Incertitudes sur un mesurande défini comme une valeur intégrée d'un signal continu discrétisé en fonction du temps - Application aux mesures hydrologiques enregistrées in situ

Uncertainties on a measurand defined as an integrated value from a continuous signal temporally discretised - Application to in situ hydrological measurements recorded on the field

¹ Laboratoire Central des Ponts et Chaussées Division Eau et Environnement Route de Bouaye BP4129 44341 Bouguenais Cedex; Tél : +33 (0)2 40 84 58 76
² Université de Lyon, INSA Lyon LGCIE, 34 avenue des Arts, F-69621 Villeurbanne cedex; Tél : +33 (0)4 72 43 81 80

Auteurs de correspondance : claude.joannis@lcpc.fr jean-luc.bertrand-krajewski@insa-lyon.fr

Résumé

Cet article détaille le processus d'acquisition en continu et d'analyse de mesures hydrologiques in situ et analyse les aspects spécifiques du calcul d'incertitudes appliqué à une série chronologique. Ces spécificités sont liées aux autocorrélations entre les erreurs qui affectent des mesures successives. Ces autocorrelations peuvent être difficiles à évaluer et se traduisent de manières différentes sur les différents types d'incertitudes. L'analyse est donc conduite de manière différenciée pour les incertitudes d'origines aléatoire, systématique ou de discrétisation. Elle est illustrée par un exemple. D'une manière générale, il apparaît que les incertitudes d'origine systématique sont les plus pénalisantes pour des mesures enregistrées en continu avec une fréquence suffisamment élevée pour suivre la dynamique du signal tout en évitant l'autocorrélation des erreurs.

Abstract

This paper provides details about the processes involved in continuous in situ monitoring of hydrological data and analysing them off-line, and focuses on specific features of uncertainty analysis applied to such time series. These specific features arise from the autocorrelations of errors on successive measured values. These autocorrelations may be difficult to assess, and have different expressions according to the type of uncertainty under consideration. Uncertainty analysis is thus carried out in a different way for each component : random, systematic and time discretisation. An example of total uncertainty assessment is then provided. As a general conclusion, it appears that uncertainties arising from systematic errors have the most noxious effect, provided a sufficient sampling frequency is used. The sampling frequency should however be low enough to avoid autocorrelation between measured values and between random errors, thus simplifying uncertainty calculations.