ISO 14111:1997
(Main)Natural gas — Guidelines to traceability in analysis
Natural gas — Guidelines to traceability in analysis
Gaz naturel — Lignes directrices pour la traçabilité en analyse
General Information
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL IS0
STANDARD 14111
First edition
1997-03-15
Natural gas - Guidelines to traceability
in analysis
Gaz na turel - Lignes directrices pour la traCabilit6 en analyse
Reference number
IS0 14111 :I 997(E)
IS0 14111:1997(E)
Page
Contents
............................................................................................ 1
1 Scope
2 Normative references .
3 Definitions .
4 Fundamental principles of metrological traceability . 4
5 Elaboration of the traceability concept . 6
6 Chemical composition and the SI system . 7
7 Traceability in natural-gas analysis . 10
Hierarchy of reference gas mixtures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
9 Role of traceability in uncertainty assessment
10 Implementation of traceability in International Standards for
...................................................................... 17
natural-gas analysis
11 Examples .
12 Summary .
Annexes
A Supplementary terms and definitions . 23
............................. 26
B Example of typical interlaboratory test results
.................................................................................. 28
C Bibliography
0 IS0 1997
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be
reproduced or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including
photocopying and microfilm, without permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case postale 56 l CH-1211 Geneve 20 l Switzerland
Internet: central@iso.ch
x.400: c=ch; a=400net; p=iso; o=isocs; s=central
Printed in Switzerland
ii
IS0 14111:1997(E)
@ IS0
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (IS0 member bodies). The work of
preparing International Standards is normally carried out through IS0
technical committees. Each member body interested in a subject for
which a technical committee has been established has the right to be
represented on that committee. International organizations, governmental
and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. IS0
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting
a vote.
International Standard IS0 14111 was prepared by Technical Committee
lSO/TC 193, Natural gas, Subcommittee SC 1, Analysis of natural gas.
Annexes A to C of this International Standard are for information only.
@ IS0
IS0 14111:1997(E)
Introduction
At a time when assurances of measurement accuracy in natural-gas
analyses are increasingly being sought, every analytical chemist
responsible for the design and operation of systems used in such analyses
needs to be aware of, and adopt, suitable means by which he or she will
be able to provide these assurances. This implies that the analyst must
employ validated methods in which each result is securely linked, through
a series of reference materials (reference gas mixtures), to accepted
metrological standards. The formal structure which the analyst creates in
doing this constitutes what is called a traceability chain. Only by this
means will the analyst be able to secure and support a proper estimate of
measurement accuracy (uncertainty).
This seemingly simple concept is elaborated in considerable detail in this
International Standard. The practical considerations involved in the
establishment of a satisfactory traceability chain give rise to challenging
problems, particularly in natural-gas analysis, but relevant and useful
advice is provided.
At present, traceability of measurement is universally defined through the
existence of unbroken calibration chains ending at the level of international
or national measurement standards realizing appropriate SI units. This
concept originates from the field of physical metrology, where it has been
implemented with apparent success. Transfer of the metrological scheme
to chemical analysis and other domains in the field of testing is, however,
a highly difficult task, for which standard methods are not yet available.
Therefore it is not possible, at present, to standardize the implementation
of measurement traceability in natural-gas analysis, or in other areas of
chemical analysis.
For the reasons indicated above, this International Standard does not give
any specific traceability protocols. Instead, its purpose is to
- clarify fundamental concepts involved in chemical traceability;
identify basic problems in the application of metrology in chemistry;
indicate feasible solutions on a reference material basis;
implementations using reference gas
- assist in the design of practical
mixtures;
- serve as a reference document for the application of the traceability
concept in other International Standards for natural-gas analysis.
iv
IS0 14111:1997(E)
INTERNATIONAL STANDARD @ IS0
- Guidelines to traceability in analysis
Natural gas
1 Scope
This International Standard provides general guidelines on the implementation and application of traceability
concepts in the analysis of natural gas. Its purpose is to lay down the foundations for the development of specific
traceability protocols in other International Standards for natural-gas analysis.
NOTE - Besides the field of natural-gas analysis, this International Standard could also be useful as a guidance document in
other areas of gas analysis and in related fields such as air quality measurement, vehicle emission monitoring and reference-
gas mixture preparation.
2 Normative references
The following standards contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this
International Standard. At the time of publication, the editions indicated were valid. All standards are subject to
revision, and parties to agreements based on this International Standard are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the standards indicated below. Members of IEC and IS0 maintain
registers of currently valid International Standards.
