Uncertainty quantification (UQ) is the science of quantitative characterization and estimation of uncertainties in both computational and real world applications. It tries to determine how likely certain outcomes are if some aspects of the system are not exactly known. An example would be to predict the acceleration of a human body in a head-on crash with another car: even if the speed was exactly known, small differences in the manufacturing of individual cars, how tightly every bolt has been tightened, etc., will lead to different results that can only be predicted in a statistical sense. Many problems in the natural sciences and engineering are also rife with sources of uncertainty. Computer experiments on computer simulations are the most common approach to study problems in uncertainty quantification. Uncertainty can enter mathematical models and experimental measurements in various contexts. One way to categorize the sources of uncertainty is to consider: Parameter This comes from the model parameters that are inputs to the computer model (mathematical model) but whose exact values are unknown to experimentalists and cannot be controlled in physical experiments, or whose values cannot be exactly inferred by statistical methods. Some examples of this are the local free-fall acceleration in a falling object experiment, various material properties in a finite element analysis for engineering, and multiplier uncertainty in the context of macroeconomic policy optimization. Parametric This comes from the variability of input variables of the model. For example, the dimensions of a work piece in a process of manufacture may not be exactly as designed and instructed, which would cause variability in its performance. Structural uncertainty Also known as model inadequacy, model bias, or model discrepancy, this comes from the lack of knowledge of the underlying physics in the problem. It depends on how accurately a mathematical model describes the true system for a real-life situation, considering the fact that models are almost always only approximations to reality.

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Incertitude de mesure
vignette|Mesurage avec une colonne de mesure. En métrologie, une incertitude de mesure liée à un mesurage (d'après le Bureau international des poids et mesures). Elle est considérée comme une dispersion et fait appel à des notions de statistique. Les causes de cette dispersion, liées à différents facteurs, influent sur le résultat de mesurage, donc sur l'incertitude et in fine sur la qualité de la mesure. Elle comprend de nombreuses composantes qui sont évaluées de deux façons différentes : certaines par une analyse statistique, d'autres par d'autres moyens.
Analyse de sensibilité
L’analyse de sensibilité est l'étude de la façon dont l'incertitude de la sortie d'un code ou d'un système (numérique ou autre) peut être attribuée à l'incertitude dans ses entrées. Il s'agit d'estimer des indices de sensibilité qui quantifient l'influence d'une entrée ou d'un groupe d'entrées sur la sortie. L'analyse de sensibilité peut être utile pour beaucoup d'applications: Tester la robustesse d'un modèle ou d'un système en présence d'incertitude.
Propagation des incertitudes
Une mesure est toujours entachée d'erreur, dont on estime l'intensité par l'intermédiaire de l'incertitude. Lorsqu'une ou plusieurs mesures sont utilisées pour obtenir la valeur d'une ou de plusieurs autres grandeurs (par l'intermédiaire d'une formule explicite ou d'un algorithme), il faut savoir, non seulement calculer la valeur estimée de cette ou ces grandeurs, mais encore déterminer l'incertitude ou les incertitudes induites sur le ou les résultats du calcul.
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