Historique du système métrique décimal

L’unification des poids et mesures Objectif économique Objectif social L’unification des poids et mesures est un objectif économique et social depuis les temps les plus anciens. Mais ce n’est que depuis le 18ème siècle que nous bénéficions d’un système unifié de mesure.

Les premiers systèmes Fondés sur la morphologie humaine. Les noms d’unités faisaient référence aux parties du corps. Le pouce, la main, le pied, le yard, le cubit. Ces unités étaient donc variables d’une ville à l’autre, d’un métier à l’autre, selon le type d’objet à mesurer. Ce manque d’unification du système de mesure était source d’erreurs et de fraudes dans les transactions commerciales et sociales, ce qui mettait un frein au commerce international et faisait obstacle aux prorès des sciences au niveau international. Avec le développement de l’industrie et des échanges commerciaux, le beson d’harmonisation des poids et mesures entre les pays s’est accru. Ce problème a été résolu au niveau législatif et scientifique par l’adoption d’un étalon de mesure (de distance ou de masse) faisant référence à un étalon fond sur la nature. Le nom « kilogramme » a été attribué à une unité de base du SI pour des raisons historiques. Louis XVI chargea un groupe de savants d'établir un nouveau système de mesure. Leurs travaux aboutirent à la création du « système métrique décimal », qui est devenu le SI tel que nous le connaissons aujourd'hui. L'idée de départ de la commission royale (qui comprenait des notables tels que Lavoisier) était de créer une unité de masse qui porterait le nom de « grave ». Par définition, cette unité serait la masse d'un litre d'eau à la température de congélation (c'est-à-dire pratiquement 1 kg). Elle serait représentée par un étalon de masse. Après la Révolution, le nouveau Gouvernement républicain reprit l'idée du système métrique, mais en y apportant des changements notables. Par exemple, comme un grand nombre de mesures de masse effectuées à cette époque concernaient des masses bien plus petites que un kilogramme, le Gouvernement décida que l'unité de masse serait le « gramme ». Cependant, un étalon d'un gramme étant aussi difficile à utiliser qu'à établir, il décida de représenter l'unité de masse par un étalon d'un kilogramme. Cet étalon serait connu sous le nom de « kilogramme des archives ». Vers 1875, l'unité de masse fut redéfinie comme « kilogramme », et fut représentée par un nouvel objet dont la masse était pratiquement identique à celle du kilogramme des archives. La décision du Gouvernement républicain eut peut-être des motivations politiques ; après tout, n'était-il pas composé des mêmes personnes qui ont condamné Lavoisier à être guillotiné... Quoi qu'il en soit, du fait de cette décision malheureuse, nous avons hérité d'une unité de base dont le nom comporte un « préfixe ».

Le mètre Définitions : 7 avril 1795 : La longueur égale à la dix-millionième partie du quart du méridien terrestre. 1960 : La longueur d’onde d’une radiation du krypton 86. 1983 : La longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299 792 458 de seconde. 7 avril 1795 : Le méridien terrestre est évalué à partir de la mesure de l’arc de méridien entre Dunkerque et Barcelone. Cette unité n’est pas définie arbitrairement, mais fondée sur la mesure de la Terre. Une fois adoptée l’unité de base de longueur, il devenait possible d’établir les autres unités de mesure telles que le mètre carré (pour les mesures de superficie) ou le mètre cube (pour les mesures de volume). Le kilogramme a été défini à l’origine comme étant la masse d’un volume d’eau (le décimètre cube) un liquide purifié, pratique et facile à utiliser. La définition du mètre fondée sur le prototype international en platine iridié, en vigueur depuis 1889, avait été remplacée lors de la 11e CGPM (1960) par une définition fondée sur la longueur d'onde d'une radiation du krypton 86, afin d'améliorer l'exactitude de la réalisation de la définition du mètre. Cette réalisation était effectuée au moyen d'un interféromètre et d'un microscope mobile en translation utilisés pour mesurer la variation des trajets optiques par comptage des franges. La 17e CGPM (1983, Résolution 1) a remplacé en 1983 cette définition par la définition actuelle : Le mètre est la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299 792 458 de seconde. Il en resulte que la vitesse de la lumière dans le vide est égale à 299 792 458 mètres par seconde exactement, c0 = 299 792 458 m/s. Le prototype international du mètre originel, qui fut approuvé par la 1re CGPM en 1889, est toujours conservé au BIPM dans les conditions fixées en 1889.

Un système décimal Un tel système de multiples des uités de base a naturellement tendance à s’étendre. Le système métrique décimal a été introduit en France par le décret relatif aux “poids et mesures” du 7 avril 1795. Ce décret a apporté un grand changement dans la vie quotidienne de tous, en permettnat de calculer aisément les mesures de superficie et de volume par exemple. La conversion d’un sous-multiple à un multiple d’une unité de longueur consiste simplement à déplacer le séparateur décimal.

Dépot le 22 juin 1799 aux Archives de la République de France Les premiers étalons Les premiers étalons prototypes du mètre et du kilogramme, auxquels seront ensuite comparées toutes les copies futures, ont été déposées le 22 juin 1799 aux Archives de la République de France, et dédiés “A tous les temps, à tous les peuples”. Ces étalons sont en platine. En 1832, Gauss oeuvra activement en faveur de l’application du système métrique associé à la seconde, définie en astronomie. La seconde, unité de temps, fut définie à l'origine comme la fraction 1/86 400 du jour solaire moyen. La définition exacte du « jour solaire moyen » était laissée aux astronomes. Dans les années 1860, ces mesures ont été developpées dans les domaines de l’électricité et du magnétisme. Dépot le 22 juin 1799 aux Archives de la République de France

Une diffusion rapide Début du 19ème siècle : adopté dans plusieurs provinces d’Italie 1816 : obligatoire aux Pays-Bas 1849 : adopté par l’Espagne Loi du 4 juillet 1837 : Obligatoire en France Après 1860, adoption par les pays d’Amérique Latine. 1866 : Adoption par les Etats-Unis d’Amérique, 1871 : Canada, Allemagne En raison de sa siplicité et de son universalité, le sustème métrique décimal s’est rapidement diffusé hors de France. Le développement des voies ferrées de l’industrie et l’importance croissant edes échanges économiques et sociaux demandaient des unités de mesure exactes et fiables. Mais les pays avaient besoin d’obtenir des copies des prototypes originaux. Le manque d’uniformité dans la réalisation des copies liita la normalisation internationale souhaitée. Pour résoudre ces difficultés, création d’un Bureau International des Poids et Mesures fondé par la convention du Mètre, le 20 mai 1875 (le 20 mai est devenu la journée de la métrologie). Ce bureau fabriqua de nouveaux prototypes internationaux du mètre et du kilogramme.

La convention du Mètre Signée le 20 mai 1875 par 17 états. Aujourd’hui, 54 états sont membres de cette convention et 32 états sont membres associés. La Conférence générale des poids et mesures (CGPM) rassemble des délégués des États membres et des États Associés à la CGPM et se réunit actuellement à Paris tous les quatre ans (la 23e réunion de la CGPM a eu lieu en novembre 2007 et la 24e réunion aura lieu en 2011). Le dernier signataire est le zimbabwe, le 14 janvier 2011.

Les unités du système international Mètre (distances) Kilogramme (masse) Seconde (temps) Ampère (courant électrique) Kelvin (température) Candela (intensité lumineuse) Mole (quantité de matière) La seconde, unité de temps, fut définie à l'origine comme la fraction 1/86 400 du jour solaire moyen. La définition exacte du « jour solaire moyen » était laissée aux astronomes. La seconde est la durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium 133.