Forgé en 1879 et sanctionné par la Conférence générale des poids et mesures lors de sa première réunion, Le Grand K, prototype international du kilogramme, a été conservé sous clé dans une chambre forte en dehors de Paris. BIPM hide caption
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Forgé en 1879 et sanctionné par la Conférence générale des poids et mesures lors de sa première réunion, Le Grand K, le prototype international du kilogramme, a été conservé sous clé dans un coffre-fort en dehors de Paris.
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Mise à jour à 8:40 a.m. ET, vendredi
Le vote pour redéfinir le kilogramme a été, comme prévu, unanime, les représentants de plus de 50 pays ayant dit « oui » ou « oui » lors de la réunion historique à Versailles, en France.
Bill Phillips, un lauréat du prix Nobel du National Institute of Standards and Technology dans le Maryland, a déclaré aux délégués réunis que baser la définition officielle du kilogramme sur un morceau de métal conservé dans un coffre-fort était « une situation clairement intolérable ». »
Il a déclaré qu’au 21e siècle, continuer à définir l’unité internationale de masse en utilisant un objet fabriqué au 19e siècle est « scandaleux. »
Ses collègues étaient clairement d’accord, car aucun pays n’a voté pour conserver l’ancienne définition.
Poste original:
Le monde est sur le point de dire au revoir au Grand K, un cylindre de platine et d’iridium qui a longtemps régné sur le système mondial de mesure du poids.
Le National Institute of Standards and Technology des États-Unis, dans le Maryland, possède sa propre copie du Grand K – un kilogramme de platine et d’iridium connu sous le nom de K92. À l’arrière-plan, des masses de kilogrammes en acier inoxydable. J.L. Lee/NIST hide caption
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J.L. Lee/NIST
Le National Institute of Standards and Technology des États-Unis dans le Maryland possède sa propre copie du Grand K – un kilogramme en platine-iridium connu sous le nom de K92. À l’arrière-plan, des masses de kilogramme en acier inoxydable.
J.L. Lee/NIST
Le Grand K a été forgé en 1879 et est conservé dans une chambre forte fermée à clé en dehors de Paris – vénéré et gardé sous clé parce que sa masse, un peu plus de 2 livres, est la définition officielle du kilogramme.
Mais cela va bientôt changer. Vendredi, la Conférence générale internationale des poids et mesures se réunira à Versailles, en France, pour voter sur la redéfinition du kilogramme.
Le vote devrait être unanime, une simple formalité après des années de travail. À l’avenir, le système mondial de mesure de la masse ne sera pas basé sur un morceau de métal particulier, mais plutôt sur des caractéristiques inaltérables de l’univers, telles que la vitesse de la lumière, le temps et la constante de Planck, un nombre qui aide les scientifiques à déterminer l’énergie d’un photon de lumière, compte tenu de sa longueur d’onde. (La valeur numérique approximative de la constante de Planck est de 6,626 x 10-34 joule-seconde.)
« C’est fantastique ! C’est génial ! C’est l’histoire en marche », s’enthousiasme Zeina Kubarych du National Institute of Standards and Technology dans le Maryland, spécialisé dans la science de la mesure.
« Nous changeons un système de réalisation de la masse que nous avons depuis 129 ans », dit-elle. « C’est un événement énorme. »
Kubarych travaille dans un laboratoire sécurisé et climatisé du NIST qui contient une paire de cylindres métalliques trapus, chacun sous – non pas un mais deux – cloches de verre à l’ancienne. Les États-Unis ont obtenu ces doubles officiels du Grand K après avoir signé le traité du Mètre en 1875.
« Ce sont nos kilogrammes standard nationaux », explique Kubarych. « C’est ce que nous utilisons comme base de notre système de diffusion de masse aux États-Unis. »
Ces artefacts anciens sont très importants pour tous ceux qui doivent faire des comparaisons pour s’assurer que leurs mesures précises ne sont pas déréglées. Cela inclut les laboratoires de mesure d’État qui testent et certifient les balances utilisées dans les magasins et les entreprises pharmaceutiques, par exemple, ainsi que les balances utilisées par les constructeurs d’avions et les fabricants d’instruments scientifiques.
