C’est quoi une bonne mesure de paramètres

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I want to be as smart as my granddad!

Je vois de plus en plus de monde avec des mesures et appareils de mesures des paramètres très complexes. Souvent trop. Je vais profiter de cet article pour revoir un peu ce que nous mesurons et pourquoi.
Cet article sera presque scolaire mais malheureusement je ne vois pas trop comment reprendre ces notions correctement. Il ressort d’une discussion ce Week-End à la  Bourse de Schweighouse sur moder par le barbarossa aquarium club ou je me suis dit que cette partie du loisir pouvait être un bon article.

Attention ce n’est pas non plus un cours de mathématiques ou de sciences au sens stricte et des raccourcis sont pris. C’est volontaire pour ne pas devenir inaccessible. Forcément si vous maitrisez les notions d’incertitude statistique des mesures vous devriez déjà appliques ces concepts.

La mesure

Le résultat d’une mesure s’exprime par un nombre suivi du nom ou du symbole d’une unité. Ça semble évident pas en aquariophilie il y a plusieurs unités. Certains appareils en affichent plusieurs et il est essentiel de bien préciser laquelle on utilise. C’est particulièrement le cas quand les échelles sont proches comme pour la densité.

La validité de la mesure

Une mesure n’a pas de signification par elle-même, elle doit toujours être précisée dans le contexte de la mesure réalisée. On peut imaginer aussi facilement que la précision obtenue sur le résultat dépend de la méthode employée pour faire la mesure. Dans tous les cas l’aquariophile doit s’assurer de la validité de sa mesure.

Comment vérifier une mesure ?

  • Vérifier l’ordre de grandeur obtenu :
    Est-ce que la valeur est plausible ? J’ai déjà eu des personnes qui pas défaut d’interprétation m’annonçaient un calcium a 1500. C’est si éloigné des normes que cela doit mettre la puce à l’oreille.
  • Vérifier la répétabilité :
    Dans beaucoup de cas, une contre-mesure est possible : si deux méthodes différentes donnent des valeurs voisines, il est probable que le résultat obtenu est correct. Je conseille souvent de tester ce paramètre chez un amis ou dans un magasin. Cela écarte la fausse manipulation ou le test périmé

La précision de la mesure

Toute mesure effectuée à l’aide d’un appareil donne un résultat qui n’est jamais rigoureusement la valeur vraie de la grandeur à mesurer (oui vaut parfois relire la phrase pour la comprendre mais je n’ai pas trouvé beaucoup mieux). Même en l’absence de précision donnée explicitement sur un résultat, la simple valeur mesurée sous-entend une précision par le seul nombre de chiffres significatifs indiqués. Les chiffres donnés
sont ceux qui ont du sens, ce qui signifie que le chiffre suivant n’aurait pas de sens dans le contexte de la mesure effectuée.

Un exemple étant plus parlant :

  • Un test phosphate goutte donne une valeur comprise entre 0.05 et 0.1
  • Un Test électronique vas mesurer 0.07

Lequel est le plus précis ? Vous allez me répondre l’électronique mais avons-nous besoin de cette précision ? En général nous arrondissons tous. Rappelez-vous de Pi, en général on prend 3.14 alors que la calculette annonce 3.1415926…… cette approximation est pourtant suffisante dans la vie de tous les jours.

La précision ne veut pas dire la justesse

 

Je vais parler des tests numériques mais c’est le cas pour les sondes de pH, …. L’affichage nous donne une valeur précise comme 0.07 ppm de PO4 mais quand avez-vous étalonné l’appareil de mesure ? Certainement jamais. Pour les sondes de pH la dérive étant plus visible on pense à faire l’étalonnage mais pour les checkers ou autres il est vite fait de l’oublier mais tout appareil de mesure doit être étalonné.

Un exemple concret (oui je vous raconte ma vie) en 10 ans mon chauffage est resté le même pourtant l’an passé nous avions un peu frais en hiver. En fait la sonde de température s’est décalée de 1.5°c en soi ce n’est pas énorme mais cela rend la valeur affichée fausse.

Une machine donne des résultats avec beaucoup de décimales, il est important de toujours se poser la question de savoir si ces chiffres ont un sens. C’est en général un calcul qui est fait et je vais l’illustrer par un exemple de calcul.

  • 5/2 donnera 2,5
  • 5/3 on obtiendra 1,66666667

La seconde mesure est-elle pour autant plus précise ?

(Comment ça je ne donne pas la réponse ? C’est normal je ramasse les copies dans 2 heures)

Notion d’incertitude

L’outil de lecture lui-même peut induite une incertitude. Dans notre loisir c’est souvent le cas du refractomètre. Il est gradué au gramme ou par densité.

