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La Métrologie, histoire de la mesure Jean-Charles ABBE Sceau du BIPM Paris, 20 mai 1875

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1 la Métrologie, histoire de la mesure Jean-Charles ABBE Sceau du BIPM Paris, 20 mai 1875

2 Métrologie Métrologie : ensemble des techniques et savoir-faire qui permettent deffectuer des mesures et davoir une confiance suffisante dans leurs résultats. La mesure est nécessaire à toute connaissance, à toute prise de décision et à toute action : Recherche Activité commerciale Développement économique et compétitivité Information du citoyen (analyse médicale, pollution,..) La métrologie est une discipline essentielle.

3 « Mais il y a une mesure en toute chose, Et savoir la saisir à propos est la première des Sciences » Thémistocle (Athènes /-460) Les unités de mesure selon le pêcheur : Le bézefLa chiée La flopéeLa kyrielle La lichetteLe iota La ribambelle Et les multiples : la tétra chiée !

4 Quelques notions de grandeurs, à titre de repères Nombre de minutes par jour : 24 x 60 = an : x 365 = ans : x 1950 = Un milliard ! Nombre de secondes en 32 ans : 32 x 365 x 24 x 3600 = Un milliard ! / / Notations

5 Jusquau XVIIIème siècle, il nexistait aucun système de mesure unifié. En 1795, 700 unités de mesures différentes étaient utilisées, variant dune ville à lautre, dune corporation à lautre, selon la nature de lobjet mesuré. Nos anciens calculaient et mesuraient à laide de nombres simples : 1 (étalon souvent personnel), 2 (double), 3 (triple - addition de 1 et 2), 6 (addition ou PPCM des 3 premiers), 12 (double de 6 ou somme des premiers) …etc. (le système anglais a conservé cette cohérence dans le calcul) Les multiples et sous multiples, pour chaque unité étaient bâtis de façon aléatoire (voir la mesure du temps, survivance de ce système). Cette situation était propice aux fraudes, à des erreurs et nuisait au développement des Sciences.

6 Nombre de ces mesures étaient empruntées morphologie humaine à la morphologie humaine : le doigt, la palme, la coudée, le pas, la brasse, le pied, la toise (étendue du bras), le pouce. Pied Coudée Empan Palme Paume Le quine (la pige) des bâtisseurs de cathédrales 1 ligne = 2 mm (2, 247)

7 Paume34 lignes7,64 cm Palme5512,63 Empan8920 Pied14432,36 Coudée23352,36 Palme/Paume1,65 Empan/ Palme1,58 Pied/ empan1,618 Coudée/ Pied1,618 Conversion dans le système métrique Rapports entre les différentes mesures Nombre dor !

8 Le pouce (de Paris, du roi) se rapporte à lunité de longueur du pied de Charlemagne soit 0,32483 m (pointure 48) divisé en 12 pouces de 0, 0271 m soit 27,1 mm. Le pouce anglo-saxon se rapporte au yard de 0,9144 m correspondant à la distance du nez à lextrémité du doigt du roi anglais Edgar. Un yard était divisé en 3 pieds soit 0,3048 m, le pied étant divisé également en 12 pouces de 0,0254m soit 25,4 mm.

9 aptitudes humaines aux aptitudes humaines : journal, ouvrée (surface quune charrue pouvait labourer, ou quun homme pouvait travailler, ou la quantité de pré quil pouvait faucher, etc. en une journée) environ 32 ares hommée : superficie de vigne travaillée par un homme/jour galopin : (quantité de vin bue pendant un repas …) arpent: (du gaulois « arepenn », portée de flèche) de 31 à 52 ares verge : (du préceltique vège, « champ plat » ; vergée, ancienne mesure agraire qui valait 40 perches ; verger : « terrain mesuré à la verge ») surface : 1/4 darpent, soit m 2 et longueur : 3 pieds.

10 facteurs naturels à des facteurs naturels : Le picotin (ration davoine dun cheval soit 3,2 L) Laune (instaurée par un Edit Royal de François 1er), se divisant en demis, tiers, valant 3 pieds, 7 pouces, 8 lignes de Pied du Roy (environ 118,84 cm), essentiellement utilisée pour des pièces détoffe (« mesurer les autres à son aune »)piedspouceslignes

11 Létalon prototype royal de longueur, qui aurait daté de Charlemagne, était la « Toise du Châtelet », fixée à lextérieur du Grand Châtelet (détruit en 1802) : 1,95 m Remplacé, suite à un affaissement du support, par un nouvel étalon en 1668, 5 lignes (11 mm) plus court que le précédent. La nouvelle toise du Châtelet était constituée par une barre de fer, terminée par deux redans dont la distance déterminait la longueur de la toise ( entretoise ) ; il fut utilisé jusquen Pour vérifier une mesure de longueur, on lintroduisait entre les talons (létalon).