- Part 1: Probability and general statistical terms.
IS0 3534-l : 1993, Statistics - Vocabulary and symbols
IS0 5168:- 1) , Measurement of fluid flow - Evaluation of uncertainties.
IS0 5725-l :I 994, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results - Part I: General
principles and definitions.
IS0 5725-2: 1994, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results - Part 2: Basic method
for the determination of repeatability and reproducibility of a standard measurement method.
IS0 5725-3:1994, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results - Part 3: Intermediate
measures of the precision of a measurement method.
IS0 5725-4:1994, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results - Part 4: Basic
methods for the determination of the trueness of a standard measurement method.
IS0 5725-6:1994, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results - Part 6: Use in
practice of accuracy values.
Preparation of calibration gas mixtures - Weighing methods (including addendum 1).
IS0 6142:1981, Gas analysis -
1) To be published. (Revision of IS0 5168:1978)
@ IS0
IS0 14111:1997(E)
Determination of composition of calibration gas mixtures - Comparison methods.
IS0 6143:1981, Gas analysis -
Checking of calibration gas mixtures by a comparison method.
IS0 6711 :I 981, Gas analysis -
Determination of composition with defined uncertainty by gas chromatography -
IS0 6974-l :- *), Natural gas -
Part I: Guidelines for tailored analysis.
Determination of composition with defined uncertainty by gas chromatography -
I SO 6974-2:- *), Natural gas -
Part 2: Measuring-s ys tern characteristics and statistics for data processing.
IS0 6976: 1995, Natural gas - Calculation of calorific values, density, relative density and Wobbe index from
composition.
Model for quality assurance in design, development, production, installation and
IS0 9001 :I 994, Quality systems -
servicing.
Part 1: Metrological confirmation
IS0 10012-I :I 992, Quality assurance requirements for measuring equipment -
s ys tern for measuring equipment.
IS0 10723:1995, Natural gas - Performance requirements for on-line analytical s ys terns.
IS0 Guide 30:1992, Terms and definitions used in connection with reference materials.
IS0 Guide 33:1989, Uses of certified reference materials.
General and statistical principles.
IS0 Guide 35:1989, Certification of reference materials -
BIPM/IEC/IS0/0IML/IFCC/IUPAC. International vocabulary of basic and general terms in metrology (VIM), second
edition, 1993.
3 Definitions
For the purposes of this International Standard, the following definitions apply.
3.1 traceability: A property of the result of a measurement or the value of a standard whereby it can be related
to stated references, usually national or international standards, through an unbroken chain of comparisons all
having stated uncertainties.
NOTES
1 The concept is often expressed by the adjective “traceable ”.
2 The unbroken chain of comparisons is called a “traceability chain ”. [VIM]
3.2 (measurement) standard, etalon: A material measure, measuring instrument, reference material or
measuring system intended to define, realize, conserve or reproduce a unit or one or more values of a quantity to
serve as a reference.
EXAMPLES
a) 1 kg mass standard;
b) 100 &I standard resistor;
standard ammeter;
c)
d) caesium frequency standard;
e) standard hydrogen electrode;
f) reference solution of cortisol in human serum having a certified concentration. [VIM]
2) To be published. (Revision, in parts, of IS0 6974:1984)
@ IS0
IS0 14111:1997(E)
3.3 reference material: A material or substance one or more of whose property values are sufficiently
homogeneous and well established to be used for the calibration of an apparatus, the assessment of a
measurement method or for assigning values to materials.
A reference material may be in the form of a pure or mixed gas, liquid or solid. Examples are water for the
NOTE -
calibration of viscometers, sapphire as a heat-capacity calibrant in calorimetry, and solutions used for calibration in chemical
analysis. [ISO Guide 301
34 . Terms related to accuracy and uncertainty
NOTE - Since traceability essentially serves the purpose of assessment and control of accuracy, viz the uncertainty of
measurement, the following terms relating to accuracy and uncertainty are also key terms of this document. The definitions,
taken from IS0 3534-1, have been adapted to usage in the field of measurement instead of testing, by substitution of
corresponding terms ( “measurement result” instead of “test result ”, and “true value” instead of “accepted reference value ”).
In some cases, the notes to the definitions have also been modified.
3.4.1 accuracy: The closeness of agreement between a measurement result and the true value of the
measurand.