Exemple

Ces erreurs peuvent être de nature différentes. Dans la réalité, la valeur mesurée est souvent inconnue (sinon on ne ferait pas la mesure…).

  • L’erreur grossière de manipulation :
    Cette erreur fera par exemple mesurer l’eau osmosée au lieu de l’eau de l’aquarium. (Ne rigolez pas c’est du vécu)
    Une telle erreur est repérable en refaisant le test. La mauvaise mesure sera alors éliminée.
  • L’erreur aléatoire :
    C’est l’erreur liée à l’ajustement de l’appareil de mesure, à la vision de l’aquariophile et à la précision de l’instrument. Si on effectue plusieurs fois la même mesure, on trouve des valeurs proches mais pas nécessairement identiques .
  • Mesure manifestement fausse :
    Mesures entachées d’une erreur aléatoire
  • L’erreur systématique :
    Dans l’expérience de lecture sur une règle comme celle du densimètre flottant, ce peut être une erreur due à la parallaxe liée à une observation en biais de la graduation. Cette erreur fera décaler systématiquement la mesure d’une graduation à chaque fois.
  • La grandeur mesuré n’est pas la bonne.
    On veut mesurer des grammes de sel et on lit la densité spécifique
  • Utilisation du mauvais outil
    On va pour mesurer un élément utiliser des réactifs ou outils inadaptés qui ne donnerons pas le résultat attendu. (chose courante avec les refractomètres car certains mesurent d’autres paramètres comme la concentration en sucre d’un jus. Encore une fois c’est du vécu)

Interpréter

Avec nos mesures on va souvent tenter de faire des graphes d’évolution et déduire des choses, ce qui vas, ce qui ne vas pas, ….. Souvent nous n’avons pas tous les éléments pour comprendre. Les forums et les groupes sont dans ce cas une aide ou une source d’incertitude supplémentaire. Car forcement pour nous qui dit mesure dit correction.

On pourrait aller loin en calculant des incertitudes pour chacun de nos tests mais c’est très loin du sujet.

Seuls face à nos tests.

Les tests quand on ne sait pas interpréter les résultats sont une grande source de stress. Seul l’expérience permet de comprendre ce qui se passe réellement dans l’eau de l’aquarium. que faire quand on débute alors et que l’on a pas d’expérience ? Je conseille d’avoir un mentor (de préférence proche et chez qui on peut aller). Calmement autour d’un café (qui a dit une bière ?) on peut refaire le cours des choses, ce qui a été fait, changé l’impact que cela a eu et pourquoi.

C’est quoi alors un bon test des paramètres de l’eau ?

Un bon test est un test fiable et répétable. La précision du chiffre n’est pas indispensable. Si vos gouttes vous annoncent avoir entre 400 et 420 de calcium, c’est largement suffisant pour nos coraux. Alors oui il existe des appareils qui vont vous annoncer être à 412 la mesure suivante sera a 405 et la suivante a 418 et là vous serez en plein doute car à chercher une valeur absolue juste précise, indéniable, … on en perd le besoin réel de maintenir un paramètre dans une fourchette de valeur.

Faut-il investir dans des appareils complexes ?

Je ne sais pas répondre a votre place, il existe aujourd’hui des automates de mesure, ils permettent une répétabilité et une fréquence de mesure géniale. Il existe aussi des photomètres qui automatisent la lecture d’une réaction chimique réalisée par un opérateur. En fin il y a dans un tas de marques des réactifs de couleurs pour mesurer rapidement des paramètres.

Tous ces appareils sont très bien a condition de bien les utiliser et de les contrôler, étalonner, …. Une mesure seule ne doit pas générer d’action de correction immédiate. La première réaction a avoir est de vérifier et voir ‘évolution d’un paramètre avant de vouloir d’une façon ou d’une autre le modifier.

Conclusion

Vous l’aurez compris encore une fois je ne donne pas une réponse mais je tente de donner a réfléchir. Car des test de l’eau nous en faisons tous (j’espère) et pourtant nous ne savons pas toujours les interpréter et voir si ils sont pertinents ou non. Les paramètres de l’eau représentent un défis pour certains. Parfois on met la technologie en avant et avant même la pertinence. J’avoue je suis mois aussi un fan de technique mais il ne faut pas perdre de vue le vivant, ses besoins réels, sa capacité d’adaptation. Je préfère voir un tableau avec des fourchettes stables qu’un yoyo de mesurer précises et pourtant incorrectes.

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