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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 . . .

04 - Alpes de Haute Provence

Du 5 juin 2020 au 15 décembre

VISITE LUDIQUE
SALAGON, PARC & JARDINS

Une nouveauté pour les familles : un jeu de la cocotte pour explorer les jardins et découvrir les secrets du monument de Salagon de façon ludique !

Salagon
04300 Mane
04 92 75 70 50
www.musee-de-salagon.com


Du 5 juin au 15 décembre

COURSE D'ORIENTATION
MUSÉE DE PRÉHISTOIRE DES GORGES DU VERDON

Une course d’orientation familiale pour découvrir le village préhistorique. A l'aide du dépliant disponible gratuitement à l'accueil du Musée, participez à cette course d’orientation ludique et instructive qui vous conduira tout droit vers le village préhistorique reconstitué.

Musée de Préhistoire des Gorges du Verdon
Route de Montmeyan
04500 Quinson
04 92 74 09 59
www.museeprehistoire.com


Jusqu'en novembre

EXPOSITION
LE "RHINOCÉROS" DE XAVIER VEILHAN

Le musée accueille le "Rhinocéros" de Xavier Veilhan. Vous pourrez admirer cette œuvre spectaculaire appartenant au Centre Pompidou jusqu'en novembre 2020.

Musée de Préhistoire des Gorges du Verdon
Route de Montmeyan
04500 Quinson
04 92 74 09 59
www.museeprehistoire.com


13 - Bouches du Rhône

Du 7 au 15 janvier 2021

BALADES EN MER
CONGRÈS MONDIAL DE LA NATURE DE L’UICN

Lors de ce rendez vous, des balades en mer à bord de l'Hélios, la seule vedette à passagers hybride de la compagnie Marseillaise ICARD MARITME, seront organisées par : Le parc National de la Côte Bleue : 10 juin - Le conservatoire du littoral : 11 & 16 juin - Le parc National des Calanques : 15 & 20 juin.

1 quai Marcel Pagnol
13007 Marseille
04 91 330 329
www.iucncongress2020


21 - Côte d'Or

Du 3 juillet au 2 janvier 2022

EXPOSITION
"AU COEUR DES SAISONS"

Et si on prenait le temps de regarder passer les saisons, de vivre à leur rythme, de redécouvrir le plaisir d'observer la Nature et ses changements.
Cette nouvelle exposition, conçue et réalisée par le Jardin des sciences et Biodiversité, vous plonge « Au coeur des saisons », de façon ludique et accessible à tous les publics, en famille comme entre amis…

Jardin des sciences & biodiversité
Jardin de l’Arquebuse
14 rue Jehan de Marville & 1 avenue Albert 1er
21000 DIJON
03 80 48 82 00
www.dijon.fr


34 - Hérault

Du 26 septembre au 28 février 2021

EXPOSITION
"DERNIERS IMPRESSIONNISTES"

Des paysages maritimes de la Bretagne aux plaisirs des plages de la Belle Époque, des paysages urbains ou champêtres aux portraits virtuoses, partez sur les pas des peintres intimistes ayant tous respiré le parfum de l’impressionnisme.
Riche de 70 peintures et d’une trentaine de dessins ou lithographies, l’exposition qui fait étape à Lodève est la première en France à rendre à ce courant l’importance qui lui revient.

Musée de Lodève
Square George Auric
34700 Lodève
04 67 88 86 10
www.museedelodeve.fr


45 - Loiret

Les 4 juillet et 22 août

VISITES
"ART DES JARDINS"

Art de vivre et Nouvelles Renaissances en Val-de-Loire.
L’Arboretum des Grandes Bruyères, « Jardin Remarquable » vous présentant pas moins de 5 types de jardins, vous invite à découvrir leur histoire et leurs spécificités.
Visite guidée à 15h. Inscription obligatoire, nombre de participants limité.

Arboretum des Grandes Bruyères
45450 Ingrannes
02 38 57 28 24
www.arboretumdesgrandesbruyeres.fr


50 - Manche

Du 8 février au 24 mai

EXPOSITION DE PHOTOGRAPHIES
"LA HAGUE : A L’EPREUVE DU TEMPS"

De vallées encaissées en roches mystérieuses, du littoral déchiqueté aux champs quadrillés de murets, le regard d’Antoine Soubigou s’est posé sur une Hague intemporelle et tourmentée.

Manoir du Tourp
Omonville-la-Rogue
50440 La Hague  
02 33 01 85 89
www.letourp.com


Jusqu'au 15 novembre

EXPOSITION PHOTOGRAPHIQUE
"VIE SAUVAGE EN COTENTIN"

Une exposition pour les curieux de nature mais aussi pour les amateurs de belles images... L’association "Regards" basée à Cormelles-le-Royal dans le Calvados rassemble des photographes naturalistes, passionnés d’image et de nature.

Manoir du Tourp
Omonville-la-Rogue
50440 La Hague  
02 33 01 85 89
www.letourp.com


59 - Nord

Jusqu'au 29 août 2021

EXPOSITION
"MON DODO"

A quoi sert de dormir ? Que se passe-t-il quand je dors ? Pourquoi je rêve ? Telles sont les questions que peuvent se poser les enfants lorsqu’ils vont se coucher pour la sieste ou pour la nuit.
Au travers des expériences et des approches diverses, l’exposition invite les 2-7 ans à découvrir leurs besoins en quantité et qualité de sommeil tout en abordant les notions de cycle et le rôle du sommeil dans leur développement.

Forum départemental des Sciences
1 place de l’Hôtel de ville
59650 Villeneuve d’Ascq
03 59 73 96 00
www.forumdepartementaldessciences.fr


67 - Bas-Rhin

A partir du 4 juillet

ESCAPE GAME LIGNE MAGINOT

Participez à une partie d'escape game et découvrez la Ligne Maginot comme si vous y étiez soldat!
Dans l'antre de la forteresse sont cachés les indices qui vous permettront de sauver l'équipage de l’asphyxie... Attention, vous n'avez que 40 minutes !
Equipes de 2 à 6 joueurs. A partir de 10 ans accompagnés de leurs parents.

Forteresse de la Ligne Maginot
Route D65 direction Pfaffenbronn
67510 Lembach
03 88 94 48 62 / 03 88 94 43 16
www.lignemaginot.fr


71 - Saône et Loire

Jusqu'au 1er novembre

EXPOSITION
"BÊTISE ET BALIVERNES, IDÉES REÇUES SUR LA NATURE"

« les chauves-souris s'accrochent dans les cheveux » ; « les grenouilles sont vertes et les crapauds marron » ; « les moustiques préfèrent les peaux sucrées… », autant d’idées reçues et de fausses informations qui ont souvent la vie dure ! Une scénographie originale et les illustrations humoristiques de Roland Garrigue raviront aussi bien les petits que les grands !

Centre EDEN
26 rue de l’Eglise
71290 Cuisery
03 85 27 08 00
www.centre-eden71.fr


88 - Vosges

Du 6 juillet au 30 août

ANIMATIONS SCIENCES
PLANÉTARIUM EPINAL

Qui n'a jamais rêvé de faire décoller une fusée (en papier) ? Ce sera possible cet été ! L'atelier "réveillez vos sens", quant à lui, sera parfait pour les enfants à partir de 3 ans. Nous proposons également des soirées d'observation du ciel du soir, une initiation à la paléontologie, la découverte des petites bêtes qui peuplent la mare du Planétarium et bien d'autre choses encore !

Planétarium Epinal
Rue Dom Pothier
88000 Epinal
03 29 35 08 02
www.planetarium-epinal.com

Lieux:

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