12 La Toise du Pérou devint létalon de référence déposée au cabinet de lAcadémie des Sciences au Louvre, puis conservée à lobservatoire de Paris. Cest sur cet étalon que furent ajustées en 1735 deux toises pour la mesure darcs de méridien, lune employée à léquateur (toise du Pérou – Pierre Bouguer, Louis Godin, Charles Marie de La Condamine), lautre en Laponie (Toise du Nord - Louis de Maupertuis, Alexis Clairaut, Charles Camus, Pierre Charles Le Monnier, labbé Reginald Outhier).

13 Le 16 février 1791, une commission est créée, chargée de fixer la base de lunité de mesure, composée de Borda, Concordet, Laplace, Lagrange, Monge. Trois options : la longueur du pendule simple battant la seconde à la latitude de 45° (intervention du paramètre de la durée) la longueur du quart de cercle de léquateur la longueur du quart du méridien terrestre

14 Le 26 mars 1791 naissait le mètre, nom donné par Borda, « unité qui dans sa détermination, ne renfermait rien darbitraire ni de particulier à la situation daucun peuple sur le globe » : dix millionième partie du quart du méridien terrestre. Il ne restait plus quà établir la longueur exacte du méridien … Ce fut lœuvre de deux hommes qui y travaillèrent de 1792 à 1798, de Dunkerque à Barcelone, procédant par triangulation : Pierre François MECHAIN ( ) et Jean-Baptiste Joseph Delambre ( )

15 Le système métrique décimal est institué le 18 germinal an III (7 avril 1795) : loi « relative aux poids et aux mesures » ; cétait une véritable révolution dans les calculs de surface et de volume

16 Le 22 juin 1799, les étalons prototypes du mètre (et du kilogramme) sont présentés au corps législatif et déposés aux Archives de la République dans une armoire de fer où ils sont toujours conservés, dédiés « à tous les hommes et à tous les temps ». "mètre des Archives", fabriqué en platine iridié (90 % de platine, 10 % d'iridium

17 Le grain : 53 mg., soit 0,053 g. Lonce (8 gros, soit 30,59 g.), et le gros (3 deniers soit 3,824 g.) en 8 grains. Le marc : 8 onces soit grains, soit 244,75 g Le denier ou scrupule : 24 grains, soit 1,275 g. La livre : 489,5 grammes. Elle était divisée en 2 marcs ou en 16 onces, ou en grains. La livre se divisait aussi en 4 quarterons, et le quarteron (122,4 g.) en 4 onces. A Lyon, la livre ne comprenait que 13 onces trois quart (15 pour la soie). La livre équivalait à environ 489 gr en 1789, puis 1000 gr en 1800 et 500 gr en 1812 ». Le quintal : 100 livres, soit 48,95 kg. la pile, dite de Charlemagne, étalon composée de 13 godets pesant en tout 50 marcs ou 25 livres. Les mesures de volume et de longueur navaient aucun lien entre elles.

18 Le boisseau : (dérivé de boisse, bas-latin bostia et gaulois bosta, « creux de la main »). Cétait la mesure la plus utilisée pour les grains (blé, avoine, seigle) ou pour le sel, le charbon de terre et le charbon de bois. Le boisseau de Paris : environ 16 litrons, soit 13 litres Le boisseau de Bordeaux : 78,808 litres Le boisseau de Saint-Brieuc : 33,86 litres La chopine ou sétier : (du latin sextarius, « sixième »). Elle valait 0,476 litre. La pinte : 2 chopines, soit 0,9305 litre. La foudre : 4 muids, soit litres (un foudre : tonneau pouvant contenir de 50 à 300 hectolitres)

19 par-dessus le marché L'expression désignait, dans l'ancien système de mesure des volumes de grain ou de farine, la portion que l'on rajoutait après avoir convenu du prix de la transaction. treize à la douzaine l'expression se disait lorsqu'on avait approxima- tivement rempli la mesure de 13 sétiers au lieu de 12 (à l'avantage de l'acheteur qui n'en acquittait que 12).

20 Pour lunité de masse, la commission préféra leau eu égard « à la facilité de se procurer leau et de la distiller.. ». Il fut établi que le kilogramme serait égal à la masse dun décimètre cube deau. Le système semblait donc au point mais des mésaventures allaient advenir ! ….

