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Plus d'étalon pour définir le kilo mais une formule mathématique
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Plus d'étalon pour définir le kilo mais une formule mathématique

La masse de ce cylindre en platine iridié, qui mesure 3,9 centimètres de long et 3,9 centimètres de diamètre, définit le kilogramme depuis 1889. Il est conservé précieusement au Bureau international des poids et mesures (BIPM) à Sèvres, près de Paris. Peu de personnes ont eu le privilège de l'apercevoir. Il pèse sur lui une lourde responsabilité : l'IPK incarne la référence internationale pour toutes les mesures de masse dans le monde, que ce soit pour doser des médicaments, couper des tranches de jambon, peser un bébé ou de lourds équipements industriels. Les pays possèdent eux-même des étalons, qu'ils comparent périodiquement à des copies historiques du "grand K", qui sont elles-mêmes comparées à l'étalon suprême.

"Le kilogramme est la dernière unité de mesure basée sur un artefact physique", souligne Thomas Grenon, directeur général du LNE (Laboratoire national de métrologie et d'essais) français. "Le problème c'est qu'il vit sa vie, qu'il peut fluctuer, ce qui n'est pas du tout satisfaisant, vu les niveaux de précision dont nous avons besoin aujourd'hui".

La 26ème réunion de la Conférence générale des poids et mesures (CGPM) qui se tiendra du 13 au 16 novembre 2018 à Versailles, doit donc avaliser une nouvelle définition du kilogramme formulée à partir de la constante de Planck (h) de la physique quantique. Puis en mai le "grand K" cédera officiellement son trône à petit h. Cette constante, découverte en 1900 par le physicien Max Planck, est le produit d'une énergie par un temps. Et l'énergie est reliée à la masse par la célèbre équation E = mc2. Après plusieurs années de travaux scientifiques poussés, la valeur de h a été fixée à 6,62607015 10 puissance -34 joule seconde.

3 cloches, 3 clefs

Pourquoi une telle révolution ? Les scientifiques se sont aperçus que la masse du prototype international avait légèrement varié par rapport à celles des six copies-témoins réalisées à la même époque et conservées au BIPM. La masse de l'IPK a divergé de la masse de la moyenne de ces copies d'environ 50 microgrammes (millionièmes de grammes). Pourtant, le BIPM a multiplié les précautions pour protéger l'IPK. "Il est conservé sous trois cloches de verre, dans un coffre situé dans une pièce ultra-propre dédiée, au sous-sol" du Pavillon de Breteuil, indique Estefania De Mirandes, secrétaire exécutive du Comité consultatif des unités au BIPM.

Le coffre est fermé par trois clefs, détenues par trois responsables différents qui doivent être simultanément présents pour permettre son ouverture. L'accès à la pièce nécessite une autorisation spéciale. Une fois par an, le coffre est ouvert pour vérifier visuellement l'état de l'IPK. Estefania De Mirandes a ainsi pu le voir plusieurs fois. En 2014, le grand K est même sorti de son antre pour séjourner dans les laboratoires du BIPM, qui a pratiqué des mesures sur lui.

"En principe, il est possible d'abîmer l'IPK pendant une mesure et d'altérer sa masse car c'est un objet fragile", reconnaît-elle. "Imaginez que l'on fasse tomber ce prototype!", s'exclame Maguelonne Chambon, directrice de la recherche scientifique au LNE. Un cauchemar qui n'aura bientôt plus de raison d'être. Bientôt l'étalon du kilogramme sera réalisé à partir de la constante de Planck au moyen d'une balance du watt, également appelée balance de Kibble du nom de son inventeur (le physicien britannique Bryan Kibble), et qui consiste à convertir une masse en une puissance électrique. Seuls quelques pays possèdent actuellement une balance du watt, dont la France qui en a développé une sur le site du LNE à Trappes (région parisienne). La Conférence générale des poids et mesures réunit les représentants de 60 états membres et 42 états et entités économiques associés.


Source : AFP / Sciences et Avenir
Crédit : BIPM/AFP/Archives

Un prototype du kilogramme conservé au Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) à Sèvres.

