La Réforme Des Unités De Mesure En 5 Questions

La réforme des unités de mesure en 5 questions

Le Système international d'unités ou SI a été inventé afin de faciliter les échanges scientifiques et commerciaux dans le monde. Plus de deux siècles après la première définition du mètre, la 26ème Conférence générale des poids et mesures qui s'est tenue en novembre 2018 à Sèvres vient de révolutionner ce système en redéfinissant les étalons du kilo, du kelvin, de l'ampère et de la mole. Nous vous proposons de faire le point sur cette réforme des unités de mesure en 5 questions.

1- Qu'est-ce qui va changer ?

À partir du 20 mai 2019, un kilo pèsera toujours un kilo, mais il le fera avec beaucoup plus de rigueur scientifique ! En effet, le kilogramme ne sera plus défini à partir d'un objet physique mais à partir de la constante de Planck employée dans le domaine de la physique quantique !

Depuis 1889, le kilogramme était égal à la masse d'un prototype, plus précisément un cylindre de platine iridié appelé "grand K" et conservé dans les locaux du Bureau international des poids et mesures (BIPM) à Sèvres.

Avec la réforme des unités de mesure, cet étalon physique de masse va être abandonné au profit d'une définition plus abstraite du kilogramme.

Et le kilo ne sera pas la seule unité de mesure concernée, puisque les unités de température (kelvin), d'intensité électrique (ampère) et de quantité de matière (mole) vont également changer d'étalon.

2- Pourquoi est-ce une révolution scientifique ?

À compter de 2019, le kilogramme, le kelvin, l'ampère et la mole seront définis à partir de constantes fondamentales de la nature.

Même si cela ne changera rien à leurs valeurs respectives (un kilo de pommes représentera toujours le même poids de fruits au marché), cette réforme des unités de mesure n'a rien d'anodin !

Elle constitue même une révolution dans le domaine des sciences. "C'est un changement de paradigme complet", a d'ailleurs affirmé Luc Erard, membre du Comité international des poids et mesures.

De même que le mètre a été redéfini en 1983 en fonction de la vitesse de la lumière, le kilogramme, le kelvin, l'ampère et la mole seront désormais définis à partir des constantes universelles.

Le 20 mai 2019 marquera ainsi l'entrée en vigueur du système d'unités le plus invariable et le plus universel jamais établi par l'Homme. Sans nos avancées théoriques et sans les moyens techniques dont nous disposons actuellement, cela serait tout bonnement impossible.

3- Quelles sont les constantes universelles utilisées ?

Avec cette réforme des unités de mesure, les métrologistes vont changer notre manière de mesurer le monde.

Désormais, toutes nos mesures?vont reposer sur les constantes universelles suivantes :
=> la fréquence de transition entre deux niveaux de l'état fondamental de l'atome de césium 133 (notée Cs)
=> la vitesse de la lumière dans le vide (notée c)
=> la constante de Planck (notée h) introduite par la mécanique quantique
=> la charge élémentaire (notée e)
=> la constante de Boltzmann (notée k) introduite en thermodynamique
=> la constante d'Avogadro (notée NA) utilisée en chimie
=> le rendement lumineux (noté Kcd) utilisé en photométrie.

4- Pourquoi a-t-on choisi ces constantes ?

La réforme des unités de mesure a choisi de se fonder sur ces constantes car ce sont des invariants de la nature à caractère universel et indépendants du temps et de l'espace.

L'ambition de cette réforme est en effet d'établir un système d'unités plus cohérent, plus stable et plus universel, tout en garantissant la continuité entre l'ancien et le nouveau système de mesure.

A noter : cette uniformisation des mesures est un long processus qui a commencé à la fin de l'Ancien Régime. À l'époque, pas moins de 700 unités de longueur, de masse ou de volume étaient utilisées sur le territoire français ! Pour remédier à ces disparités nuisibles au commerce, le système métrique a été instauré en 1795. Des références communes appelées mètre-étalon et kilo-étalon ont alors été adoptées.

5- Quel est l'intérêt de cette réforme ?

Mais quel est aujourd'hui l'intérêt de redéfinir le kilogramme, la mole, l'ampère et le kelvin ?

Cette réforme des unités de mesure va permettre :

=> d'instaurer un système uniforme et accessible dans le monde entier dans des domaines aussi divers que le commerce international, l'industrie de haute technologie ou la santé

=> de disposer d'unités de mesure stables sur le long terme

=> de gagner en précision dans les domaines de recherche où cela fait une différence.

En effet, l'ancien SI posait plusieurs problèmes qui seront résolus à partir de 2019.

L'utilisation du "grand K" (prototype international du kilogramme) entraînait par exemple une instabilité du kilogramme. Les masses des différents étalons (le K et ses copies) ont varié les unes par rapport aux autres d'environ 50 µg en un siècle.

La définition de la mole (qui reposait jusqu'à présent sur la définition du kilogramme) était donc également imprécise.

En ce qui concerne le kelvin, sa définition dépendait de la température du point triple de l'eau (le point où cohabitent les trois états solide, liquide et gazeux de l'eau). Mais ce point triple de l'eau est particulièrement compliqué à reproduire, car la moindre impureté le modifie.

A noter : pour en savoir plus sur ce sujet, nous vous conseillons de visiter l'exposition "Sur mesure, les 7 unités du monde", qui se tient jusqu'au 5 mai 2019 au Musée des Arts et Métiers de Paris.

Plus d'information :

Visitez le site : https://www.bipm.org/fr/about-us/

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