21 Adoptés dès le début du 19e siècle dans plusieurs provinces italiennes, le système métrique est rendu obligatoire aux Pays Bas dès 1816 et choisi en Espagne en En 1872, une commission formée de délégués de 24 gouvernements, adopta le principe de déduire la longueur du nouveau prototype à traits du mètre de celle de la règle déposée aux Archives. En 1875, lors de la conférence diplomatique du mètre, est créé le Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) qui aboutit en mai 1875 à la Convention du mètre.

22 Par un arrêté du 13 brumaire an 9 ( ), le gouvernement prescrit : «pour faciliter lapplication du système métrique, les dénominations données aux poids et mesures pourront dans les actes publics, comme dans les usages habituels, être traduites par les noms français qui suivent … : le kilogramme par la livre, le centimètre par le doigt et le litre par la pinte » Le 12 février 1812, est autorisé labandon de la division décimale et le retour aux subdivisions anciennes et jusquen 1839, les marchands ont pu utiliser : « une toise de 2 mètres, se divisant en 6 pieds ; le pied valant ainsi 1/3 du mètre, se divisant en 12 pouces, le pouce en 12 lignes. »

23 La loi du 4 juillet 1837, sous le ministère Guizot, allait mettre fin à lanarchie en fixant ladoption définitive du système métrique : « à partir du 1 janvier 1840, tous poids et mesures autres que les poids établis par les lois des 18 germinal an 3 et 19 frimaire an 8, constitutives du système métrique décimal, seront interdites sous les peines portées par lart.479 du code pénal. »

24 Le BIPM avait pour mission de développer lusage du système métrique dans le monde entier par la construction et la conservation de nouveaux prototypes du mètre et du kilogramme et de favoriser la métrologie dans tous les domaines ; cest ainsi que ses attributions se sont étendues aux unités électriques (1937), photométriques (1937) et aux étalons de mesure des rayonnements ionisants (1960).

25 Le système métrique International (SI), successeur du système métrique, est officiellement né en Ce système permet de rapporter toutes les unités de mesure à un petit nombre détalons fondamentaux, et daméliorer sans cesse leur définition, avec le support des laboratoires nationaux. Au fur et à mesure des progrès dans la précision des mesures, les définitions des étalons ont évolué. Le mètre des Archives devint létalon, remplacé par le prototype international du mètre à partir de 1889, déposé au Pavillon de Breteuil.

26 Le 14 août 1960, le mètre est redéfini comme étant égal à ,73 longueurs donde, dans le vide, dune radiation orangée de latome de krypton 86. En 1983, le mètre est redéfini en fonction de la vitesse de la lumière : « longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant 1/ de seconde ». La réalisation du mètre peut atteindre ainsi une exactitude relative de ou Les conceptions initiales des fondateurs du système métrique ont été respectées : le mètre étalon est naturel, invariable, reproductible en tous temps et tous lieux et ne renferme rien de particulier à aucun peuple.

27 Multiples et sous multiples La logique des créateurs du système métrique était simple : des préfixes grecs pour les multiples, latins pour les sous multiples. Ainsi à déci, centi, milli font pendant déca (deka), hecto (hekaton) et kilo (khilioi). En toute rigueur, on aurait dû retenir hecato et chilio … On avait créé myria, du grec murioi (10 000), qui a disparu.. Sauf dans myriade ou myriapodes (mille-pattes). Les choses se sont gâtées pour les autres multiples ! Pour millionième, on a créé micro, du grec micros –petit- plutôt que de retenir une origine latine. Par contre, méga est bien formé à partir du grec megas –grand- (mégalomanie, mégalithes).

28 Pour les puissances 9 et 12, on a réussi à trouver dautres racines grecques : le géant gigas a donné giga et le monstre teras, téra. Notant que téra (10 12 ie 10 4x3 ) était, à une consonne près identique à tétra tiré du grec tetras (quatre), on a généralisé la méthode, retenant péta (en place de penta) pour (10 5x3 ) et exa, en place de hexa, pour (10 6x3 ). Pour le milliardième (10 -9 ), nano, du latin nanus, le nain, a été retenu. Nouvelles entorses à la règle pour le millième de milliardième ( ), avec pico, dérivé de litalien piccolo, petit. Puis femto ( ), et atto ( ), dérivés du.. danois femten (quinze) et atten (dix-huit).

29 MESURE DU TEMPS La mesure du temps, la succession des jours et des nuits avec le soleil, des mois avec le cycle de la lune (29,53 jours), des années avec le cycle des saisons et des variations zénithales du Soleil a toujours constitué une préoccupation majeure pour lhomme : le temps qui passe...

