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Le kilogramme-étalon ne pèse plus.. un kilo..




Le kilogramme-étalon, conservé depuis plus d'un siècle à Sèvres près de Paris, aurait maigri ou grossi au cours du temps. Il faut donc le remplacer. Une conférence internationale s’est penchée sur la question et fait état d'une « avancée historique » en ce sens.



Mesures de poids
Mesures de poids
Comment arriver à un « kilo stable » ? Il y a débat depuis plus de dix ans, l’idéal étant d'aboutir à une nouvelle définition, indépendante de tout objet physique. C’était le thème de la 24e Conférence générale des Poids et mesures (CGPM)


Ce fameux étalon n’est pas tout jeune puisqu’il date 1889. C’est un cylindre de 39 millimètres de diamètre et de hauteur composé à 90% de platine et à 10% d'iridium. Cet objet précieux repose sous trois cloches de verres dans un coffre-fort au Pavillon de Breteuil à Sèvres.


Mais depuis 122 ans, il a vu sa masse varier par rapport à celles des six copies officielles fabriquées à la même époque, l'écart serait d'environ 50 microgrammes (millionièmes de gramme). "C'est à peu près 0,5 microgramme par an", indique Alain Picard, directeur du département des masses du Bureau international des poids et mesures (BIPM ).


Actuellement, le prototype international représente l'unité de masse et « fait exactement 1 kg, mais on ne sait pas s'il maigrit ou s'il grossit », a-t-il ajouté en évoquant de possibles "effets de surface" pour expliquer les infinitésimales variations constatées. Le projet de remplacer cet étalon pas assez stable, en recourant à une "meilleure définition d'une unité de masse", comme cela a été le cas pour le mètre-étalon dès 1960, puis de nouveau en 1983. Toujours selon Alain Picard « Pour l'instant, aucune décision n'a été prise" et aucun changement concret n'est attendu avant 2014 ».


Jusqu’à présent le kilogramme est défini à partir de constantes fondamentales de la physique, en particulier celle découverte en 1900 par Max Planck, un des pères de la physique quantique. La constante de Planck correspond au plus petit quanta ou paquet d'énergie que peuvent échanger deux particules.


Cette dernière Conférence générale des Poids et mesures a proposé de lui donner une valeur exacte (6,62606... x 10 puissance -34 joule seconde), en ajoutant quelques décimales grâce aux expériences en cours. Il y a deux systèmes qui permettraient de redéfinir le kilogramme. La "méthode Avogadro ", c’est-à-dire qu’on compte le nombre d'atomes qu'il y a dans une sphère de silicium de 1 kg. Et la deuxième méthode c’est "la balance du watt ". C’est un instrument électromécanique très complexe, dont il n'existe que cinq exemplaires sur la planète, qui devrait permettre de relier la valeur de la constante de Planck avec celle du kilo en comparant puissance mécanique et puissance électrique. Pour obtenir la bonne définition du kilogramme, les meilleurs résultats des balances du watt devront être en accord avec ceux du projet international Avogadro.


Selon Alain Picard "Pour l'instant aucune décision n'a été prise et aucun changement concret n'est attendu avant 2014.

Dominique Desaunay
05/11/2011
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