Une cloche en verre, en dessous une autre, en dessous une cloche encore plus petite, en dessous un plateau et dessus un objet de la taille et de la forme d’un délicieux dessert.
À première vue, cependant, il est clair que ce n’est pas à prendre. Il brille plus métalliquement qu’un badge Mercedes sur une limousine qui vient de sortir d’un lave-auto manuel. Et malgré le fait qu’il soit petit (un cylindre d’une longueur et d’un diamètre de 39,17 millimètres), il pèse exactement un kilogramme. Que pèse-t-il, il fait un kilo !
Le prototype du kilogramme a été créé après la Révolution française. Cependant, cet ancien artefact (également appelé kilogramme d’archives) n’est pas enfermé sous trois serrures. Le prototype actuel du kilogramme a été produit « seulement » en 1879, quatre ans après la Conférence métrique, qui a unifié les unités de mesure. Ils l’ont choisi parmi trois pièces car son poids était le plus proche du kilogramme d’archives d’origine.
Aujourd’hui, seules trois personnes y ont accès : le directeur du Bureau international des poids et mesures à Sèvres, en France (où se trouve le prototype), le président du Comité international des poids et mesures (qui est également basé à Sèvres) et responsable aux Archives nationales de France à Paris. « Ils ont au total quatorze prototypes à Sèvres. Sept sont dans le coffre-fort et sept sont en cours de réalisation. D’après ces poids de travail, ils ont également produit deux échantillons que nous avons ici », apprend-on de Robert Spurný de l’Institut métrologique slovaque. . C’est-à-dire de la personne qui possède les clés du prototype slovaque du kilogramme – la norme nationale. La première norme a été obtenue par la Slovaquie auprès de la France en 1928, le deuxième prototype, qui est aujourd’hui la norme nationale, en 1981. Bien qu’il ne soit pas soumis à trois écluses, il est bien protégé à sa manière. Dans l’enchevêtrement des longs couloirs du « labyrinthe » du complexe métrologique, le bon laboratoire, où l’étalon est stocké, ne peut en réalité être trouvé que par celui qui y travaille quotidiennement.
L’étendard a été confisqué à l’aéroport
Outre le fait qu’il ne se trouve pas dans un coffre-fort à trois serrures, il est impossible de le distinguer de l’original à l’œil nu. Elle n’est pas exactement protégée par trois cloches de verre, mais seulement par deux. « 90 pour cent sont du platine, les 10 autres sont de l’iridium. Les deux éléments résistent aux influences chimiques, l’iridium augmente en outre la dureté. Ils les envoient également de France avec un certificat de valeur pondérale. Il ne sera jamais possible de faire une copie exacte de l’original », ajoute Spurný.
La valeur financière de la norme nationale est aujourd’hui difficile à quantifier, mais ce n’est pas un objet d’une valeur astronomique. Au moment de l’achat, au début des années 80, il coûtait environ 250 000 couronnes. En comparaison, les balances de précision spéciales que les métrologues utilisent dans leur travail sont plusieurs fois plus chères. Les deux tiers du prix d’un kilogramme d’échantillons correspondent au matériau, et un tiers aux coûts de production. Cependant, il est manipulé avec plus de sensibilité qu’un joyau.
Pour vous donner une meilleure idée du soin apporté à sa manipulation, en Slovaquie, la norme nationale ne peut même pas être nettoyée car, paradoxalement, elle pourrait se salir. C’est aussi pourquoi Spurný se rend en France une fois par décennie avec l’échantillon pour « hygiène » et comparaison avec l’original. Ce parcours est également régulièrement complété par près d’une centaine d’autres benchmarks nationaux à travers le monde. Et lors d’un tel transport, des situations intéressantes surviennent souvent.