30 Le découpage du jour en parties est très ancien, puisqu'on pense qu'avec l'écriture et la numération sexagésimale, il remonterait aux Sumériens soit vers le 3 è millénaire avant Jésus Christ, et déjà les Mésopotamiens partageaient le jour en 12 intervalles de deux heures. (origine probable de la numération duodécimale, encore très utilisée dans les différentes mesures, jusqu'à l'avènement du Système Métrique et dont il reste encore des traces dans notre vie courante : douzaine d'oeufs, dhuitres, etc...)

31 Chez les Romains, l'heure était la douzième partie de la journée entre le lever et le coucher du Soleil. Elle variait donc au gré des saisons. On en trouve encore trace au XVIIIème siècle, et des cadrans et des mécanismes d'horloges furent même construits pour y répondre. Au fil du temps, ont été établis des calendriers.

32 10 mois commençant à léquinoxe vernal (environ du 1 er Mars), pour un total de 304 (ou 305) jours. Les jours restants auraient été ajoutés Il restait alors environ 55 jours par an hors du calendrier, ajoutés irrégulièrement, à la fin de l'année (entre décembre et mars), pour réajuster le calendrier sur les lunaisons : on s'arrêtait simplement de compter les jours durant l'hiver en attendant les calendes de mars marquant la première lune du printemps. Chaque mois était initialement divisé en 3 décades (decadi) de 10 jours Calendrier de Romulus Calendrier de Romulus (753/ 715 A.C.)

33 I - Martius, (mars) : 31 jours, nommé ainsi en l'honneur du dieu romain Mars, II - Aprilis (avril) : 30 jours, dédiés à la déesse grecque Aphrodite, et désignant louverture de l'année, III - Maius (mai) : 31 jours, en l'honneur des sénateurs romains ou maiores, IV - Iunius (juin) : 30 jours, en l'honneur de la déesse romaine Junon, V - Quintilis (Juillet) : 31 jours, VI - Sextilis (aout) : 30 jours, VII - September (septembre) : 30 jours, VIII - October (octobre) : 31 jours, IX - November (novembre) : 30 jours, X - December (décembre) : 30 jours.

34 Les calendes : premier jour du mois. Viendrait de Calare, proclamer ; c'est ce jour là que les dates importantes étaient annoncées. Le calendarium était un régistre de comptes, à lorigine de notre calendrier « Renvoyer aux calendes grecs ». Les calendes grecs nexistant pas, lexpression sapparente à la semaine des 4 jeudis, la St Glinglin, … Les Ides : du mot étrusque iduare, diviser, marquent le milieu du mois : le 15 pour Martius, Maius, Julius et October. Le 17 pour les autres mois. N'oublions pas l'aversion des Romains pour les jours pairs. Les Nones : neuvième jour avant les ides. Le premier jour du décompte étant inclus, elles arrivaient donc soit le 5 soit le 7 selon que les ides étaient au 13 ou 17.

35 En 700 av.JC, Numa Pompilius (-715 – 673) décrète lajout des mois de février (dieu Februa) et janvier (dieu Janus), faisant passer lannée à 354 ou 355 jours (mois de 29/30 jours et ajout dun « mens intercalaris » de 29 jours tous les 4 ans. Le calendrier romain républicain (450 av J.C.), inverse les mois de février et janvier ; 10 mois, 304 jours. Les jours restant étaient ajoutés à la fin de lannée. Il commençait début Mars. et le mois intercalaire de 27 jours, tous les deux ans, est repoussé à la fin de lannée. Il commençait début Mars. La semaine commerçante est de 8 jours. calendrier julien Cest Jules César qui mit fin à ce calendrier en 45 av JC en instaurant le calendrier julien.

36 Le calendrier julien Pour mettre de l'ordre, Jules César (100 av.J.C av.J.C.) commença par ajouter 90 jours à l'année 46 avant J.C. (qui compta donc 445 jours et fut appelée l'année de la confusion) et instaura le cycle actuel de 4 ans avec trois années de 365 jours et une année de 366 jours. Le jour supplémentaire, obtenu en doublant le 24 février, sixième jour avant les calendes de mars, fut appelé ante diem bis-sextum kalendas Martias, d'où notre bissextile.

37 Sous Auguste, le Sénat voulant honorer son Empereur donna son nom à sextilis qui devint augustus (Août) En 44 av. J.-C., sur proposition d'Antoine, quintilis devint julius en hommage à Jules César.

