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Préface … J-C. Courtier, Grandeurs et unités, AFNOR 1995. Nous déplorons tous, ou peut être devrions nous tous déplorer le mauvais usage de la langue.

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2 Préface … J-C. Courtier, Grandeurs et unités, AFNOR Nous déplorons tous, ou peut être devrions nous tous déplorer le mauvais usage de la langue française. Que dire alors du domaine des unités de mesure où règne encore la plus grande fantaisie dans leur usage quotidien : un «kilo de pommes de terre («kilo» est un préfixe, il faut dire kilogramme), une vitesse de cinquante kilomètres heure (une vitesse ne peut s'exprimer qu'en distance parcourue par unité de temps, donc en kilomètres par heure ou, en unité SI, en mètres par seconde). Ne parlons pas des majuscules employées à tort et à travers, ni des symboles de la plus haute fantaisie telle cette indication relevée pour le volume de flacons de cosmétique d'une marque fort répandue, en «cc/ml».

3 S'il est vrai que, pour la langue, des incorrections orthographiques ou grammaticales entraînent rarement des erreurs ou des confusions susceptibles d'altérer le sens d'un mot, il n'en est pas de même pour les unités : suivant qu'elle est écrite en minuscule ou en majuscule, la lettre «s» voudra dire, en tant que symbole, «seconde» ou «siemens», la lettre «k», «kilo» ou «kelvin»... Que dire du domaine des symboles de grandeurs, pour lesquels tout élève, tout étudiant s'est toujours demandé pourquoi les professeurs ne s'accordaient point entre eux sur un même système...

4 le laboratoire national de métrologie et d'essais (LNE) création, développement et utilisation d'étalons de mesure le Bureau International des Poids et Mesures unification mondiale des mesures physiques, adaptation au Système International d'unités Qui fait quoi?

5 l'Association Française de NORmalisation coordination des travaux de normalisation en France représentant auprès des instituts de normalisation européens et internationaux (ISO)

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7 ,45 3-2, ,45 * ,45 × ,45 × ,45 × · juste ! 22ème CGPM résolution 10 faux juste

8 pour le signe de la multiplication: Le point multiplicatif ne peut être utilisé qu'entre: - deux lettres - un nombre et une puissance de 10 Il s'agit d'un point "à mi-hauteur": ex.: 2,45 × 3 · 10 3 Entre un nombre et une puissance de 10, le signe de la multiplication ou un point multiplicatif est obligatoire.

9 9-l'Ampère est l'unité de l'intensité électrique. 10-la pression est de deux pascals. faux juste pour les noms d'unités : Les noms d'unités sont des noms communs: ils ne prennent jamais de majuscule et varient au pluriel.

10 11-mkgs -3 K m kg s -3 K m. kg. s -3. K m · kg / s 3 / K 15-m · kg / (s 3 · K) faux juste faux

11 pour les symboles d'unités : Dans le cas d'un produit de deux unités, on utilise le point de multiplication entre les symboles (point situé à mi-hauteur). Ce point peut être supprimé si aucune confusion n'en résulte. ex. N m (newton mètre) mais m·N pour éviter la confusion avec mN (millinewton)

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13 UNITES SI 7 UNITES FONDAMENTALES grandeurnomsymbole Longueurmètrem Massekilogrammekg Tempssecondes IntensitéampèreA TempératurekelvinK Quantité de matièremolemol Intensité lumineusecandelacd multiples et sous-multiples

14 UNITES DERIVEES Avec nom spécifique: V, J, N, W, Pa Composées: m 2, m/s, m 3 /kg Sans dimension: rad, sr multiples et sous-multiples

15 Multiples et sous-multiples: utilisation de préfixes

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18 UNITES EN DEHORS DU SI - la minute - l'heure - le jour - le degré, la minute et la seconde d'angle - le litre - la tonne - le neper - le bel 1- En usage avec le SI min h d °, ', '' l ou L t Np B

19 mille marin, nœud, are, hectare, bar, angström, barn 2- dont la valeur n'est pas connue exactement: - l'électronvolteV - l'unité de masse atomiqueu - l'unité astronomiqueua 3- répondant à des usages spécifiques:

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21 Sur proposition de Talleyrand, lAssemblée constituante adopte un projet dunification des unités de mesure Une commission (Condorcet, Lagrange, Laplace, Lavoisier, Monge,…) décide que le mètre sera la dix- millionième partie du quart du méridien terrestre Loi du 18 Germinal an III: le système métrique décimal est institué Delambre et Méchain déduisent de la mesure de larc de méridien compris entre Dunkerque et Barcelone la longueur du quart du méridien de Paris la loi fixe la longueur du mètre. 1799

