Les incertitudes de mesure dans les TPs de physique - application avec des étudiants en licence

Aude Caussarieu est enseignante à l'Université de Lyon 1 et l'ENS de Lyon. Elle fait de la recherche en didactique des sciences.

L'enseignement des incertitudes de mesure est un enjeu majeur de l'enseignement de la physique expérimentale en licence. Des travaux en didactique des sciences montrent que malgré une pratique régulière des incertitudes par les étudiants lors des TPs, ils éprouvent des difficultés à interpréter leurs mesures. En particulier, certains pensent qu'il est possible de connaître la valeur d'une grandeur physique avec une précision infinie.

L'analyse d'énoncés de travaux pratiques destinés à des étudiants de L1 montre que l'énoncé demande régulièrement aux étudiants de faire des mesures et de calculer l'incertitude associée. Cependant, dans un certain nombre de cas, cette mesure n'est pas réutilisée et ne sert à rien. La mesure est donc réalisée pour elle même, ce qui contribue certainement au fait que les étudiants ne donnent pas de sens aux calculs d'incertitudes.

De plus, on observe dans ces énoncés que seules les valeurs obtenues par les expériences des étudiants sont systématiquement assorties d'incertitudes et exprimées sous la forme d'un intervalle. Les données de l'énoncé, des constructeurs sont fournies sans incertitude, sous la forme d'un point, C=100nF et puis c'est tout. Cette inégalité de traitement peut très certainement contribuer à renforcer la croyance des étudiants dans le fait que l'on puisse connaître la valeur d'une grandeur physique avec une précision infinie.

En gardant le même type de travaux pratiques, on pourrait recommander de 1) donner toujours dans l'énoncé une incertitude pour les grandeurs tabulées/constructeur et 2) de ne pas faire calculer par les étudiants les incertitudes dans les situations où les grandeurs ne sont pas utilisées (pour être comparées à d'autres valeurs par exemple).

La conférence :

Pour écouter en ligne la conférence, synchronisée avec les diapositives et le plan de la conférence : « Les incertitudes de mesure dans les TPs de physique en licence » (durée : 39 mn).