38 En 312, l'Empereur Constantin, devenu chrétien introduit la religion dans le calendrier julien : Introduction du dimanche comme jour férié dans la semaine de 7 jours par un édit de 321. Reconnaissance officielle des fêtes chrétiennes à date fixe. Reconnaissance officielle de la fête de Pâques comme fête mobile lors du Concile de Nicée en 325. Pâques sera "en tout lieu célébrée le même jour". Le concile de Nicée ne précise pas le jour …

39 Les Romains nommaient chaque année du nom des consuls en exercice, puis en années de règne des empereurs. Ils comptaient également les années à partir de la date mythique de la fondation de Rome : ab urbe condita (A.U.C.). En 532, le moine Denis le Petit fixa arbitrairement la naissance du Christ au 25 décembre 753 A.U.C. et l'an 1 de l'ère chrétienne équivaut donc à l'an 754 A.U.C. (Il n'existe pas d'année 0) correspond donc à l'année 2750 A.U.C.

40 Le calendrier grégorien En 1582, le pape Grégoire XIII supprima 3 années bissextiles sur 100 pour effacer la différence de 11 minutes 14 secondes qui subsistait entre l'année julienne et l'année solaire. Le décalage entre le calendrier julien et notre calendrier (dit grégorien) est actuellement de 13 jours (le 13 mars 1900 était exactement le 29 février julien).

41 Calendrier républicain Proclamation République Convention : calendrier An II Année 12 mois de 30 jours + 5 ou 6 « jours complémentaires », « sans culottides » Mois Vendémiaire, brumaire, frimaire, nivôse, pluviôse, ventôse,germinal, floréal, prairial, messidor, thermidor, fructidor Semaine décade : primidi duodi, tridi, quartidi, quintidi, sextidi, septidi, octidi, nonidi, decadi. Remplacement des prénoms : Victor Melon, Prosper Cornichon, Frédéric Champignon

42 Le dimanche réapparaît sous le Consulat, dès 1802, comme jour de repos et seul jour possible de publication des mariages (11 nivôse an XIV) : retour au calendrier grégorien

43 - Le calendrier musulman (lunaire) compte 12 mois de 29 ou 30 jours - Le 1er mois musulman est Mouharran - Le calendrier musulman a commencé le 1er Mouharram de l'an 1 (16 juillet 622 de l'ère chrétienne), c'est-à-dire, lorsque Mohamad a quitté La Mecque pour Médine (Hégire). Ce calendrier a été adopté dix ans après sa migration. On dit donc, par exemple, le 1er Ramadan 1421 de l'Hégire (ère musulmane). - Ramadan est un nom de mois musulman - le mois de Ramadan avance chaque année de 11 jours par rapport au calendrier occidental (grégorien). Hégire vient du mot arabe signifiant à peu près : départ, éxode, migration... Calendrier musulman

44 Le calendrier juif : calendrier luni-solaire Le mois calculé d'après les phases de la lune commence à la néoménie (nouvelle lune) et contient alternativement 29 ou 30 jours Nisan (Mars, avril) est le premier mois de l'ancien calendrier religieux, Tichri (septembre, octobre) le premier mois du nouveau calendrier civil. Comme douze lunaisons correspondent à 354 jours et que l'année solaire comporte 365 jours, il est nécessaire d'ajouter un mois tous les trois ans approximativement. D'où l'utilisation du cycle lunaire (19 ans solaires = 235 lunaisons) : un mois intercalaire de 29 jours est ajouté aux années 3,6,8,11,14,17 et 19 du cycle. A l'époque du Christ, le Sanhédrin décidait de l'ajout du mois intercalaire, en se basant sur l'observation de la situation agricole plutôt que sur le calcul astronomique.

45 La semaine comporte sept jours, chez les Juifs comme chez les chrétiens. Ils sont numérotés à partir du dimanche qui porte le numéro 1, le 6ème jour étant la parascève (Jn 19,14), préparation du sabbat et le 7ème le jour de repos, le sabbat. Le jour commence au coucher du soleil et s'achève le lendemain au coucher du soleil. Cette méthode s'applique au sabbat et aux jours de fête. Au 4ème siècle après JC fut définie l'ère de la création appelée aussi ère des Juifs ou Anna Mundi (en abrégé A.M.) qui débute en 3761 avant JC. La détermination de Roch ha-channah est fondamentale mais pose des problèmes particuliers. Pour éviter des conflits d'observation entre le sabbat et Yom Kippour tombant un vendredi ou un dimanche ou bien avec Hochana Rabba tombant un samedi, les rabbins décidèrent que le nouvel an ne peut commencer un dimanche, un mercredi ou un vendredi. Aussi 1 Tichri peut être décalé d'un ou de plusieurs jours. Pessah, Pâque est célébrée au mois de Nisan (1 er mois de lannée religieuse et 7 ème mois de lannée civile). Les grandes fêtes juives sont au mois de Tichri (sept, oct) – 7 ème mois année religieuse, 1 er mois année civile - : Roch hachanah, Yom Kipour, Soukkot

