Juste pour l'histoire.
Pourquoi ne pas conserver l'étalon du kg actuel ?
Piqué sur le net :
Quest-ce que le kilogramme étalon;)?
Le kilogramme étalon est un cylindre en alliage (90 % de platine, 10 % diridium) conservé en atmosphère contrôlée sous trois cloches et précieusement rangé dans un coffre-fort au Bureau international des poids et mesures situé à Sèvres (Hauts-de-Seine), près de Paris.
Il a été fabriqué en platine et iridium plutôt quen fer, bronze ou plomb car les propriétés de ces matériaux « modernes » haute densité, conduction électrique, basse susceptibilité magnétique, stabilité thermique, solidité garantissent, théoriquement, une constance dans le temps.
Depuis 1889, il constitue la référence mondiale de masse. Il a toutefois été sorti trois fois de son écrin afin détalonner six copies secondaires, lesquelles à leur tour ont servi détalons à des dizaines de copies tertiaires jouant le rôle de standard de masse dans chacun des pays signataires de la Convention générale des poids et mesures. À partir de ces clones tertiaires sont étalonnées toutes les balances dun pays.
Pourquoi le kilogramme étalon ne pèse-t-il pas vraiment un kilo;)?
À chaque comparaison de standards nationaux avec lune des six copies conservées à Sèvres, on a constaté de très légères différences de poids, tantôt un peu plus, tantôt un peu moins. « Quant à létalon originel, pourtant réputé fixe, comparé aux six copies secondaires conservées dans les mêmes conditions, il présente également une légère variation de masse;)de lordre dun millionième de gramme par an (1 microgramme par an), tantôt en plus, tantôt en moins », explique Richard Davies, physicien américain, ancien chef du service des masses au Bureau international des poids et mesures.
Les très légères pertes de matière pourraient être dues au platine, connu pour catalyser (accélérer) de nombreuses réactions chimiques. Quand on sort les étalons à lair libre, on peut supposer quun soupçon de platine se détache du cylindre pour aller participer à ces réactions. Les augmentations de poids seraient dues au mercure contenu dans latmosphère qui viendrait spontanément se fixer à la surface du platine.
Quelles sont les conséquences de ces variations;)?
Si cela ne pose pas de problème pour lessentiel de la vie quotidienne (pesées des aliments, des lettres ou même des bagages dans un avion), « en revanche, cela pose des difficultés pour la science qui, par nature, a besoin de mesures rigoureuses, a fortiori quand il sagit détalons universels », insiste Richard Davies. De plus, la définition de deux autres unités (lAmpère et la mole, voir plus loin) dépend elle-même du kilogramme.
Par quoi remplacer la mesure-étalon;)?
Depuis quelque temps déjà, les métrologistes dune vingtaine de laboratoires dans le monde (dont le Laboratoire national dessais à Saint-Denis et Trappes en France) envisagent de redéfinir le kilogramme en termes de constantes fondamentales de la physique.
En effet, parmi les sept unités qui fondent le « système international » de mesure (Kelvin, Ampère, seconde, mètre, kilogramme, mole unité de base du chimiste, candela unité dintensité lumineuse), le kilogramme est la dernière qui soit encore matérialisée.
Les métrologistes songent donc à définir le kilogramme par la constante de Planck, introduite en 1900 par Max Planck, père de la physique quantique, pour caractériser les échanges dénergie entre la matière et le rayonnement.
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Exemple de définitions actuelles pour quelques "unités"
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.
Le mètre est la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299 792 458 de seconde
On voit que cela n'a plus rien à voir un "objet" gardé dans un coffre ou quelque chose du genre ... et qui alors ne peut que s'altérer avec le temps (voir par exemple ci-dessus des explications sur la "dégradation" du kg étalon de Sèvre)
Cette dégradation est incompatible avec la précision souvent nécessaire dans certains problèmes de Physique pointus, d'où l'idée de virer le seul étalon "matériel" restant et redéfinir le kg (qui serait enfin une masse et pas sottement un poids) à partir des autres définitions d'unités et de constante universelle (ici la constante de Plank)
La constante de Plank est h = 6,62606957.10^-34 +/- 0,00000029.10^-34 J.s(donc m².kg/s)
h est une constante universelle ... qui ne variera jamais (mais dont on peut augmenter la précision actuelle avec les progrès des appareils de mesure)
h étant connue et comme le m et la s ont des définitions physiques connues (et faites à partir de constantes physique comme par exemple la vitesse de la lumière dans le vide.), on pourra donc en déduire une définition du kg basée sur des constantes Physique universelles et plus sur un étalon matériel instable dans le temps (même si c'est peu).
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Une fois ce pas franchi (il ne reste que l'étalon kg qui pose un problème), il n'y aura plus aucune "unité fondamentale" reliées à un objet matériel.
:zen:
