Ce 20 mai 2019, le kilogramme, l’unité qui permet de mesurer la masse, a changé de référence de peur que cette dernière ne change… de masse. Pour être plus précis, c’est sa mesure qui change. Cela s’est déjà produit, la définition des unités est souvent revue. Le kilogramme, dit le Grand K n’en est donc pas à sa première transformation. Coup de projecteur sur l’histoire du kilogramme et sa nouvelle définition.
Si l’histoire des grandeurs et mesures est longue, celle du Système international d’unités commence à la fin du XVIIIe siècle et avec elle, celle du kilogramme qui nous sert à connaître la masse des choses, mais aussi leur poids. L’idée était de créer des unités de mesure décimales universelles basées sur le monde naturel, afin de pouvoir les mettre en regard. Cela a grandement facilité les relations humaines quand on en venait au commerce, à l’industrie, ou encore à la technologie. Cela a surtout eu un rôle majeur dans l’avancée scientifique, pour la conduire, notamment, jusqu’à ce qui suit.
La première idée pour uniformiser les mesures fut de prendre la Nature comme base, une décision qui semble plutôt sensée. Ainsi, un kilogramme était alors un décimètre cube d’eau distillée à quatre degrés Celsius. (Le mètre lui était la 1/10 000 000 partie de la distance du pôle Nord à l’équateur.) Par la suite, en 1889, le kilogramme prend pour référence un cylindre de platine et d’iridium puisque l’eau prouvait être imprécise. De manière générale, c’est des étalons qui remplacent la nature pour servir de référence aux unités. Seulement, l’étalon est un objet matériel qui doit nous aider à comprendre la physique, mais qui la subit aussi.
Le Bureau international des poids et mesures de Sèvres met tout en œuvre pour protéger l’étalon de référence du kilogramme et malgré tout, en le comparant avec ses copies, on constate des variations de celui-ci dans le temps. Si on parle d’à peine le poids d’une poussière et que cela ne change pas grand-chose dans ta recette de sfouf, cela devient plus ennuyant pour réaliser des calculs aux millionièmes près. Et on ne te parle pas du drame si « l’incarnation » du kilogramme venait à disparaître. C’est pourquoi la communauté scientifique à décidé qu’il serait plus rigoureux d’utiliser des facteurs de la physique pour définir les unités, en d’autres termes, d’utiliser une formule mathématique.
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À vrai dire, les 6 autres unités dites fondamentales (l’ampère, la candela, le kelvin, le mètre, la mole et la seconde) y sont déjà passées et le kilogramme est le dernier à effectuer sa mutation. La constante de physique quantique grâce à laquelle il sera désormais défini est la constante de Planck. Cette constante décrit le comportement des photons, c’est-à-dire les particules élémentaires de la lumière, qu’elles soient celles de ton écran de téléphone ou celle des étoiles. Afin que la constante soit assez précise pour être la nouvelle définition du kilogramme, il fallait qu’elle commence 33 zéros après la virgule. Pour atteindre ce niveau d’exactitude, deux équipes de scientifiques ont proposé une méthodologie pour déterminer cette valeur… Qui n’ont pas tout à fait donné le même résultat. C’est la voix humaine qui a tranché laquelle déterminerait la constante de Planck et donc le poids. Ce qui nous montre bien qu’il y aura toujours à faire pour avancer et affiner les sciences., l’unité du kilogramme n’est toujours pas parfaite alors qu’elle est absolument nécessaire.
Le kilo n’est plus ce qu’il était… A partir de ce 20 mai 2019, l’unité de masse change de définition : elle n’est plus basée sur l’étalon conservé sous cloche à Sèvres, mais sur la constante de Planck, une valeur fondamentale de la physique quantique. https://t.co/5Kp801Z7hQ
— Science&Vie (@science_et_vie) May 20, 2019
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