46 Année embolismique : année comportant treize mois dont le mois intercalaire Veadar ( sept fois dans le cycle) Année régulière : année comportant douze mois (douze fois dans le cycle) Abondante355 j Abondante embolismique385 j Régulière354 j Régulière embolismique384 j Défective353 j Défectueuse embolismique383 j

47 La mesure du temps, une lente évolution des techniques HORLOGE À EAU OU CLEPSYDRE, du grec klepsydria, voleur deau, car elle servait à limiter le temps de parole des avocats lors des procès. Son invention remonterait aux Égyptiens au XVI ième siècle av J.C.

48 Horloge à eau appartenant à Amenhotep III. En albâtre, elle se composait de douze colonnes gravées de onze faux trous. Ceux-ci correspondaient aux heures nocturnes. L'eau s'écoulait à travers un petit trou situé au fond du récipient. A l'extérieur, ce trou aboutissait à un babouin en position assise. Pour connaître l'heure, il suffisait de regarder dans le récipient afin d'observer le niveau de l'eau et de lire l'heure correspondant au faux trou le plus proche. Lextérieur est décoré de figurines et de textes représentant certaines planètes et constellations et dressant une liste des esprits protecteurs pour chacun des dix jours de la semaine de l'Egypte ancienne.

49 Le GNOMON (du grec connaître), ancêtre du cadran solaire, est constitué dun bâton planté verticalement : la longueur de lombre permet de repérer lheure. Le CADRAN SOLAIRE : Elle va et vient, accompagnant ta route, l'ombre que tu redoutes. Nous ne sommes, nous autres hommes, qu'une ombre fugace qui ne reviendra pas. La direction de lombre du « style »indique lheure solaire. Le plus ancien connu remonte aux égyptiens, ans Av J.C. Le cadran étant divisé en 12 heures du lever au coucher du soleil ; la durée du jour variant selon les saisons, la durée des heures varie également collège de Noyers sur Serein (Yonne)

50 Le SABLIER, peu cher, dont la fabrication a été rendue possible par les progrès de la verrerie permettant de constituer une enceinte étanche nécessaire pour maintenir le sable au sec. Largement utilisé au XIV è siècle, notamment sur les navires pour définir le service de bord de quatre heures, le quart. Cest au XIV è siècle que les arabes ont lidée dincliner la tige du cadran selon la latitude, donnant naissance à un instrument fiable de détermination de lheure locale. Également « verre à sermon » : « mes bien chers frères, nous allons prendre un autre verre »

51 La BOUGIE La LAMPE A HUILE Labaissement du niveau dhuile indique le temps écoulé. Technique inventée vers 870 par un roi anglo- saxon, Alfred le Grand, consistait à mesurer la vitesse à laquelle une flamme pouvait brûler une bougie, une corde à nœuds, un bâton ou n'importe quel objet combustible. Pour le bon roi Alfred, il s'agissait d'une simple bougie graduée et conçue pour durer quatre heures.

52 Les Horloges mécaniques basées sur le mouvement discontinu de roues dentées mises en mouvement par des poids ; afin de régulariser le mouvement, un balancier, ou pendule, bloque régulièrement pendant un court laps de temps, le poids. En 1370 apparaît lhorloge à foliot (pièce permettant de réguler lénergie fournie par un poids à une roue). Les premières horloges ne montrent pas lheure ; elles sonnent. Leur utilisation est essentiellement répandue dans les monastères afin de fixer les heures de prière des moines, de matines jusquaux vêpres et complies. Au XIVe, apparaissent les horloges sur les clochers et les beffrois des villes.

53 La véritable révolution dans lhorlogerie date de 1657 avec linvention de la première horloge à pendule, basée sur des travaux dun physicien, mathématicien hollandais (Christian Huygens), lui-même inspiré des travaux de Galilée sur les propriétés du pendule. Linvention du spiral réglant, sorte de ressort, allait donner naissance à la première montre en Lutilisation du cadran avec indication des heures et minutes date de la fin du XVII e. Aujourdhui la montre à quartz atteint des précisions et une fiabilité remarquables et nous sommes tous à la même heure …

54 En 1883, une conférence à Rome retient le méridien de Greenwich comme méridien origine (recouvre essentiellement la mer) La loi du 14 mars 1891 fixe lheure légale en France, celle du temps moyen à Paris. Au niveau international, la loi du 9 mars 1911 instaure le temps universel, TU. Suivra le temps atomique international, TAI, obligatoire pour les mesures scientifiques de précision, défini à partir de la durée doscillation dun atome de Cesium. Cest le Bureau Internationale de lHeure à Paris qui donne lheure TAI à partir des 230 meilleurs horloges atomiques dans le monde. En 1958, on a fait coïncider le TAI et le TU et créé le temps Universel Coordonné.

