Le kilogramme et trois autres unités seront redéfinis

Le kilogramme tel qu’on le connaît ne sera plus le même à partir de l’année prochaine…

Pour le commun des mortels, la valeur exacte d’un kilogramme, au microgramme près, importe peu. Mais pour les chercheurs, ingénieurs et scientifiques de ce monde, il devient de plus en plus important de travailler avec des valeurs précises, surtout dans l’infiniment petit.

C’est pourquoi la valeur exacte du kilogramme a été redéfinie et sera officialisée lors de la 26e réunion de la Conférence générale des poids et mesures (CGPM), qui aura lieu du 13 au 16 novembre prochains à Versailles.

 

Auparavant, la valeur du kilogramme était définie par le « grand K » (photo en une), ce fameux cylindre fait de platine et d'iridium, conservé depuis 1889 au bureau international des poids et mesures (BIPM), à Sèvres (Paris).

Toutefois, comme il est impossible de calibrer toutes les balances du monde à partir de ce cylindre, des répliques étaient créées pour y parvenir. Des copies qui, évidemment, s’avéraient imparfaites.

« Si on fait une moyenne de la masse des copies, on constate qu'elle a bougé de 35 microgrammes », confie François Nez, directeur de recherche au Centre national de la recherche scientifique (CNRS) à La Presse.

À partir de mai 2019, le kilogramme sera désormais défini à partir d’une constante fondamentale, pour être mathématiquement toujours le même.

Le kilogramme sera donc défini par la constante de Planck (h), qui définit la valeur minimale d'énergie que l'on peut mesurer sur une particule. Cette constante met en relation le mètre et la seconde, qui sont toutes deux des unités à valeurs fixes. La constante de Planck, dont l’unité s’exprime en m2·kg/s, permettra ainsi de calculer un kilogramme toujours identique.

 

Trois autres unités

En plus du kilogramme, trois autres unités du système international seront redéfinies, pour être elles aussi calculées à partir d’une constante fondamentale plutôt qu’un référentiel. Il s’agit de l’ampère, du degré Kelvin et de la mole.

L’ampère, qui définit l’intensité d’un courant électrique, sera désormais déterminé grâce à la charge élémentaire du proton et à la seconde.

Le degré Kelvin est une unité de température qui est graduée comme le degré Celcius, mais dont le zéro (qui vaut approximativement -273,15 degrés Celcius) définit la température la plus froide de l’univers plutôt que le point de congélation de l’eau. Il sera désormais déterminé à partir de la constante de Boltzmann, dont les unités s’expriment avec des mètres, secondes, kilogrammes (désormais fixes !) et des degrés Kelvin.

Finalement, la mole, unité de matière qui correspond aux nombres d’atomes présents dans 12 grammes de carbone 12, sera officiellement définie par le nombre d’Avogadro (bien que plusieurs scientifiques utilisent déjà cette nouvelle mesure).

 

Le mètre avait aussi été redéfini

Ce n’est pas la première fois que la définition d’une unité du système international est redéfinie par une constante fondamentale plutôt que par un référentiel. En 1983, le mètre avait subi une transformation similaire.

À l’époque, le mètre correspondait au dix-millionième de la distance qui sépare l’équateur et le pôle Nord. Un étalon en métal servait de référentiel.

Or, à partir de 1983, la distance d’un mètre a désormais été calculée par la distance que parcourt la lumière dans le vide pour une durée de 1/299 792 458 seconde.



( Un étalon du mètre avant 1983. Source : Wikipedia/MM )