C’est une petite révolution qui a lieu ce mois de novembre 2018 dans le monde de la mesure : le « grand K », le prototype international du kilogramme prend sa retraite. Le « grand K », c’est un petit cylindre en platine qui définit depuis 1889 l’unité de masse. En clair, c’est la référence qui donne la mesure précise d’un kilogramme. Enfin, jusqu’à présent. Car depuis quelques années, les métrologues (les scientifiques qui étudient la mesure) se sont rendus compte que le « grand K » n’était pas stable. Sa masse varie très légèrement, d’1 microgramme (un millionième de gramme) par an - malgré des conditions de conservation draconiennes. Pas super pour une référence… Il a donc été décidé de le remplacer par une donnée plus stable, la constante de Planck. Il s’agit d’une mesure immatérielle. Une valeur fixe issue d'une formule de physique quantique, la physique de l’infiniment petit, celle de l’atome.
Pour mesurer les extrêmes
En plus du kilogramme, le Système international d’unités recense 6 autres unités de base (desquelles dérivent toutes les autres) : le mètre, la seconde, le candela (intensité lumineuse), la mole (quantité de matière), l’ampère (intensité du courant électrique), le kelvin. Ces 3 dernières sont aussi redéfinies, car là encore, leur définition était trop imprécise. Le kelvin par exemple est la mesure de la température absolue. Il est calculé par rapport à la température à laquelle l’eau existe sous 3 états (liquide, solide et gazeux). Ce calcul n’est plus adapté pour des mesures de températures extrêmes. Le kelvin est donc désormais défini par rapport à une autre constante de physique quantique.
une précision, à plusieurs chiffres derrière la virgule !
L’heure, son poids sur la balance, la vitesse de notre voiture… La mesure est partout. Nous l’utilisons quotidiennement. Et pour les ingénieurs et scientifiques, avec des niveaux de précision de plus en plus grands. « Au CNES, explique Jean Garnier, Responsable des Moyens Techniques et Opérationnels dans le Laboratoire Intégré d’Expertise, dans le cadre de la lutte contre la contamination moléculaire, nous pesons de la matière à l’échelle du microgramme, c’est-à-dire du millionième de gramme. » Les scientifiques étudient en effet le dégazage de matière de certains matériaux, en pesant les échantillons avant et après les avoir chauffés pour voir quelle quantité de molécules ont été perdues (Et si le matériau ne perd pas trop de molécules polluantes, il pourra être utiliser dans les satellites). « Nous travaillons également avec des composants électroniques générant des courants électriques de l’ordre du nano-ampère », poursuit Jean Garnier. Un nano-ampère, c’est 0,000000001 ampère, de la haute précision ! Autre exemple : l’horloge spatiale Pharao développée par l’agence spatiale française va mesurer le temps, et particulièrement la seconde, avec une précision de 16 chiffres après la virgule. Nous n’aurons plus d’excuse pour arriver en retard !
pour des mesures universelles
Cette redéfinition des unités de base a été actée lors de la 26e Conférence générale des poids et mesures organisée du 13 au 16 novembre 2018 à Versailles. Créée en 1875, c’est elle qui prend les décisions au niveau international en ce qui concerne la métrologie, la science de la mesure. En particulier tout ce qui touche au Système International d’unités, utilisé presque partout dans le monde