NOTE - The term accuracy, whe n applied to a set of measurement results, describes a combination of random components
bias corn pone nt. [Adapted from IS0 3534-I]
and a corn mon systematic error or
3.4.2 trueness: The clo seness of ag reement b etween the average value obtained from a large series of
the true value of the m ea surand.
meas urement results and
NOTES
The measure of trueness is usually expressed in terms of bias.
2 Until recently, “accuracy” was used with the meaning of “trueness ”. This usage no longer conforms with international
standardization. [Adapted from IS0 3534-l I
3.4.3 precision: The closeness of agreement between independent measurement results obtained under
presc ribed conditions.
NOTES
1 Precision depends only on the distribution of random errors and does not relate to the true value.
2 Precision is a qualitative term relating to the dispersion between the results of measurements of the same measurand,
carried out under specified conditions of measurement. Quantitative measures of precision such as variance or standard
deviation critically depend on the variation implied by the specified measurement conditions. Repeatability and reproducibility
are two particular concepts of precision, relating to the endpoints on the scale of variability in measurement conditions.
[Adapted from IS0 3534-l 1
.
measurement result which characterizes the range of values within
3.4.4 uncertainty . An estimate a ttach ed to a
.
.
which the true valu asserted to Ire
NOTES
1 Uncertainty of measurements comprises, in general, many components. Some of these components may be estimated on
the basis of the statistical distribution of the results of series of measurements and can be characterized by experimental
standard deviations. Estimates of other components can only be based on experience or other information.
2 Uncertainty should be distinguished from an estimate attached to a measurement result which characterizes the range of
values within which the expectation is asserted to lie. This latter estimate is a measure of precision rather than of accuracy and
should be used only when the true value is not defined. When the expectation is used instead of the true value, the expression
“random component of uncertainty” must be used. [Adapted from IS0 3534-I]
For suggested further reading see annex C, reference [IT].
3.4.5 Further comment on main terms
of
Since the termi nology relating to accuracy/uncertainty measurement has recently undergone substantial
changes, a short comment on th e meaning of the main ter ms will be given.
@ IS0
IS0 14111:1997(E)
“Accura
...
NORME
Iso
INTERNATIONALE
Première édition
1997-03-l 5
Gaz naturel
- Lignes directrices pour
la traçabilité en analyse
Natural gas - Guidelines to traceability in analysis
Numéro de référence
ISO 1411 I:l 997(F)
Sommaire Page
1 Domaine d’application . . 1
2 Références normatives . . . 1
3 Définitions . . . 2
4 Principes fondamentaux de la traçabilité métrologique . 4
5 Élaboration du concept de traçabilité . .
6 Composition chimique et système SI .
......... 8
7 Traçabilité de l’analyse du gaz naturel .
Hiérarchie des mélanges gazeux de référence .
8 14
Rôle de la traçabilité dans la détermination de l’incertitude
9 . 17
10 Application de la traçabilité dans les Normes internationales sur
l’analyse du gaz naturel . . . 18
II Exemples . . . 21
12 Résumé . . . 23
Annexes
A Termes et définitions supplémentaires . 24
B Exemple de résultats d’essai interlaboratoires types . 27
C Bibliographie . . 29
0 ISO 1997
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-121 1 Genève 20 l Suisse
Internet central QI iso.ch
x.400 c=ch; a=400net; p=iso; o=isocs; s=central
Imprimé en Suisse
ii
@ 60
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre’intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en tiaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale ISO 1411 II a été élaborée par le comité technique
ISOfK 193, Gaz naturel, sous-comité SC 1, Analyse du gaz naturel.
Les annexes A à C de la présente Norme internationale sont données
uniquement à titre d’information.
. . .
III
introduction
À l’heure où les garanties en matière d’exactitude de mesure dans
l’analyse du gaz naturel sont de plus en plus recherchées, les chimistes en
analyse chargés de la conception et du fonctionnement des systèmes
utilisés dans les analyses de ce type se doivent de connaître et d’adopter
les moyens appropriés leur permettant de fournir ces garanties. Ils doivent
par conséquent employer des méthodes validées, dans lesquelles chaque
résultat est rattaché avec certitude, par une série de matériaux de
référence (mélange gazeux de référence), à des normes métrologiques
reconnues. La structure formelle créée dans ce but par les analystes
s’appelle une chaîne d’étalonnage. Seule cette chaîne permet d’assurer
et de soutenir une estimation correcte de l’exactitude de mesure
(incertitude).
