Physique : Le kilogramme a changé de définition ce lundi

La balance d eRoberval servant à peser la masse

 

Une nouvelle définition du kilogramme est entrée en vigueur ce lundi 20 mai à l’occasion de la Journée mondiale de la météorologie. Cette unité de mesure ne dépendra donc plus d’un étalon physique, mais d’une formule mathématique.

Le kilogramme bientôt désuet

Décidée lors de la 26e Conférence générale des poids et mesures, du 13 au 16 novembre 2018, la nouvelle définition du kilogramme est entrée en vigueur ce lundi 20 mai, à l’occasion de la Journée mondiale de la météorologie. Le kilomètre sera remplacé par une unité immuable appelée Planck, du nom du physicien allemand Max Planck, qui en fixa les règles.

Le kilogramme, l’unité légale de la masse, rentrera alors dans le rang des sept unités qui ne dépendent pas d’un objet matériel avec le mètre pour la longueur, la seconde pour le temps et la durée, l’ampère pour l’intensité du courant électrique, entre autres. En effet, depuis 1883, le kilogramme est défini par un objet matériel, le « grand K », conservé dans un coffre-fort, sous trois cloches de verres, dans un sous-sol du Bureau international des poids et mesures (BIPM) installé dans le parc de Saint-Cloud, au sud-ouest de Paris. Seuls trois hommes possèdent la clé de ce coffre-fort et doivent être tous trois réunis pour l’ouvrir.

Le « grand K », objet matériel qui fixe la valeur du kilogramme, est un cylindre de la taille d’une balle de golf. Il est constitué de platine et d’iridium, un alliage ultra-dense qui résiste au temps.

Le Planck, une loi de la nature que l’on sait immuable

De temps à autre les météorologues déterrent le « grand K » pour vérifier sa constance au niveau du système de mesures en comparaison aux prototypes nationaux. Il a été ainsi exhumé à trois reprises à ce jour (1889, 1948 et en 1989) et la surprise ne fut pas belle. En effet, les météorologues ont découvert les prototypes nationaux ont en moyenne grossi de 50 microgrammes par rapport à l’étalon, ce qui est problématique pour une mesure de référence. Il est alors né le besoin de fixer le kilogramme dans une valeur temporellement fixe. Les météorologues ont donc fait le choix du Planck, une loi de la nature que l’on sait immuable quoi que l’homme fasse.

La constante du Planck repose sur deux méthodes de calcul à savoir la balance de Watt, utilisée par les Français, les Américains et les Canadiens, et le projet Avogadro, l’option choisie par les Italiens et les Allemands. La première méthode est un appareil qui permet de convertir une masse physique en puissance électrique et vice-versa ; la seconde consiste à compter le nombre d’atomes d’une sphère de silicium considérée comme la plus ronde au monde.

 

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