Plus d'étalon pour définir le kilo mais une formule mathématique Actualités

Plus d'étalon pour définir le kilo mais une formule mathématique

La masse de ce cylindre en platine iridié, qui mesure 3,9 centimètres de long et 3,9 centimètres de diamètre, définit le kilogramme depuis 1889. Il est conservé précieusement au Bureau international des poids et mesures (BIPM) à Sèvres, près de Paris. Peu de personnes ont eu le privilège de l'apercevoir. Il pèse sur lui une lourde responsabilité : l'IPK incarne la référence internationale pour toutes les mesures de masse dans le monde, que ce soit pour doser des médicaments, couper des tranches de jambon, peser un bébé ou de lourds équipements industriels. Les pays possèdent eux-même des étalons, qu'ils comparent périodiquement à des copies historiques du "grand K", qui sont elles-mêmes comparées à l'étalon suprême.

"Le kilogramme est la dernière unité de mesure basée sur un artefact physique", souligne Thomas Grenon, directeur général du LNE (Laboratoire national de métrologie et d'essais) français. "Le problème c'est qu'il vit sa vie, qu'il peut fluctuer, ce qui n'est pas du tout satisfaisant, vu les niveaux de précision dont nous avons besoin aujourd'hui".

La 26ème réunion de la Conférence générale des poids et mesures (CGPM) qui se tiendra du 13 au 16 novembre 2018 à Versailles, doit donc avaliser une nouvelle définition du kilogramme formulée à partir de la constante de Planck (h) de la physique quantique. Puis en mai le "grand K" cédera officiellement son trône à petit h. Cette constante, découverte en 1900 par le physicien Max Planck, est le produit d'une énergie par un temps. Et l'énergie est reliée à la masse par la célèbre équation E = mc2. Après plusieurs années de travaux scientifiques poussés, la valeur de h a été fixée à 6,62607015 10 puissance -34 joule seconde.

3 cloches, 3 clefs

Pourquoi une telle révolution ? Les scientifiques se sont aperçus que la masse du prototype international avait légèrement varié par rapport à celles des six copies-témoins réalisées à la même époque et conservées au BIPM. La masse de l'IPK a divergé de la masse de la moyenne de ces copies d'environ 50 microgrammes (millionièmes de grammes). Pourtant, le BIPM a multiplié les précautions pour protéger l'IPK. "Il est conservé sous trois cloches de verre, dans un coffre situé dans une pièce ultra-propre dédiée, au sous-sol" du Pavillon de Breteuil, indique Estefania De Mirandes, secrétaire exécutive du Comité consultatif des unités au BIPM.

Le coffre est fermé par trois clefs, détenues par trois responsables différents qui doivent être simultanément présents pour permettre son ouverture. L'accès à la pièce nécessite une autorisation spéciale. Une fois par an, le coffre est ouvert pour vérifier visuellement l'état de l'IPK. Estefania De Mirandes a ainsi pu le voir plusieurs fois. En 2014, le grand K est même sorti de son antre pour séjourner dans les laboratoires du BIPM, qui a pratiqué des mesures sur lui.

"En principe, il est possible d'abîmer l'IPK pendant une mesure et d'altérer sa masse car c'est un objet fragile", reconnaît-elle. "Imaginez que l'on fasse tomber ce prototype!", s'exclame Maguelonne Chambon, directrice de la recherche scientifique au LNE. Un cauchemar qui n'aura bientôt plus de raison d'être. Bientôt l'étalon du kilogramme sera réalisé à partir de la constante de Planck au moyen d'une balance du watt, également appelée balance de Kibble du nom de son inventeur (le physicien britannique Bryan Kibble), et qui consiste à convertir une masse en une puissance électrique. Seuls quelques pays possèdent actuellement une balance du watt, dont la France qui en a développé une sur le site du LNE à Trappes (région parisienne). La Conférence générale des poids et mesures réunit les représentants de 60 états membres et 42 états et entités économiques associés.


Source : AFP / Sciences et Avenir
Crédit : BIPM/AFP/Archives

Un prototype du kilogramme conservé au Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) à Sèvres.

LE GUIDE Naturellement

Agenda . . .

11 - Aude

Du 10 janvier 2019 au 14 février

COURS DE POTERIE : RAKU

Animés par la potière Cécile Dussaud. Jeudis 10, 17, 24, 31 janvier et 14 février, de 18h à 20h, à Amphoralis. La cuisson à la technique japonaise du raku sera ensuite effectuée le dimanche 24 février, de 14h à 18h.

