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• Historique
• Les unités de base
• Des éléments de référence
• Des références toujours controlées
• Rions un peu

Historique

Le Bureau international des poids et mesures (BIPM) a été créé par la Convention du Mètre signée à Paris le 20 mai 1875 par dix-sept États, lors de la dernière séance de la Conférence diplomatique du Mètre. Cette Convention a été modifiée en 1921.

Le Bureau international a son siège près de Paris, dans le domaine du Pavillon de Breteuil (Parc de Saint-Cloud) mis à sa disposition par le Gouvernement français ; son entretien est assuré à frais communs par les États membres de la Convention du Mètre.

Le Bureau international a pour mission d'assurer l'unification mondiale des mesures ; il est donc chargé :

·     d'établir les étalons fondamentaux et les échelles pour la mesure des principales grandeurs physiques et de conserver les prototypes internationaux ;

·     d'effectuer la comparaison des étalons nationaux et internationaux ;

·     d'assurer la coordination des techniques de mesure correspondantes ;

·     d'effectuer et de coordonner les mesures des constantes physiques fondamentales qui interviennent dans les activités ci-dessus.

Les unités de base

Les définitions officielles de toutes les unités de base du SI sont approuvées par la Conférence générale. La première de ces définitions fut approuvée en 1889 et la plus récente en 1983. Ces définitions sont modifiées de temps à autre pour suivre l’évolution des sciences.

Les grandeurs de base utilisées dans le SI et les unités de bases associées sont :

·          la longueur (l) en mètre (m),

·          la masse (m) en kilogramme (kg),

·          le temps (t) en seconde (s),

·          le courant électrique (i) en ampère (A),

·          la température thermodynamique (T) en kelvin (K),

·          la quantité de matière (n) en (mol),

·          et l’intensité lumineuse (I_V) en candela (Cd).

Les unités dérivées du SI sont ensuite formées des produits de puissances des unités de base, selon les relations algébriques qui définissent les grandeurs dérivées correspondantes en fonction des grandeurs de base.

La grandeur vitesse, v, peut être exprimée en fonction des grandeurs distance parcourue, x, et durée du parcours, t, au moyen de l’équation v = dx/dt. La vitesse v est ainsi considérée comme une grandeur dérivée, dont l’unité est le mètre par seconde (symbole m/s).

Des éléments de référence

La Convention fit placer 16 mètres étalons en marbre dans les lieux les plus fréquentés de Paris.
La définition du mètre est fondée sur le prototype international en platine iridié, en vigueur depuis 1889.

Afin d’améliorer l’exactitude de la réalisation de la définition du mètre la définition suivante a été adoptée en 1983 :

Le mètre est la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299 792 458 de seconde.

De même, le prototype international du kilogramme est un objet fabriqué spécialement et dont la première convention des poids et mesures déclara :

Ce prototype sera considéré désormais comme unité de masse.

Datant de 1889, l'étalon actuel, qui est conservé au BIPM, au pavillon de Breteuil à Sèvres sous trois cloches de verre scellées, est un cylindre de 39 millimètres de diamètre et de hauteur composé à 90% de platine et à 10% d'iridium.

Le kilogramme est l’unité de masse ; il est égal à la masse du prototype international du kilogramme.

De la même façon chacune des unités de base est parfaitement définie. Une description de la façon dont les définitions de certaines unités importantes sont réalisées en pratique figure sur le site Web du BIPM.
 

Des références toujours controlées

Environ quarante-cinq physiciens et techniciens travaillent dans les laboratoires du Bureau international. Ils y font principalement des recherches métrologiques, des comparaisons internationales des réalisations des unités et des vérifications d'étalons.

Par exemple, la masse des différentes copies du kilogramme étalon a varié de quelques millionièmes de gramme. On ne omprend pas comment s'est produit ce phénomène, car le prototype et les copies sont conservés dans le même environnement, ont été fabriqués à la même époque et sont faits de la même manière. Afin de disposer d'un objet de référence dont la masse ne varie pas au cours du temps, une équipe internationale travaille sur un remplaçant au kilogramme-étalon,par une sphère de silicium plus stable dans le temps.
 

Les multiples et sous multiples

Tout le monde connaît les classiques 10³ (K - kilo) où 10^-3 (m - milli) mais peu sont familiers des facteurs extrêmes en particulier :
10²⁴ (Y-yotta) ou 10^-24 (y – yocto) !

Les multiples et sous multiples sont utilisés en prefixe aux unités. Elles sont couramment utilisées
Les préfixes SI représentent strictement des puissances de 10. Ils ne doivent pas être utilisés pour exprimer des puissances de 2 (par exemple, un kilobit représente 1000 bits et non 1024 bits). Pour éviter cette confusion une norme a été publiée en 2005 dans laquelle sont définis les préfixes des puissances de 2.