55 Sylviculture : stère, corde, solive Stère (stereos, solide) apparaît dans la loi du 18 germinal an III (7 avril 1795), en même temps que le décistère. Sapplique au bois de chauffage et représente le volume occupé par des bûches de 1 m de long et constituant un cube de 1 m darrête. En découpant ces bûches en 2 (50 cm), 3 (33 cm) ou 4 (25 cm), lencombrement diminue … Des coefficients de conversion sont appliqués pour traduire ces volumes en stère Longueur bûches (m) Coeff 11 0,51,25 0,331,43 0,251,67

56 Existence confirmée par la loi du 13 Brumaire an IX (4 novembre 1800) mais remplace le décistère par la solive. Corde : 4 stères Un décret du 5 janvier 1966 assigne le stère à la catégorie des unités légales hors système. Depuis 96, il appartient à la catégorie des unités non autorisées (décision du Comité International).

57 Marine : nœud, tonneau le nœud : vitesse d'un navire parcourant 1 mille marin (1 852 m) en 1 h. A l'origine, le nœud était une distance de 15,435 m (soit 1/120 de mille), marquée par des nœuds fixés tous les 47 pieds 1/2 sur la ligne de loch (triangle en bois attaché à une longue corde). Pour mesurer la vitesse d'un navire, on jetait le loch à l'eau pendant 30 s (mesurées par un sablier spécial appelé ampoulette) et l'on comptait le nombre de nœuds déroulés. Tonneau : 100 pieds 3 soit 2,83 m 3

58 Lanémomètre de Robert HOOKE Lanémomètre sert à mesurer la vitesse du vent.

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60 Carat et … carat. Carat, Ct, C, karat, Karat, K La première unité qui a été utilisée pour en mesurer le poids était la graine de caroube provenant du caroubier, et tenait léquivalent de 1,OO carat de diamant. unité de masse Aujourdhui, le carat est une unité de masse de 0.20 gramme, divisé en 100 points. Ainsi, une pierre de 75 points pèse (0.20 / 100) x 75 = 0.15 gramme soit 3/4 de carat. Les premiers diamants ont été découverts en Inde vers 500 (avant Jésus-Christ).

61 Lor pur, très malléable, nest utilisé que pour les placages. En bijouterie, on est obligé de le transformer en alliage (avec largent, par exemple), pour le rendre plus dur, moins malléable et donc moins fragile. Un objet en or de 10 carats signifie quil y a 10 parts dor pur sur 24 soit 42 % dor pur pour 58 % dun autre métal. Depuis 1995, on utilise lunité millième, qui est le pourcentage dor pur rapporté à Par exemple, un bijou à 18 carats possède 75% dor pur soit 750 millièmes. or Pour lor, la mesure est différente. Lor pur est de lor à 24 carats Lor pur est de lor à 24 carats, car à lépoque, pour fondre un alliage, on divisait lor en 24 parties.

62 lingot Le lingot est constitué dor fin (995/1000) et il pèse entre 995 et 1005 gr. Il doit comporter le n° denregistrement de lessayeur le cachet du fondeur le poinçon de lessayeur barre La barre dor est un lingot de 12 kg

63 Santorio Santorio ( ) Ce médecin, professeur de médecine théorique à Padoue, qui désirait suivre lévolution de la fièvre chez ses malades, eut, le premier, lidée de transformer lappareil de Héron dAlexandrie (100 b.c.) de manière à pouvoir mesurer le degré de chaleur. Les TEMPERATURES Linstrument est un thermomètre à air. Un changement de température de lair qui surmonte leau en fait varier le volume, celle-ci se déplace dans le tube, en colonne. Le malade introduisait la petite boule de verre dans sa bouche ou la tenait dans le creux de la main, puis Santorio notait le déplacement de la colonne deau. Ce dernier signala son instrument dans une publication de 1612 et le décrivit en 1630.

