Nouvelle définition du kilo : la fin du deux poids, deux mesures

Corentin : La 26e réunion de la Conférence générale des poids et mesures (CGPM), qui se tenait du 13 au 16 novembre à Versailles, a cautionné une nouvelle définition du kilogramme et ce grâce à la constante de Planck. C’est ce qu’on va essayer de comprendre avec Laura Aupiais. Bonjour Laura…
Laura : Bonjour Corentin, bonjour à tous. En effet, comme diraient certains le kilogramme est mort, vive le kilogramme.
Le kilogramme de référence qui se nommait le grand K ou PIK pour Prototype International du Kilo, était jusqu’à présent conservé au pavillon de Breteuil, au sommet du parc de Saint-Cloud.
Corentin : A quoi ressemble t-il ? Qu’est-ce que c’est ?
L : Il s’agissait d’un cylindre de platine et d’iridium. Il est protégé sous trois cloches de verre, elles-mêmes enfermées dans un coffre fort. Utilisé depuis 1889 comme étalon absolu pour définir le kilogramme, c’était une copie dans un alliage différent de celui créé en 1799 lors de l’adoption du système métrique.
Et depuis, tous les pays qui signaient la convention du mètre recevait une copie de ces prototypes.
Corentin : Peux-tu rappeler sur quoi se base la définition du kilo ?
L : Pour ça, on va écouter le journaliste Karim El Hadj qui a réalisé une vidéo pour la chaîne youtube du journal Le Monde, il y a quelques semaines.
[SON 1 - Le kilo Vidéo le monde - 25s]
Corentin : Mais pourquoi doit-on changer sa définition ?
L : Parce qu’au fil des décennies, les copies du grand K ont parfois changé de masse. Sur la centaine de prototypes distribués, certains ont été abîmés, d’autres ont vu leur masse changer sans qu’on puisse y trouver d’explication. Ce sont des constatations qui ont été faite à plusieurs moments du XXe siècle notamment en 1948 et en 1989.
La plupart ont pris de la masse en un siècle de l’ordre de 50 microgrammes en moyenne par an.
Corentin : Ce n’est pas énorme comme variation...
L : C’est vrai mais en chimie ou en électronique on travaille généralement au nanogramme près, donc une variation de 50 microgrammes n’est pas anodin.
Et c’est d’ailleurs pour cette raison que les physiciens du Bureau International des Poids et Mesures comptent se mettre d’accord sur une nouvelle mesure, basée sur une constante.
Mais tu remarqueras que c’est le cas pour pleins d’unités de mesure. La définition de la seconde ne se base plus sur la rotation de la Terre mais sur les oscillations d’un atome de césium. De même pour le mètre, qui ne se base plus sur un morceau de métal, mais sur la vitesse de la lumière.
Corentin : On va vers quelque chose de plus précis quoi.
L : Exactement. C’est pourquoi on dit au revoir au grand K et on dit bonjour au petit “h” car le kilo sera défini à partir de la constante de Planck, c’est-à-dire à partir du seuil d’énergie minimum que l’on puisse mesurer sur une particule.
Le kilogramme était la dernière unité à se baser sur un objet matériel, il fallait donc trouver quelque chose pour pallier ça.
D’autant plus que d’autres unités de mesure découlent de la définition du kilogramme. Comme la mole, l’ampère et la candela, cette dernière sert à mesurer l’intensité lumineuse ou l’éclat perçu par l’œil humain d’une source lumineuse.
Corentin : A quoi correspond la constante de Planck alors ?
L : La constante de Planck est notée h et c’est égal à six-virgule six-deux-six zero-sept zero un-cinq exposant moins 34 kilogramme joule seconde.
Et pour conceptualiser cette formule, on va écouter Franck Bielsa, physicien spécialiste en métrologie au bureau international des poids et des mesures.
[SON 2 - 25s]
Et donc à compter du 20 mai 2019, la définition du kilogramme sera basée sur cette constante.
Corentin : Pourquoi ?
L : Si ces lois de la nature sont universelles ça veut dire que nous pouvons aller n’importe où dans l’univers et réaliser le même kilogramme, le même mètre et la même seconde. Un des objectifs du système métrique à la révolution française d’ailleurs...et c’était aussi celui de Max Planck, il disait qu’on pourrait utiliser des unités valables et explicables à des extraterrestres.
Corentin : Au delà de tout l’aspect scientifique qui est déjà passionnant, ça nous permettra de vendre le même kilo de pommes de terre partout dans la galaxie ! Merci Laura pour ces explications sur la consolidation du bon vieux système métrique et à la prochaine !