Le New York Times, par exemple, a décrit dans ses pages il y a deux ans comment un agent de sécurité zélé de l’aéroport avait organisé le transport d’un échantillon américain. L’étalon, qui ne peut être touché qu’avec des gants spéciaux, l’a d’abord décollé sans ménagement de son emballage de protection spécial, puis l’a jeté sur le comptoir sale et l’a « mesuré » à mains nues…
« Nous sommes parfois allés trop loin en matière de sécurité. J’ai déjà voyagé avec le standard de courrier diplomatique et en France, deux voitures de sécurité m’attendaient à l’aéroport. Lorsqu’ils ont vu ce que je transportais réellement, ils m’ont demandé s’il n’y avait qu’une seule voiture. cela me suffirait au retour », se souvient en souriant Spurný, qui a également prévu un voyage en France avec le prototype cette année.
Conséquences de la volatilité
Cependant, les problèmes de transport et de manipulation particulière ne sont pas les seuls problèmes rencontrés avec les prototypes de l’unité de masse actuellement utilisés. Ces dernières années, il est devenu clair que les échantillons ne montrent pas la propriété indispensable : la constance. Il y a deux ans, on disait que le prototype français avait perdu un kilo, mais ce mois-ci, il était écrit qu’il avait pris du poids.
« Personne ne sait exactement comment et pourquoi cela se produit. Cependant, cela n’affectera rien dans la pratique. Ce changement est moindre que l’imprécision de mesure des balances les plus précises », ajoute Spurný. En outre, les experts se demandent si le poids a également réellement changé dans l’original ou si le changement n’a pas eu lieu uniquement dans les copies. Après tout, se dira le profane : un si petit écart, et alors ? Le kilogramme sera simplement un peu différent. Cependant, dans un monde globalisé, cela peut avoir des conséquences plus graves au fil du temps. Le pain ne sera certainement ni moins cher ni plus cher nulle part dans le monde pour cette raison, mais avec le temps, par exemple, les expériences scientifiques internationales qui nécessitent la comparaison de mesures très précises pourraient en souffrir. Mais disons aussi le commerce de matières radioactives et d’autres substances qui nécessitent des données de poids très précises.
Notre étalon national est utilisé pour calibrer les étalons de niveau inférieur. Les cinq classes de précision des poids relèvent donc hiérarchiquement du prototype, donc sa modification affectera tout, des mesures scientifiques aux poids de stockage et de commercialisation, en passant par les mesures de votre poids personnel. « Dans des domaines tels que la chimie ou la pharmacie, un dosage précis est très important », souligne Spurný. En outre, l’Institut métrologique slovaque surveille également l’exactitude des balances et est tenu d’effectuer de nombreuses mesures de contrôle obligatoires en vertu de la loi sur la métrologie. Une plus grande volatilité de l’indice de référence aurait donc des conséquences considérables.
D’ici cinq ans
Les changements dans les échantillons à travers le monde mettent encore plus de pression sur les scientifiques pour qu’ils créent enfin une nouvelle définition d’une unité de poids. Le kilogramme est la dernière des unités de base, qui n’est encore définie que par un prototype. « J’ai commencé à travailler dans cet institut en 1973 et peu de temps après, le Bureau international des poids et mesures a invité tous les instituts métrologiques du monde à commencer à travailler sur une nouvelle définition », décrit Spurný.
Depuis, plusieurs méthodes différentes ont été développées pour tenter d’y parvenir. L’une des méthodes fonctionne avec la constante d’Avogadro. « Une bille de silicium est utilisée. Il s’agit de définir le nombre d’atomes par kilogramme de ce matériau », décrit Spurný, ajoutant que des scientifiques de Russie, du Japon, d’Italie et d’Allemagne travaillent sur le projet commun.
Une autre méthode consiste à utiliser des balances en watts, qui comparent le poids du corps avec la force magnétique, en utilisant l’équivalence de la puissance mécanique et électrique. « Malgré le fait que la recherche a duré plusieurs décennies et que des millions d’euros y ont été investis, la différence dans la définition du kilogramme à l’aide des échelles constantes et du watt d’Avogadro est trop grande, c’est pourquoi le prototype physique est toujours utilisé pour l’instant, » pense le scientifique.
