Les unités de mesure normalisées sont essentielles dans les domaines de la science, du commerce et de la technologie. Toutefois, le processus de normalisation a été compliqué et des améliorations ont encore été apportées jusqu'à récemment.
À partir de 1789, la Révolution française bouleverse les conventions. Outre le renversement de la Ancien Régime, Les révolutionnaires voulaient aussi réinventer la mesure du temps. Une journée serait divisée en dix heures, d'une durée de 100 minutes chacune. Mais l'heure décimale ne reste que peu de temps en vigueur avant que son utilisation ne soit suspendue par décret en 1795. La normalisation des mesures et des poids, innombrables en France et ailleurs en Europe, connaît un succès bien plus grand. L'Académie française des sciences, dont le siège est à Paris, convoque une commission d'experts chargée de concevoir un système entièrement nouveau. L'unité de longueur, appelée par la suite le mètre, doit être égale à un dix-millionième de la distance entre le pôle Nord et l'équateur, mesurée le long du méridien passant par Paris. La distance entre Dunkerque et Barcelone, deux villes situées sur le même méridien que Paris, sera utilisée pour le calcul. C'est beaucoup moins onéreux qu'un voyage au pôle Nord. Néanmoins, l'entreprise confiée à Pierre Méchain et Jean-Baptiste Delambre est retardée jusqu'en 1799 par les troubles de la Révolution française. Entre-temps, une série de barres en platine, métal précieux, est commandée pour servir de référence à la nouvelle unité de longueur.
Le choix du platine est tout à fait étonnant, car ce matériau n'a été traité de manière intensive en Europe qu'à partir du milieu du 18e siècle. La barre de platine dont la longueur se rapprochait le plus des calculs de Méchain et Delambre a été déposée aux Archives nationales du pays au cours de l'été 1799 et a été connue sous le nom de "barre de platine". mètre des Archives.
Grâce à cette référence pour l'unité de longueur, il a également été possible de préciser la définition jusqu'alors provisoire du gramme : le poids d'un centimètre cube d'eau à quatre degrés Celsius, la température de la densité maximale de l'eau. Également fabriqué en platine, le kilogramme des Archives se retrouvent également dans les locaux des Archives au Palais des Tuileries. Le système métrique est né.
Platine et iridium pour le deuxième prototype de kilogramme
Même dans leur pays d'origine, le mètre et le (kilo-)gramme n'ont pas eu la vie facile, et il a fallu attendre les années 1850 pour qu'ils s'y établissent définitivement. Parallèlement, d'autres pays européens ont commencé à les utiliser. Le traité du mètre signé par 17 pays (dont l'empire allemand et, bien sûr, la France) en 1875 avait pour but d'encourager le développement et l'harmonisation du système métrique. En outre, il a été convenu de développer trois nouveaux prototypes de kilogrammes. L'un d'entre eux, le KIII, a finalement remplacé le prototype original du kilogramme en 1889. Il est toujours conservé dans un coffre-fort du Bureau international des poids et mesures (BIPM) à Sèvres, en banlieue parisienne.
Une des copies du kilogramme original (Photo : Physikalisch-Technische Bundesanstalt)
Contrairement à son prédécesseur, le nouveau prototype de kilogramme n'est pas constitué uniquement de platine, mais d'un alliage composé de 90 % de platine et de 10 % d'iridium. Cela lui confère une plus grande dureté, ce qui devrait minimiser l'abrasion du matériau. Après tout, l'objet cylindrique également appelé Le Grand K, d'une hauteur et d'un diamètre de 39 millimètres, doit être nettoyée de temps en temps pour enlever la poussière, bien qu'elle soit stockée sous deux cloches de verre.
Le Grand K s'allège
Étant donné que deux métaux précieux ont été utilisés, on pourrait penser que le kilo standard n'a pas changé de taille. Après tout, les métaux du groupe du platine sont également utilisés aujourd'hui dans des applications de haute technologie avec les tolérances d'erreur les plus faibles. Mais des remesures régulières ont révélé une chose étonnante : le Grand K s'allège. Il a perdu 50 microgrammes, soit le poids d'un grain de sel, depuis sa pesée de 1992. Bien que l'on n'en connaisse pas encore la raison, les implications potentielles sont si importantes que les scientifiques se sont mis à chercher une nouvelle base pour l'unité de mesure. Cela avait déjà été le cas pour le mètre, dont la vitesse de la lumière dans le vide est la définition acceptée depuis 1983, et pour la seconde, qui est définie par une constante physique atomique.
Lors de la 26e Conférence générale des poids et mesures qui s'est tenue à Versailles en novembre 2018, il a été décidé que la constante de Planck serait désormais utilisée pour calculer le kilogramme. Cette décision est entrée en vigueur en mai de l'année suivante. Bien que les détails concernant cette constante naturelle puissent être difficiles à suivre pour la plupart des gens (y compris l'auteur de cet article), selon les scientifiques, elle est au moins à l'épreuve du temps.
De l'autre côté de l'Atlantique, le système coutumier des États-Unis est couramment utilisé dans de nombreux domaines de la vie quotidienne. Il a été développé à partir des unités utilisées en Angleterre, qui régnait auparavant sur les États-Unis. Rien que pour la mesure des longueurs, il existe de nombreuses unités (telles que les pouces, les pieds, les yards et les miles) qui laisseront les visiteurs européens perplexes, et bien plus encore pour les mesures de volume.
Photo : Physikalisch-Technische Bundesanstalt
