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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 . . .

07 - Adèche

Du 1er mai au 15 novembre
Exposition "ENTRE TERRE ET EAU"

Crises sociales et environnementales dans le Delta du Danube en Roumanie, à la fin du Néolithique. A près de 2 000 km de l'Ardèche, comment se passe la fin de la Préhistoire au bord du fleuve et de la Mer Noire ? Une exposition franco-roumaine inédite, interactive et immersive, à découvrir à la Cité de la Préhistoire !

Grand Site de l’Aven d’Orgnac
Place Robert de Joly
07150 Orgnac–L’Aven
04 75 38 65 10
www.orgnac.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 6 janvier 2019
Exposition "GRAINES"

Elles sont partout… Du petit-déjeuner au coucher, dans nos vêtements, dans notre alimentation, dans nos parcs et jardins… sans même y penser elles font partie de notre quotidien et sont un pilier de la biodiversité végétale.
Cette nouvelle exposition, très ludique, propose à tous les visiteurs de découvrir une grande variété de graines d’ici et d’ailleurs et de s’interroger sur leurs enjeux dans un contexte de changement climatique et sociétal.

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


Jusqu’au 31 mars 2019

Exposition de 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


25 - Doubs

Du 23 novembre 2018 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


41 - Loir et Cher

Jusqu'au 31 décembre
LES JARDINS DE CHAMBORD

Le château a retrouvé en 2017 ses jardins à la française du XVIIIe siècle avec six hectares et demi au pied de la façade nord du château : plus de 600 arbres, 800 arbustes, 200 rosiers, 15 250 plantes...

Office de Tourisme de Blois-Chambord
23 place du château
41000 Blois
02 54 90 41 41
www.bloischambord.com


61 - Orne

Du 13 octobre au 23 décembre
Exposition : "LES HAIES", Joël Auxenfans

Ecomusée du Perche
Prieuré de Sainte-Gauburge
61130 Saint-Cyr-la-Rosiere
02 33 73 48 06
www.ecomuseeduperche.fr


76 - Seine Maritime

Du 15 septembre au 15 décembre
Exposition "L’abbé Pierre photographe, un regard sur le monde"

L'exposition présente soixante-dix photographies inédites prises par l’abbé Pierre lui-même dans de nombreux pays. Elles témoignent de la vitalité des personnes pauvres dans le monde et dévoilent le regard lucide et plein d’amour.

Centre abbé Pierre - Emmaüs
Route d'Emmaüs
76690 Esteville
02 35 23 87 76
www.centre-abbe-pierre-emmaus.org

Lieux:

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