Amphoralis
Allée des potiers
11590 Sallèles d’Aude
04 68 46 89 48
www.amphoralis.com


27 janvier

VISITE GUIDÉE
POTIERS GALLO-ROMAINS

Découvrez l’activité des potiers gallo-romains et de leur véritable « usine » d’amphores.

Amphoralis
Allée des potiers
11590 Sallèles d’Aude
04 68 46 89 48
www.amphoralis.com


14 - Calvados

Jusqu’au 29 février 2020

EXPOSITION
"LES REQUINS ! 430 MILLIONS D’ANNÉES D’ÉVOLUTION"

Découvrez la grande diversité des requins, allant d’espèces de petites tailles, jusqu’aux poissons géants dont les dents sont plus grandes qu’une main humaine.
Cette exposition évoque également le grand danger auquel ils sont confrontés : l’Homme. Venez découvrir de nouvelles espèces et apprendre en vous amusant grâce à une fresque digitale.

Paléospace
Avenue Jean Moulin
14640 Villers-sur-Mer
02 31 81 77 60
www.paleospace-villers.fr


21 - Côte d'Or

Jusqu’au 31 mars 2019

EXPOSITION PLEIN-AIR
"IMPACTS ! HOMME-NATURE"

Venez découvrir les relations homme-nature au plus près du vivant !
De l’évolution du comportement animal à celui du climat et des milieux naturels, les chercheurs de Bourgogne et de Franche-Comté tentent de comprendre le rôle de l’Homme dans ces changements. Traversez ville, campagne et forêt et voyagez jusqu’aux pôles pour observer ces recherches in vivo !

Le Jardin des sciences
Parc de l’Arquebuse
21000 Dijon
03 80 48 82 00
www.dijon.fr


22 - Côtes d'Armor

22 février

CONFÉRENCE - SPECTACLE
"HISTOIRE ET ÉVOLUTION DE LA LUNE"

Pour l’ouverture de cette année du 50ème anniversaire de la mission Apollo 9, répétition générale avant le voyage vers la Lune, cette séance spéciale vous emmènera à la découverte de notre satellite.
Vendredi 22 février à 17h30. Tarif 4 €.

Planétarium de Bretagne
Parc du Radôme
22560 Pleumeur-Bodou
02 96 15 80 30
www.planetarium-bretagne.fr


25 - Doubs

Jusqu'au 22 avril 2019

EXPOSITION "FROID"

Véritable plongée dans l’univers du froid, l’exposition met en scène les multiples facettes du froid et plonge le visiteur dans des univers différents :
vie quotidienne, milieux extrêmes, biologie, physique, chimie, recherche, technologie, science-fiction... et l’invite à expérimenter.

Saline royale
Grande rue
25610 Arc-et-Senans
03 81 54 45 45
www.salineroyale.com


30 - Gard

Du 9 février au 10 mars

EXPOSITION
"VOLCANS, LA VIE DE LA TERRE"

Découvrez les grands mécanismes des profondeurs de la Terre, les menaces et richesses que représentent les volcans grâce à une vingtaine de manipulations interactives.
Exposition gratuite, tout public. Entrée libre de 10h à 18h en semaine ; 14h-18h samedi et dimanche.

Le Visiatome
CEA Marcoule
04 66 39 78 78
www.visiatome.fr


14 février

CONFÉRENCE-SPECTACLE
"MATHÉMATIQUES, MAGIE ET MYSTÈRE

Durant cette conférence, des exemples de création de tours magiques à partir des maths seront présentés, et réciproquement  des tours de magie seront décortiqués pour y découvrir des maths.
Jeudi 14 février à 18h. Gratuit, sur réservation sur www.visiatome.fr(conseillée à partir de 11 ans).

Le Visiatome
CEA Marcoule
04 66 39 78 78
www.visiatome.fr


44 - Loire Atlantique

Du 8 au 19 mai 2019

EXPOSITION
"LES FLORALIES INTERNATIONALES DE NANTES"

Lors de cette prestigieuse manifestation florale, les visiteurs seront invités à découvrir dans le cadre exceptionnel du Parc de la Beaujoire des scènes ornementales élaborées par des professionnels et des amateurs passionnés.
Une représentation florale de haut niveau qui contribuera à les étonner, les dépayser, les faire rêver...

Floralies Internationales
Parc des Expositions de la Beaujoire
Route de Saint-Joseph de Porterie
44300 Nantes
http://comite-des-floralies.com/fre/

Lieux:

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