Ce concept en apparence simple fait l’objet d’une élaboration
considérablement détaillée dans la présente Norme internationale. Les
considérations pratiques rattachées à la mise en place d’une chaîne
d’étalonnage satisfaisante donnent lieu à des problèmes délicats,
notamment en ce qui concerne l’analyse du gaz naturel. La présente
Norme internationale donne toutefois des conseils appropriés et utiles.
La traçabilité de mesure est actuellement universellement définie par
l’existence d’une chaîne d’étalonnage ininterrompue, limitée par les
étalons nationaux ou internationaux représentant les unités appropriées du
SI. Le concept de traçabilité provient du domaine de la métrologie
physique, où il a apparemment été mis en œuvre avec succès. II est
toutefois extrêmement difficile de transposer le schéma métrologique à
l’analyse chimique et autres domaines relevant des essais, car il n’existe
encore aucune méthode normalisée. C’est pourquoi il n’est pas possible
de normaliser la mise en œuvre de la traçabilité de mesure dans l’analyse
du gaz naturel ou dans d’autres domaines relevant de l’analyse chimique.
Pour les raisons indiquées plus haut, la présente Norme internationale
n’indique aucun protocole spécifique à la traçabilité. Son propos porte
plutôt sur les points suivants:
- clarifier les concepts fondamentaux utilisés dans la traçabilité
chimique;
- identifier les problèmes de base dans l’application de la métrologie à
la chimie;
indiquer les solutions possibles à partir d’un matériau de référence;
- aider à la conception de mises en œuvre pratiques en utilisant des
mélanges gazeux de référence;
- servir de référence d ans l’application de la traçabili té à d’autres
Norm es internationales portant sur l’analyse du gaz natu rel.
NORME INTERNATIONALE @ lis0
Gaz naturel - Lignes directrices pour la traçabilité en
analyse
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale fournit des lignes directrices générales sur la mise en œuvre et l’application des
concepts de traçabilité à l’analyse du gaz naturel. Son propos est d’établir les bases pour le développement de
protocoles spécifiques sur la traçabilité dans d’autres Normes internationales portant sur l’analyse du gaz naturel.
NOTE - Outre le domaine de l’analyse du gaz naturel, il convient que la présente Norme internationale puisse également
servir de document de référence dans d’autres domaines de l’analyse du gaz en général, ainsi que dans des domaines qui y
sont liés, telles que la mesure de la qualité de l’air, la surveillance des émissions de polluants par les véhicules et la
préparation des mélanges gazeux de référence.
2 Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite, constituent des
dispositions valables pour la présente Norme internationale. Au moment de la publication, les éditions indiquées
étaient en vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties prenantes des accords fondés sur la présente
Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes des normes
indiquées ci-après. Les membres de la CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur
à un moment donné.
ISO 3534-l :1993, Statistique - Vocabulaire et symboles - Partie 1: Probabilité et termes statistiques généraux.
ISO 5168: -11, Mesure de débit des fluides - Calcul de l’incertitude.
ISO 5725-l :1994, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure - Partie 1: Principes
généraux et définitions.
ISO 5725-2:1994, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure - Partie 2: Méthodes de
base pour la détermination de la répétabilité et de la reproductibilité d’une méthode de mesure normalisée.
ISO 5725-3:1994, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure - Partie 3: Mesures
intermédiaires de la fidélité d’une méthode de mesure normalisée.
ISO 5725-4:1994, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure - Partie 4: Méthodes de
base pour la détermination de la justesse d’une méthode de mesure normalisée.
ISO 5725-6:1994, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure - Partie 6: Utilisation dans
la pratique des valeurs d’exactitude.
1) À publier. (Révision de I’ISO 5168:1978)
@ ISO
ISO 61421981 I Analyse des gaz - Préparation des mélanges de gaz pour étalonnage - Méthodes pondéraies
(y compris I’Additif 1).
ISO 6143:1981, Analyse des gaz - Détermination de la composition de mélanges de gaz pour étalonnage -
Méthodes par comparaison.
ISO 6711:1981, Analyse des gaz - Vérification des mélanges de gaz pour étalonnage par une méthode de
comparaison.
.-
incertitude définie par chroma tographie
ISO 6974 1 :- 21, Gaz naturel - Détermination de la composition avec une
Partie 1 . * Lignes directrices pour l’analyse spéciale.
en phase gaze ‘use -
ISO 6974-2:- *), Gaz naturel - Détermination de la composition avec une incertitude définie par chromatographie
- Partie 2: Caractéristiques de système de mesure et statistiques pour le traitement des
en phase gazeuse
données.