22 La loi rend le système métrique décimal obligatoire en France à partir du 1 er janvier Une commission internationale du mètre est réunie à Paris Kelvin, Maxwell et Siemens proposent le système CGS ("système des physiciens") 1873 Création de la Conférence Générale des Poids et Mesures et du Bureau International des Poids et Mesures. siège au pavillon de Breteuil, Sèvres ère CGPM: distribution de copies des prototypes internationaux aux états membres de la "convention du mètre". 1889

23 Système légal français: système MTS Définition de la candela Adoption de 6 unités de base Adoption du Système International d'unités Nouvelle définition du mètre Nouvelle définition de la seconde et du kelvin Définition de la mole, 7 ème unité de base du S.I Nouvelle définition de la candela Nouvelle définition du mètre. 1983

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25 UNITE DE TEMPS La seconde est la durée de périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium 133. étalon : horloges atomiques : le temps "TAI" diffusion à l'échelle nationale du temps par: - GPS à 10 ns près - France Inter à 1 ms près - horloge parlante à 50 ms près

26 Schéma de principe d'une horloge atomique à jet de césium

27 UNITE DE LONGUEUR Le mètre: 1793dix millionième partie du quart du méridien terrestre 1889étalon en platine iridié déposé au BIPM 1960longueur d'onde de la raie orangée du krypton 1983longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1 / seconde valeur parfaitement fixée pour la vitesse de la lumière dans le vide unités non SI: année de lumière unité astronomique

28 UNITE DE MASSE Le kilogramme: masse du prototype déposé au BIPM depuis 1889 (cylindre en platine iridié de 39 mm de hauteur et de 39 mm de diamètre). unité non SI: unité de masse atomique: 1/12 de la masse au repos d'un atome du nucléide 12 C dans l'état fondamental: 1u = 1, × kg N.B. : projet de la balance du watt but: raccorder l'unité de masse à une constante fondamentale, la constante de Planck, en comparant une puissance d'origine mécanique à une puissance d'origine électromagnétique.

29 A propos de pression unité SI: le pascal 1 Pa = 1 N / m 2 = 1 m -1 kg s -2 unités usuelles: le bar1 bar = 10 5 Pa l'atmosphère (normale) 1 atm = Pa le millimètre de mercure ou torr 760 mm Hg = 760 Torr = 1 atm

30 UNITE D'INTENSITE DE COURANT ELECTRIQUE L'ampère: Deux conducteurs parallèles rectilignes placés dans le vide à 1 m l'un de l'autre, parcourus par un courant de 1 ampère, subissent une force de 2 × newton par mètre de longueur. 0 = 4 × N/A 2

31 UNITE DE TEMPERATURE Le kelvin: fraction 1 / 273,16 de la température thermodynamique du point triple de l'eau température du point triple: 273,16 K unité usuelle: le degré Celsius t (°C) = T (K) – 273,15 échelle internationale de température (1990): points fixes correspondant à des transitions de phase de corps purs

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34 UNITE DE QUANTITE DE MATIERE La mole est la quantité de matière d'un système contenant autant d'entités élémentaires qu'il y a d'atomes dans 0,012 kg de carbone 12. Lorsqu'on emploie la mole, les entités élémentaires doivent être spécifiées et peuvent être des atomes, des molécules, des ions, des électrons, d'autres particules ou des groupements spécifiés de telles particules.

35 UNITE D'INTENSITE LUMINEUSE La candela est l'intensité lumineuse, dans une direction donnée, d'une source qui émet un rayonnement monochromatique de fréquence 540 × Hz et dont l'intensité énergétique dans cette direction est de 1 / 683 watt par stéradian.

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37 exemple: soit la mesure 0,2 mA: 1 chiffre significatif le résultat est compris entre 0,15 mA et 0,25 mA

38 Règles permettant la détermination du nombre de chiffres significatifs

39 Exemple: Résultat de l'addition des trois mesures 5, ,013 1,6268 7,242

40 multiplications: le résultat d'un ensemble de multiplications ou de divisions de nombres provenant de mesures doit être arrondi de telle façon qu'il ne possède pas plus de chiffres significatifs que le facteur qui en comporte le moins. règles simplifiées le résultat d'une suite d'additions ou de soustractions provenant de mesures doit être arrondi de telle façon qu'il ne possède pas plus de décimales que le terme qui en comporte le moins. additions:

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42 Grandeurs et unités, AFNOR Grandeurs et unités, ISO Etalons et unités de mesure, Bureau National de Métrologie Guide des unités de mesure, J. Libois, De Boeck Université Unités et grandeurs, B. Dupont et J.P. Trotignon, Nathan Un prototype pour mesurer les longueurs: le mètre de 1889, C. Paquot, BUP n° 850, 2003.


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