2¹⁰        kibi      Ki,                    2²⁰        mébi   Mi                    2³⁰        gibi      Gi

2⁴⁰        tébi      Ti                    2⁵⁰        pébi     Pi                     2⁶⁰        exbi     Ei

Ainsi, par exemple, un kibioctet s’écrit : 1 KiB = 2¹⁰ B = 1024 B, où B désigne l’octet.

Rions un peu

Certains plaisantins ont même considéré qu'il manquait un document fondamental aux publications du BIPM et de l'AFNOR.

Édité avec la présentation officielle des normes françaises un document intitulé "Grandeurs et unités - Système d'unités pifométriques" recèle quelques perles étonnantes.
Raymond DEVOS n'aurait pas renié ces définitions lui pour qui:
"Une fois rien ... c'est rien !
Deux fois rien ... c'est pas beaucoup !
Mais trois fois rien !... Pour trois fois rien on peut déjà acheter quelque chose!... Et pour pas cher !"
En voici un extrait :

Système d'Unités Pifométriques – UNM 00-001

4.3 – Unités d'estimation et d'ajustage

En raison de son caractère subjectif, la pifométrie ne souffre pas l’imprécision. Elle a donc dû définir des unités très particulières destinées soit à rendre compte de mesures délibérément arrondies, soit à corriger ce que les systèmes conventionnels ont d’approximatif.

4.3.1 au pif : unité d’estimation permettant une approximation des grandeurs, des valeurs ou des attitudes. Lorsque l’approximation est manifestement faite par excès, il est recommandé, par souci de précision, de lui préférer à la louche.

EXEMPLE : Le patron a calculé les rallonges au pif.

NOTE : Dans l’exemple ci-dessus, l’usage de à la louche n’est jamais nécessaire.

4.3.2 à vue de nez : unité dérivée de la précédente.

EXEMPLE : À vue de nez, il est l'heure de se casser !

NOTE : Cette unité met en évidence le grand avantage de la pifométrie sur les systèmes conventionnels. La finesse de la mesure est garantie par l’utilisation conjointe de deux sens complémentaires. Il est en effet scientifiquement notoire, et la pratique courante le confirme, que la vision et l’odorat sont des sens qui coopèrent étroitement : quelqu'un qui "manque de flair" se met souvent "le doigt dans l'œil".

4.3.3 Le cheval près : unité d'estimation grossière, indiquant que la mesure effectuée eût mérité une plus grande acuité. Elle s’applique également pour exprimer une notion d’imprécision plus ou moins légère.

EXEMPLE 1 : Mon projet nécessite un investissement de 1 Meuros, à un cheval près

NOTE : dans cet exemple, l’usage de à la louche est également approprié.

EXEMPLE 2 : Mon compte-rendu est conforme à ce qui a été dit, à un cheval près

4.3.4 le poil près : unité d'estimation fine, le plus souvent par défaut. Les sous-multiples sont le quart de poil près et le micropoil près. Lorsque le degré de précision requise confine aux limites du commensurable, le recours à l’unité dérivée poil de cuisse de grenouille près, voire son sous-multiple le quart de poil de cuisse de grenouille près, devient indispensable.

EXEMPLE : aujourd’hui, j'ai fait mes heures de boulot, à un poil près.

NOTE : L'exemple met en évidence une notion d'incertitude par défaut, mais pas trop.

4.3.5 la poussière : unité d'ajustage de haute précision. Compte tenu de son extrême finesse, elle est toujours utilisée au pluriel pour affiner la mesure grossière d’une grandeur par un système conventionnel.

EXEMPLE : Un tuyau de 32 mm de diamètre, et des poussières.

4.3.6 la broutille : unité d'ajustage un peu moins fine que la poussière. Elle est préconisée lorsque la mesure ne requiert pas une précision du feu de dieu.

EXEMPLE : Un déficit de 1 Meuros, et des broutilles.

4.3.7 le pouième : unité générique d’estimation/ajustage pouvant se substituer au poil près et à la poussière : une grandeur peut être estimée au pouième  près et une mesure ajustée avec quelques pouièmes. Elle admet une forme adjective, pouièmesque, qualifiant une grandeur frisant l’impalpable.

EXEMPLE: Les bénéfices de la boîte ont été pouièmesques cette année.

NOTE : Le pouième peut également être employé comme subdivision fine d’une unité conventionnelle, permettant d’en améliorer sensiblement la précision.

EXEMPLE : Le PC a planté un pouième de seconde avant que je ne sauve mon doc.