ISO 6976:1995, Gaz naturel - Calcul du pouvoir calorifique, de la masse volumique, de la densité relative et de
l’indice de Wobbe à partir de la composition.
ISO 9001: 1994, Systèmes qualité - Modèle pour /‘assurance de la qualité en conception, développement,
production, ins tala tion et prestations associées.
ISO 10012-I :1992, Exigences d’assurance de la qualité des équipements de mesure - Partie 7: Confirmation
mé trologique de I’équipemen t de mesure.
ISO 10723:1995, Gaz naturel - Évaluation des performances des systèmes d’analyse en ligne.
ISO Guide 30:1992, Termes et définitions utilisés en rapport avec /es matériaux de référence.
ISO Guide 33:1989, Utilisation de matériaux de référence certifiés.
ISO Guide 35:1989, Certification des matériaux de référence - Principes généraux et statistiques.
BIPM/CEl/lS0/0IML/FICC/UICPA. Vocabulaire international des termes fondamentaux et généraux de métrologie
(VIM), deuxième édition, 1993.
3 Définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les définitions suivantes s’appliquent.
3.1 traçabilité: Propriété du résultat d’une mesure ou d’un étalon tel qu’il puisse être relié à des références
déterminées, généralement des étalons nationaux ou internationaux, par l’intermédiaire d’une chaîne ininterrompue
de comparaisons ayant toutes des incertitudes déterminées. [VIM]
NOTES
Ce concept est souvent exprimé par l’adjectif ((traçable)).
2 La chaîne ininterrompue de comparaisons est appelée ((chaîne d’étalonnage)).
3.2 étalon: Mesure matérialisée, appareil de mesure, matériau de référence ou système de mesure destiné à
définir, réaliser, conserver ou reproduire une unité ou une ou plusieurs valeurs d’une grandeur pour servir de
référence. [VIM]
EXEMPLES
a) étalon de masse de 1 kg;
b) résistance étalon de 100 Q;
c) ampèremètre étalon;
2) À publier. (Révision, en parties, de I’ISO 69743 984)
@ ISO ISO 14111:1997(F)
d) étalon de référence à césium;
e) électrode de référence à hydrogène;
f) solution de référence de cortisol dans le sérum humain, de concentration certifiée.
3.3 matériau de référence: Matériau ou substance dont une (ou plusieurs) valeur(s) de la (des) propriété(s) est
(sont) suffisamment homogène(s) et bien définie(s) pour permettre de l’utiliser pour l’étalonnage d’un appareil,
l’évaluation d’une méthode de mesure ou l’attribution de valeurs aux matériaux.
NOTE - Un matériau de référence peut se présenter sous la forme d’un gaz pur ou d’un mélange de gaz, d’un liquide OU
d’un solide. Des exemples sont l’eau pour l’étalonnage des viscosimètres, le saphir qui permet d’étalonner la capacité
thermique en calorimétrie et les solutions utilisées pour l’étalonnage dans l’analyse chimique. [Guide ISO 301
3.4 Termes liés à l’exactitude et à l’incertitude
NOTE - Dans la mesure où la traçabilité permet avant tout d’évaluer et de contrôler l’exactitude de la mesure, c’est-à-dire
son incertitude, les termes suivants relatifs à l’exactitude et à l’incertitude sont également les mots-clés de la présente Norme
internationale. Les définitions, tirées de I’ISO 3534-1, ont été adaptées pour un usage dans le domaine de la mesure et non
des essais, par substitution des termes correspondants (((résultat de mesure» au lieu de ((résultat d’essai», et ((valeur vraie))
au lieu de ((valeur de référence acceptée))). Dans certains cas, les notes relatives aux définitions ont également été modifiées.
3.4.1 exactitude: Étroitesse de l’accord entre un résultat de mesure et la valeur vraie du mesurande.
NOTE - Le terme ((exactitude)), lorsqu’il est appliqué à un ensemble de résultats de mesure, décrit une combinaison faite de
composantes aléatoires, ainsi qu’une erreur commune systématique ou l’erreur de justesse d’une composante. [Adaptée de
I’ISO 3534-l ]
Étroitesse de l’accord entre la valeur moyenne obtenue à partir d’une série importante de résultats
3.42 justesse:
de mesure, et la valeur vraie du mesurande.
