Calibration

L'étalonnage est une opération qui concerne les appareils de mesure ou de restitution de données. Deux appareils différents — de conception différente, mais aussi deux appareils de la même gamme (même marque, même modèle) — ne réagissent pas exactement de la même manière. Il faut donc une procédure permettant d'obtenir le même résultat à partir de la même situation initiale.

On utilise aussi l'anglicisme calibration ; le terme calibrage a un sens différent.

Le terme étalonnage est également utilisé — avec un sens différent — en gestion d'entreprise. Il s'agit alors de la traduction de l'anglais benchmarking.

Instruments de mesure

Pour les capteurs instruments de mesure, l'étalonnage est un réglage ou une caractérisation de la réponse de l'appareil. Pour cela, dans certains cas on utilise un étalon.

De manière générale, un appareil de mesure transforme un paramètre physique en une donnée analogique (lecture sur un cadran, tracé d'un feutre sur un papier) ou un signal électrique, qui peut ensuite être converti en données numériques. L'étalonnage vise à s'assurer que les appareils donnent bien le même résultat de mesure.

La première application a été dans le domaine économique. En effet, lors d'une transaction — achat/vente —, il faut s'assurer que le produit correspond bien à ce qui est annoncé par le vendeur : aire d'un terrain, volume de liquide ou de grain, masse de matériau, … Il faut donc définir une unité de mesure, et étalonner les appareils de mesure — mètres pour mesurer les longueurs, récipient de contenance déterminée pour vérifier les doseurs, masses étalon pour les balances.

Étalonnage à un ou plusieurs points

La méthode générale consiste à utiliser l'appareil de mesure sur un étalon, et à vérifier que la mesure produite correspond bien à la valeur attendue ; si ce n'est pas le cas, on corrige le réglage de l'appareil. Par exemple, on pèse une masse étalon, et on corrige la position de l'aiguille pour que celle-ci indique la valeur correcte. C'est l'étalonnage dit « à un point ».

Cependant, cela ne suffit pas toujours. L'appareil peut présenter :

• une dérive systématique : il indique systématiquement une valeur supérieure ou inférieure d'une quantité fixe ;
• une dérive de sensibilité : il indique systématiquement une valeur supérieure ou inférieure d'une proportion (d'un pourcentage) donné.

On peut tracer une courbe représentant la valeur réelle du paramètre en abscisse et la valeur mesurée en ordonnée. Dans les cas simples, la courbe est une droite appelée droite d'étalonnage, et :

• la dérive systématique est l'ordonnée à l'origine ;
• la dérive de sensibilité est la différence entre la pente de la droite et la pente théorique (qui est 1, car on doit avoir x=y, c'est a dire que la valeur mesurée est égale à la valeur réelle).

Dans le cas d'un étalonnage parfait, la droite d'étalonnage est la première bissectrice.

Dans ce cas-là au moins deux étalons pour pouvoir établir la droite d'étalonnage, et l'appareil doit posséder deux corrections possibles.

On peut avoir des courbes d'étalonnage plus complexe, nécessitant plus d'étalons.

Chaque mesure étant entachée d'erreur, y compris la mesure des étalons, on effectue en général plusieurs mesure du même étalon, ou bien on utilise plus d'étalons que nécessaire et l'on détermine la courbe d'étalonnage par régression linéaire.

Audiovisuel et imprimerie

Dans l'audiovisuel et l'imprimerie se pose le problème du rendu des couleurs

Dans l'audiovisuel, on fait appel à un étalonneur.

Dans le cas des images numériques, on définit un profil ICC pour chaque appareil intervenant dans la chaîne de l'image (appareil photographique numérique, scanner, écran, imprimante, flasheuse), qui permet de reproduire le plus fidèlement possible l'image.