Même en l’absence de radioactivité dans l’échantillon à mesurer, les dispositifs de mesure fournissent un résultat qui peut être, selon la technique employée, affecté par les rayonnements (notamment naturels) auxquels est exposé le détecteur, la composition de l’échantillon à mesurer (réactifs chimiques, support de prélèvement…) et par le bruit intrinsèque au dispositif de mesure. Par ailleurs, la présence « d’interférents » (des éléments chimiques ou des radionucléides autres que ceux recherchés et qui perturbent la mesure) peut entrainer une dégradation de la capacité à déterminer l’activité de l’échantillon.

Ces différentes composantes sont fluctuantes, et, pour partie, aléatoires (« bruitage »). Aussi, lorsque l’activité de l’échantillon est très faible, il est difficile de distinguer la part des détections liées à l’échantillon de la fluctuation du bruit de fond lié à la mesure.

Il est donc du ressort du métrologue de déterminer s’il peut attribuer le comptage à l’échantillon proprement dit, ou s’il ne peut le distinguer des autres événements liés à l’environnement de mesure et à l’appareil lui-même. Nous parlons alors de seuil de décision (SD), soit la valeur minimale de la mesure pour attribuer, avec un haut niveau de certitude, la présence du phénomène à l’échantillon. Ce seuil ne dépend pas de l’échantillon proprement dit, et son mode de calcul est établi par des normes internationales.

La limite de détection (LD) est, quant à elle, la plus petite valeur vraie de la grandeur à mesurer (par exemple l’activité) pour laquelle la probabilité de décider à tort que le phénomène est absent ne dépasse pas la probabilité spécifiée (par exemple 5 % d’erreur sur le fait de considérer que la radioactivité mesurée ne vient pas de l’échantillon alors que c’est le cas).

Si l’activité est au-dessus du SD, alors on parle de mesure significative, c’est-à-dire qu’il est possible de rendre une activité, assortie d’une incertitude de mesure et d’un intervalle de confiance. Celle-ci traduit le fait qu’il n’existe pas de mesure exacte de l’activité, justement du fait que l’environnement de mesure et l’appareil influent toujours sur la mesure, et comportent une part d’aléatoire (la mesure est un phénomène probabiliste). Si l’on reproduit un grand nombre de fois la même mesure d’un échantillon, le résultat en sera à chaque fois plus ou moins différent, tout en étant statistiquement centré sur une valeur (loi gaussienne), qui sera l’activité rendue. L’incertitude traduit donc cette « dispersion » autour de l’activité.

Si l’activité est en revanche inférieure au seuil de décision, alors le métrologue ne peut pas attribuer de valeur à l’activité, il peut juste dire qu’elle est inférieure au seuil de décision. Le résultat de mesure est alors dit non significatif, et rendu comme inférieur au SD. Les valeurs non significatives sont représentées dans le RNM comme des ronds vides.

Les activités de certains radionucléides dans l’environnement étant très faibles, il est fréquent que les séries de résultats de mesure comportent des résultats inférieurs au seuil de décision. Cette information reste néanmoins importante, car elle communique une information sur l’activité maximale présente dans l’échantillon, et permet avec des règles statistiques adaptées de réaliser une exploitation des données de mesure (comme c’est le cas par exemple dans les bilans de l’état radiologique de l’environnement français).

L’incertitude de mesure, propre à une méthode, est un paramètre associé au résultat d’une mesure significative. Elle décrit l’étendue des valeurs possibles dans laquelle se trouve la valeur vraie, avec une probabilité prédéfinie. L’incertitude de mesure découle des propriétés de l’instrument, de l’opérateur, de l’environnement de la mesure (température, vibrations…), de la procédure de mesure...

La valeur lue sur l’instrument de mesure peut se situer sur toute la zone d’incertitude de mesurage, et donc être plus ou moins proche de la valeur vraie de la grandeur mesurée.

Dans un objectif de clarté, les incertitudes de mesures ne sont pas représentées sur les graphiques proposés sur ce site mais sont accessibles dans les jeux de données.

Pour en savoir plus, consulter l’animation ci-dessous :