NOTES
1 La mesure de la justesse est généralement exprimée en termes d’erreur de justesse.
2 II y a peu de temps, le terme ((exactitude)) était utilisé au sens de «justesse)). Cet usage ne satisfait plus à la normalisation
internationale. [Adaptée de I’ISO 3534-l 1
3.4.3 fidélité: Étroitesse de l’accord entre des résultats de mesure indépendants obtenus dans des conditions
spécifiées.
NOTES
1 La fidélité dépend uniquement de la distribution des erreurs aléatoires et ne se rapporte pas à la valeur vraie.
2 Le terme «fidélité)) est un terme qualitatif relatif à la dispersion entre des résultats de mesure du même mesurande,
réalisés dans des conditions de mesure spécifiées. Les mesures de fidélité quantitatives telles que les variations ou les écarts-
types dépendent en grande partie de la variation due aux conditions de mesure spécifiées. La répétabilité et la reproductibilité
sont deux concepts de précision particuliers se rapportant aux points limites sur l’échelle de la variabilité des conditions de
mesure. [Adaptée de VIS0 3534-11
3.4.4 incertitude: Estimation liée à un résultat de mesure et qui cara ctérise la ga mme des valeurs au sein
desquelles la valeur vraie est supposé e
...
NORME
Iso
INTERNATIONALE
Première édition
1997-03-l 5
Gaz naturel
- Lignes directrices pour
la traçabilité en analyse
Natural gas - Guidelines to traceability in analysis
Numéro de référence
ISO 1411 I:l 997(F)
Sommaire Page
1 Domaine d’application . . 1
2 Références normatives . . . 1
3 Définitions . . . 2
4 Principes fondamentaux de la traçabilité métrologique . 4
5 Élaboration du concept de traçabilité . .
6 Composition chimique et système SI .
......... 8
7 Traçabilité de l’analyse du gaz naturel .
Hiérarchie des mélanges gazeux de référence .
8 14
Rôle de la traçabilité dans la détermination de l’incertitude
9 . 17
10 Application de la traçabilité dans les Normes internationales sur
l’analyse du gaz naturel . . . 18
II Exemples . . . 21
12 Résumé . . . 23
Annexes
A Termes et définitions supplémentaires . 24
B Exemple de résultats d’essai interlaboratoires types . 27
C Bibliographie . . 29
0 ISO 1997
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
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Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre’intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en tiaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale ISO 1411 II a été élaborée par le comité technique
ISOfK 193, Gaz naturel, sous-comité SC 1, Analyse du gaz naturel.
Les annexes A à C de la présente Norme internationale sont données
uniquement à titre d’information.
. . .
III
introduction
À l’heure où les garanties en matière d’exactitude de mesure dans
l’analyse du gaz naturel sont de plus en plus recherchées, les chimistes en
analyse chargés de la conception et du fonctionnement des systèmes
utilisés dans les analyses de ce type se doivent de connaître et d’adopter
les moyens appropriés leur permettant de fournir ces garanties. Ils doivent
par conséquent employer des méthodes validées, dans lesquelles chaque
résultat est rattaché avec certitude, par une série de matériaux de
référence (mélange gazeux de référence), à des normes métrologiques
reconnues. La structure formelle créée dans ce but par les analystes
s’appelle une chaîne d’étalonnage. Seule cette chaîne permet d’assurer
et de soutenir une estimation correcte de l’exactitude de mesure
(incertitude).
Ce concept en apparence simple fait l’objet d’une élaboration
considérablement détaillée dans la présente Norme internationale. Les
considérations pratiques rattachées à la mise en place d’une chaîne
d’étalonnage satisfaisante donnent lieu à des problèmes délicats,
notamment en ce qui concerne l’analyse du gaz naturel. La présente
Norme internationale donne toutefois des conseils appropriés et utiles.
La traçabilité de mesure est actuellement universellement définie par
l’existence d’une chaîne d’étalonnage ininterrompue, limitée par les
étalons nationaux ou internationaux représentant les unités appropriées du
SI. Le concept de traçabilité provient du domaine de la métrologie
physique, où il a apparemment été mis en œuvre avec succès. II est
toutefois extrêmement difficile de transposer le schéma métrologique à
l’analyse chimique et autres domaines relevant des essais, car il n’existe
encore aucune méthode normalisée. C’est pourquoi il n’est pas possible
de normaliser la mise en œuvre de la traçabilité de mesure dans l’analyse
du gaz naturel ou dans d’autres domaines relevant de l’analyse chimique.