« Cela couvre à peu près la plupart des secteurs de l’industrie américaine », dit Kubarych.
Les kilogrammes officiels de la nation sont si précieux que « nous n’y touchons pas », dit Kubarych.
« Nous n’essayons même pas de les toucher avec des mains gantées. »
Au lieu de cela, les artefacts métalliques sont soigneusement ramassés avec un outil spécial enveloppé dans du papier filtre – pour éviter de laisser de minuscules rayures ou des empreintes digitales qui pourraient fausser le poids.
Et c’est le gros problème de baser un système de mesure sur la comparaison de morceaux de métal. Si Le Grand K devient plus lourd ou plus léger – ou absorbe des atomes de quelque chose dans l’air – la définition du kilogramme change littéralement.
Les scientifiques pensent que quelque chose comme cela s’est produit, car Le Grand K semble maintenant peser légèrement moins que ses copies officielles.
Peut-être que cette minuscule fluctuation n’aurait pas d’importance pour la personne moyenne qui achète, par exemple, du café au poids au supermarché. Mais les scientifiques désespèrent à l’idée d’essayer de comprendre la réalité en utilisant des mesures qui changent constamment.
Redéfinir le kilogramme signifie que les scientifiques vont « terminer quelque chose qui a été commencé probablement avant la Révolution française », note Stephan Schlamminger du NIST.
À cette époque révolutionnaire, les penseurs des Lumières détestaient le fatras de systèmes de mesure du monde – chacun basé sur un objet aléatoire, comme la longueur du pied d’un duc local. Leur vision radicale était de créer quelque chose de rationnel et d’universel, dit Schlamminger, notant que le système métrique était censé être « pour tous les temps ; pour tous les hommes ».
Ces initiateurs du système métrique l’ont basé sur le globe lui-même, le mètre étant décrit comme un 10-millionième de la distance entre le pôle Nord et l’équateur.
Mais, pendant longtemps, le mètre était littéralement une barre de métal en France.
A mesure que la physique progressait, dit Schlamminger, les scientifiques ont pu abandonner la barre de métal et définir le mètre en termes de distance que la lumière peut parcourir dans le vide en environ un 300 millionième de seconde.
« Et ceci », dit Schlamminger, « est l’idée de passer d’un artefact à une constante fondamentale ». »
A présent, après que les chercheurs ont passé des années à créer un nouveau type élaboré de machine à peser appelée balance Kibble, c’est enfin le tour du kilogramme.
A l’avenir, pour savoir si un morceau de métal pèse vraiment 1 kilogramme, il ne sera pas nécessaire de l’envoyer par avion en France et de le comparer au Grand K. Il pourra être évalué dans ce type d’instrument, en utilisant la constante de Planck.
Schlamminger et deux de ses collègues sont tellement dévoués à la redéfinition du kilogramme qu’ils se sont récemment fait tatouer les chiffres de la constante de Planck.
Jon Pratt, du NIST, l’un des chercheurs tatoués, explique que mesurer précisément la constante de Planck a été difficile, tout comme persuader le monde de passer à un nouveau kilogramme basé sur cette constante.
« Il y a eu beaucoup de comités et de poignées et d’hésitations à ce sujet », dit Pratt. « Nous savions donc à quoi nous attendre. Nous savions que cela allait être douloureux. Et nous nous sommes tous mis d’accord pour que le numéro soit encré lorsque ce serait fait. »
Si le vote se déroule comme prévu, la nouvelle définition du kilogramme entrera en vigueur en mai.
En attendant, Le Grand K restera dans sa voûte solitaire.
« C’est un artefact historique qui a été étudié pendant 140 ans et qui conservera un peu d’intérêt métrologique », déclare son gardien, le Bureau international des poids et mesures, « même si sa masse ne définira plus le kilogramme ». »