque série de mesures.

Aucune mesure n'est parfaite : toute mesure comporte une incertitude. L'instrument, la méthode, l'opérateur et les conditions ambiantes introduisent tous une part d'erreur. Le résultat d'une mesure n'est donc jamais une valeur exacte, mais une valeur assortie d'une marge.

La conséquence pratique est essentielle : l'instrument doit être adapté à la tolérance à vérifier. Un instrument trop grossier ne permet pas de juger une cote serrée.

• Une tolérance large (par exemple au dixième de mm) peut se contrôler au pied à coulisse.
• Une tolérance serrée (au micron) impose un micromètre, voire un comparateur ou une colonne de mesure.

Un instrument de mesure n'est fiable que s'il est lui-même contrôlé. Les instruments doivent être étalonnés et vérifiés périodiquement, et raccordés aux étalons de référence : c'est la traçabilité métrologique, la chaîne ininterrompue qui relie la mesure de l'atelier aux étalons nationaux.

Concrètement, cela suppose une gestion du parc d'instruments :

• Identifier chaque instrument et connaître sa date de dernière vérification.
• Respecter une périodicité d'étalonnage selon l'usage et l'importance des cotes contrôlées.
• Retirer du service tout instrument douteux, choqué ou hors tolérance.

Bien mesurer relève autant de la rigueur que de l'instrument. Quelques habitudes font la différence entre une mesure juste et une mesure trompeuse :

• Propreté : nettoyer la pièce et les surfaces de contact de l'instrument ; un copeau coincé suffit à fausser une cote.
• Température : les dilatations thermiques faussent les mesures de précision. Laisser la pièce et l'instrument se stabiliser à la même température.
• Ébavurage : une bavure sur l'arête de mesure crée un faux contact et un faux résultat.
• Effort de mesure maîtrisé : serrer toujours de la même manière (limiteur de couple du micromètre) pour des mesures répétables.
• Lecture correcte : lire le vernier, le tambour ou l'affichage sans erreur de parallaxe ni mauvaise interprétation.
• Soin des instruments : reposer les instruments avec précaution, les ranger à l'abri des chocs et de l'humidité.