Pour les raisons indiquées plus haut, la présente Norme internationale
n’indique aucun protocole spécifique à la traçabilité. Son propos porte
plutôt sur les points suivants:
- clarifier les concepts fondamentaux utilisés dans la traçabilité
chimique;
- identifier les problèmes de base dans l’application de la métrologie à
la chimie;
indiquer les solutions possibles à partir d’un matériau de référence;
- aider à la conception de mises en œuvre pratiques en utilisant des
mélanges gazeux de référence;
- servir de référence d ans l’application de la traçabili té à d’autres
Norm es internationales portant sur l’analyse du gaz natu rel.
NORME INTERNATIONALE @ lis0
Gaz naturel - Lignes directrices pour la traçabilité en
analyse
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale fournit des lignes directrices générales sur la mise en œuvre et l’application des
concepts de traçabilité à l’analyse du gaz naturel. Son propos est d’établir les bases pour le développement de
protocoles spécifiques sur la traçabilité dans d’autres Normes internationales portant sur l’analyse du gaz naturel.
NOTE - Outre le domaine de l’analyse du gaz naturel, il convient que la présente Norme internationale puisse également
servir de document de référence dans d’autres domaines de l’analyse du gaz en général, ainsi que dans des domaines qui y
sont liés, telles que la mesure de la qualité de l’air, la surveillance des émissions de polluants par les véhicules et la
préparation des mélanges gazeux de référence.
2 Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite, constituent des
dispositions valables pour la présente Norme internationale. Au moment de la publication, les éditions indiquées
étaient en vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties prenantes des accords fondés sur la présente
Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes des normes
indiquées ci-après. Les membres de la CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur
à un moment donné.
ISO 3534-l :1993, Statistique - Vocabulaire et symboles - Partie 1: Probabilité et termes statistiques généraux.
ISO 5168: -11, Mesure de débit des fluides - Calcul de l’incertitude.
ISO 5725-l :1994, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure - Partie 1: Principes
généraux et définitions.
ISO 5725-2:1994, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure - Partie 2: Méthodes de
base pour la détermination de la répétabilité et de la reproductibilité d’une méthode de mesure normalisée.
ISO 5725-3:1994, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure - Partie 3: Mesures
intermédiaires de la fidélité d’une méthode de mesure normalisée.
ISO 5725-4:1994, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure - Partie 4: Méthodes de
base pour la détermination de la justesse d’une méthode de mesure normalisée.
ISO 5725-6:1994, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure - Partie 6: Utilisation dans
la pratique des valeurs d’exactitude.
1) À publier. (Révision de I’ISO 5168:1978)
@ ISO
ISO 61421981 I Analyse des gaz - Préparation des mélanges de gaz pour étalonnage - Méthodes pondéraies
(y compris I’Additif 1).
ISO 6143:1981, Analyse des gaz - Détermination de la composition de mélanges de gaz pour étalonnage -
Méthodes par comparaison.
ISO 6711:1981, Analyse des gaz - Vérification des mélanges de gaz pour étalonnage par une méthode de
comparaison.
.-
incertitude définie par chroma tographie
ISO 6974 1 :- 21, Gaz naturel - Détermination de la composition avec une
Partie 1 . * Lignes directrices pour l’analyse spéciale.
en phase gaze ‘use -
ISO 6974-2:- *), Gaz naturel - Détermination de la composition avec une incertitude définie par chromatographie
- Partie 2: Caractéristiques de système de mesure et statistiques pour le traitement des
en phase gazeuse
données.
ISO 6976:1995, Gaz naturel - Calcul du pouvoir calorifique, de la masse volumique, de la densité relative et de
l’indice de Wobbe à partir de la composition.
ISO 9001: 1994, Systèmes qualité - Modèle pour /‘assurance de la qualité en conception, développement,
production, ins tala tion et prestations associées.
ISO 10012-I :1992, Exigences d’assurance de la qualité des équipements de mesure - Partie 7: Confirmation
mé trologique de I’équipemen t de mesure.
ISO 10723:1995, Gaz naturel - Évaluation des performances des systèmes d’analyse en ligne.
ISO Guide 30:1992, Termes et définitions utilisés en rapport avec /es matériaux de référence.
ISO Guide 33:1989, Utilisation de matériaux de référence certifiés.
ISO Guide 35:1989, Certification des matériaux de référence - Principes généraux et statistiques.
BIPM/CEl/lS0/0IML/FICC/UICPA. Vocabulaire international des termes fondamentaux et généraux de métrologie
(VIM), deuxième édition, 1993.