Alors quelles sont les perspectives ? « Je pense que nous parviendrons à une nouvelle définition du kilogramme dans les cinq ou dix prochaines années », a déclaré cette année Richard Davis du Bureau international des poids et mesures. D’ici là, le monde devra compter sur un dessert d’un kilo de platine et d’iridium qui a la même année de « naissance » que, par exemple, le scientifique Albert Einstein ou le dictateur Joseph Staline.
Le kilogramme aurait dû être grave. Mais la révolution l’a envoyé dans la tombe
Lorsque le bourreau a sorti de la guillotine le corps sans tête du roi de France Louis XVI en 1793, il a peut-être soupiré : Oh, mais il a des tombes (ou des tombes, si l’Institut de linguistique d’un autre Louis – Štúr avait déjà existé à l’époque).
Même sous le règne de Louis, c’était le chaos des unités de mesure en France, mais aussi partout dans le monde. « Louis XVI a donc chargé un groupe de savants de créer un nouveau système d’unités de mesure. Il a ainsi jeté les bases du système international d’unités SI », indique un article sur l’histoire du kilogramme sur le site Internet de l’Institut. Bureau international des poids et mesures.
Entre autres choses, les scientifiques ont également proposé une unité de poids. Il était censé être égal au poids d’un litre d’eau à la température de la densité maximale de l’eau. On lui a donné le nom de tombe (dans l’ancien mot français pour masse, en anglais, ce mot signifie par hasard tombe).
Cependant, la Grande Révolution française a provoqué Louis XVI. il a emporté la tombe avec lui dans la tombe. Bien que le nouveau gouvernement révolutionnaire ait continué à introduire des unités de mesure universelles, la tombe n’a pas aimé cela. La version officielle était qu’il était peu pratique, car de nombreuses mesures et échanges avaient lieu avec des poids de plusieurs ordres de grandeur plus petits.
Cependant, dans un article publié sur le serveur du Bureau international des poids et mesures, ils n’excluent pas que l’exécution de Grave puisse également avoir une motivation politique. « Enfin, les révolutionnaires ont également exécuté le chimiste Lavoisier, qui était l’un des savants qui ont travaillé sur le nouveau système d’unités », peut-on lire dans l’article.
Pendant la révolution, une unité de poids apparemment plus pratique est née : le gramme, qui équivaut à un millième de gravea. Cependant, il est vite devenu évident que l’aspect pratique était peut-être réservé aux pharmaciens. Il n’était pas adapté à une utilisation normale et, à une si petite échelle, il n’était pas possible à l’époque de produire des poids d’échantillon identiques. C’est ainsi qu’est né le kilogramme. La seule unité de base qui possède le préfixe (kilo) dans son nom.
Cependant, même l’unité de longueur n’a pas eu une naissance simple. À l’origine, le mètre était censé représenter la longueur des dix millionièmes du quart de méridien terrestre, c’est-à-dire la distance du pôle à l’équateur.
« Bien sûr, cette longueur ne pouvait pas être mesurée avec précision, car à cette époque l’homme n’avait même pas atteint le pôle terrestre. Cependant, les scientifiques connaissaient bien la latitude, ils ont donc déterminé le mètre en fonction de la distance entre Barcelone et Dunkerque », a expliqué Robert Spurný de l’Institut métrologique slovaque.
Le mètre était né, mais lorsque d’autres mesures furent effectuées plus tard, par exemple dans l’hémisphère sud, sa longueur fut soudainement différente. Finalement, l’une des longueurs calculées s’est matérialisée dans un échantillon de platine-iridium, et a servi de prototype jusque dans les années soixante du siècle dernier (tout comme un échantillon d’un kilogramme du même alliage sert encore aujourd’hui).
Seul un calcul basé sur la vitesse de la lumière a mis à la retraite les rares prototypes de mètres. Aujourd’hui, un mètre est défini comme la longueur du trajet parcouru par la lumière dans le vide en 1/299 792 458 de seconde. Cependant, l’Institut métrologique slovaque possède toujours l’ancien étalon de mesure dans son dépôt. Mais seulement comme artefact historique. Qui attend en vain depuis des années que frère Kilogram le rejoigne. (MC)
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