64 Entre-temps, il lavait doté dune graduation décimale qui comprenait deux repères, les premiers points fixes considérés, obtenus lun en refroidissant la petite boule par de la neige, lautre en la chauffant à la flamme dune bougie. Plusieurs biographes de Galilée lui ont complaisamment attribué linvention de Santorio, de trois ans son aîné. lintroduction de la mesure dans létude du chaud et du froid La réalisation de Santorio marquait lintroduction de la mesure dans létude du chaud et du froid. thermomètre Le mot « thermomètre » apparaît pour la première fois dans un ouvrage publié, en 1624, par le jésuite lorrain Jean Leurechon ( ), Récréation mathématique, dans lequel est représenté linstrument de Santorio : « thermomètre, ou instrument pour mesurer les degrés de chaleur ou de froidure qui sont en lair ».

65 Thermomètre de Evangelista Torricelli (1644) Le premier thermomètre véritable a été inventé à Florence en 1654 par le grand duc de Toscane. L'appareil, à alcool, portait 50 graduations. En hiver, il descendait jusqu'à 7 degrés et montait, en été, jusqu' à 40 degrés ; dans la glace fondante, il marquait 13,5°. Le professeur napolitain Sebastiano Bartolo est le premier à avoir propos é, dans un livre posthume publi é en 1679 (Thermologia Aragonia, sive Historia naturalis thermarum), l'utilisation de la neige et de l'eau bouillante.

66 Le constructeur Joachim d'Alencé, dans un traité paru à Amsterdam en 1688, proposa deux paires de points fixes, soit le point de congélation de l'eau et le point de fusion du beurre, soit la température d'un mélange de glace et de sel et celle d'une cave profonde, dont les mesures avaient révélé la constance Puis en 1702, l'astronome danois Ole Roemer ( ) fabrique un thermomètre à alcool marquant l'eau bouillante à 60° et la glace pilée à 7,5°.

67 En 1717, le savant allemand Fahrenheit ( ) remplace l'alcool par du mercure. Il fixa à 32° la température de la glace fondante et à 96° la température normale du sang. Il donne au thermomètre sa forme définitive. Les TEMPERATURES Le Guide Bleu: c = (f – 32) x 5 / 9 Le petit Futé : c= (f-30)/2 + 1 au lieu de c= (f-32)/1,8. Le guide du Routard: c=(f-26)/2. Seule la première expression donne une conversion exacte.

68 Réaumur En 1730, Réaumur, physicien et naturaliste français, construisit le thermomètre à alcool pour lequel il utilisait l'échelle Celsius Celsius, physicien suédois ( ) construisit en 1742 un thermomètre à mercure qui marquait 100° au point de congélation de l'eau et 0° au point d'ébullition de l'eau... oui oui !... Mais en 1745, Linné ( ) inversa l'échelle des températures et présenta à l'Académie suédoise un thermomètre à mercure qui marquait 0° pour la glace fondante et 100° pour l'eau bouillante.

69 Ces deux références avaient été proposées antérieurement par Jean-Pierre Christin, en 1743, à la Société Royale de Lyon. degré thermométrique serait la centième partie de la distance entre le terme de la glace et celui de l'eau bouillante En 1794, la Convention a décidé que le "degré thermométrique serait la centième partie de la distance entre le terme de la glace et celui de l'eau bouillante". degré Celsius En octobre 1948, le nom de degré Celsius a été choisi par la IX ème Conférence Internationale des Poids et Mesures. l'échelle absolue Enfin, il existe l'échelle absolue, utilisée par les scientifiques dont l'unité est le Kelvin ou K (lord Kelvin, ) : glace fondante 273,15°C, ébullition 373,15°C. Un degré K correspond à un degré Celsius, mais le zéro absolu est -273° Celsius, limite approchée de très près aujourd'hui.

70 Conclusions De l'infiniment petit (physique atomique) à l'infiniment grand (mondes galactiques), la précision des mesures temporelles na pas cessé de saméliorer. Comment ne pas sinterroger sur la relativité du temps : qu'est-ce qu'une seconde avec une incertitude de , sachant que : - un simple petit milliard de secondes c'est presque 32 années d'une vie humaine ; - le premier fossile - enfin, le plus ancien découvert, une bactérie - aurait 3,5 milliards d'années ; - l'apparition de la vie sur notre Terre (acides aminés) remonterait à 4 milliards d'années ; - notre système solaire, avec notre petite Terre, aurait 4,5 milliards d'années ; - l'age de l'Univers serait, depuis le Big-Bang de 15 milliards d'années et les scientifiques travaillent pour prédire ce qui a pu se passer dans les quelques fractions de seconde qui ont suivi l'instant "zéro"...


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