3 Définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les définitions suivantes s’appliquent.
3.1 traçabilité: Propriété du résultat d’une mesure ou d’un étalon tel qu’il puisse être relié à des références
déterminées, généralement des étalons nationaux ou internationaux, par l’intermédiaire d’une chaîne ininterrompue
de comparaisons ayant toutes des incertitudes déterminées. [VIM]
NOTES
Ce concept est souvent exprimé par l’adjectif ((traçable)).
2 La chaîne ininterrompue de comparaisons est appelée ((chaîne d’étalonnage)).
3.2 étalon: Mesure matérialisée, appareil de mesure, matériau de référence ou système de mesure destiné à
définir, réaliser, conserver ou reproduire une unité ou une ou plusieurs valeurs d’une grandeur pour servir de
référence. [VIM]
EXEMPLES
a) étalon de masse de 1 kg;
b) résistance étalon de 100 Q;
c) ampèremètre étalon;
2) À publier. (Révision, en parties, de I’ISO 69743 984)
@ ISO ISO 14111:1997(F)
d) étalon de référence à césium;
e) électrode de référence à hydrogène;
f) solution de référence de cortisol dans le sérum humain, de concentration certifiée.
3.3 matériau de référence: Matériau ou substance dont une (ou plusieurs) valeur(s) de la (des) propriété(s) est
(sont) suffisamment homogène(s) et bien définie(s) pour permettre de l’utiliser pour l’étalonnage d’un appareil,
l’évaluation d’une méthode de mesure ou l’attribution de valeurs aux matériaux.
NOTE - Un matériau de référence peut se présenter sous la forme d’un gaz pur ou d’un mélange de gaz, d’un liquide OU
d’un solide. Des exemples sont l’eau pour l’étalonnage des viscosimètres, le saphir qui permet d’étalonner la capacité
thermique en calorimétrie et les solutions utilisées pour l’étalonnage dans l’analyse chimique. [Guide ISO 301
3.4 Termes liés à l’exactitude et à l’incertitude
NOTE - Dans la mesure où la traçabilité permet avant tout d’évaluer et de contrôler l’exactitude de la mesure, c’est-à-dire
son incertitude, les termes suivants relatifs à l’exactitude et à l’incertitude sont également les mots-clés de la présente Norme
internationale. Les définitions, tirées de I’ISO 3534-1, ont été adaptées pour un usage dans le domaine de la mesure et non
des essais, par substitution des termes correspondants (((résultat de mesure» au lieu de ((résultat d’essai», et ((valeur vraie))
au lieu de ((valeur de référence acceptée))). Dans certains cas, les notes relatives aux définitions ont également été modifiées.
3.4.1 exactitude: Étroitesse de l’accord entre un résultat de mesure et la valeur vraie du mesurande.
NOTE - Le terme ((exactitude)), lorsqu’il est appliqué à un ensemble de résultats de mesure, décrit une combinaison faite de
composantes aléatoires, ainsi qu’une erreur commune systématique ou l’erreur de justesse d’une composante. [Adaptée de
I’ISO 3534-l ]
Étroitesse de l’accord entre la valeur moyenne obtenue à partir d’une série importante de résultats
3.42 justesse:
de mesure, et la valeur vraie du mesurande.
NOTES
1 La mesure de la justesse est généralement exprimée en termes d’erreur de justesse.
2 II y a peu de temps, le terme ((exactitude)) était utilisé au sens de «justesse)). Cet usage ne satisfait plus à la normalisation
internationale. [Adaptée de I’ISO 3534-l 1
3.4.3 fidélité: Étroitesse de l’accord entre des résultats de mesure indépendants obtenus dans des conditions
spécifiées.
NOTES
1 La fidélité dépend uniquement de la distribution des erreurs aléatoires et ne se rapporte pas à la valeur vraie.
2 Le terme «fidélité)) est un terme qualitatif relatif à la dispersion entre des résultats de mesure du même mesurande,
réalisés dans des conditions de mesure spécifiées. Les mesures de fidélité quantitatives telles que les variations ou les écarts-
types dépendent en grande partie de la variation due aux conditions de mesure spécifiées. La répétabilité et la reproductibilité
sont deux concepts de précision particuliers se rapportant aux points limites sur l’échelle de la variabilité des conditions de
mesure. [Adaptée de VIS0 3534-11
3.4.4 incertitude: Estimation liée à un résultat de mesure et qui cara ctérise la ga mme des valeurs au sein
desquelles la valeur vraie est supposé e
...
Questions, Comments and Discussion
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