Le Système international d'unités (SI) est composé de sept unités de base adoptées au niveau international par la Conférence générale des poids et mesures (CGPM). Sept unités que l’on retrouve dans tous les aspects de notre quotidien et à plus forte raison dans l’industrie. Pouvoir s’appuyer sur des mesures toujours plus pointues est indispensable pour innover, déployer des processus industriels, établir des diagnostics médicaux, partir à la conquête de l’espace… Ainsi, depuis deux siècles, les métrologues contribuent à l’amélioration constante des unités de mesure.

Du système métrique décimal au Système international d’unités (SI)

A la fin du XVIIIème siècle, lors de la Révolution française, un système métrique décimal voit Logo SIle jour avec comme premières grandeurs de base (et unités) la longueur (le mètre), la masse (le kilogramme), et le temps (la seconde). La promotion et la dissémination de ce système à travers le monde a été faite par la voie de la Convention du mètre avec, entre autres, la création d’un Bureau international des poids et mesures (BIPM).

La science continue de faire des progrès étonnants dans de nombreux domaines, en particulier avec l’utilisation de l’électricité, le développement des machines à vapeur ou du cinéma. De nouvelles instrumentations comme de de nouvelles machines vont être créées, et il sera nécessaire de définir des paramètres supplémentaires pour satisfaire les besoin relatifs à ces évolutions industrielles.

Le développement de l’industrie électrique génère d’autres progrès techniques, et par voie de conséquence d’autres nécessités métrologiques. L’apparition de l’éclairage fait naître des besoins en terme de photométrie, et le développement des machines à vapeur et de toutes applications industrielles afférentes nécessite des connaissances approfondies en terme de température thermodynamique. Le système métrique décimal doit être complété.

En 1948 une enquête est demandée par la Conférence générale des poids et mesures (CGPM) sur ces trois domaines d’activité (photométrie, électricité et température), au sein des milieux scientifique et métrologique. L’ampère est ajouté en 1948, puis la candela, et le kelvin sont alors introduits lors de la  10ème CGPM en 1954. En  1960, lors de la 11ème CGPM, le système de mesure prend un nouveau nom : le Système international d’unités, ou SI. Le domaine de la chimie et de la biologie ayant des besoins spécifiques - et la masse (kilogramme) étant une grandeur pas tout à fait appropriée pour ce domaine - conduit à l’introduction d’une nouvelle unité dans le SI, la mole, lors de la 14ème CGPM en 1971.  

 

2018, une année charnière pour le Système international d’unités

L’importance de la redéfinition des unités du SI lors de la 26ème CGPM en novembre 2018 est considérable, certaines unités n'ayant pas vu leur définition évoluer depuis 130 ans, comme le kilogramme. Le sujet est à la fois scientifique, international et sociétal, car il a un impact majeur sur la vie courante.

À ce jour, le système international d’unités, le SI, est donc constitué de sept unités de base : le mètre (m), le kilogramme (kg), la seconde (s), l’ampère (A), le kelvin (K), la candela (cd) et la mole (mol). Utilisées par tous au quotidien sans en connaître les fondements,  les origines ni vraiment les définitions, elles sont essentielles dans la science, dans l’industrie et la vie courante. La plupart remontent à de nombreuses années, comme le kilogramme dont la réalisation était donnée par un cylindre de platine et d’iridium : nommé « grand K », le prototype international du kilogramme servait ainsi d’étalon de 1889 jusqu'en 2018.

Or, les enjeux de notre époque sont majeurs, en particulier dans l’industrie et pour l’économie : il faut que les unités s’adaptent aux progrès technologiques, et donc que leurs  définitions évoluent pour permettre des mesures avec des précisions de plus en plus fines, tout en assurant une comparabilité fiable à long terme et une uniformité en tout lieu : on parle de « traçabilité » des mesures.  

Par exemple, dans les télécoms ou en astronomie, il faut des mesures hautes fréquences de plus en plus exactes, de même pour les très hautes températures dans l'industrie. La percée des nanotechnologies et le développement des nouvelles technologies quantiques, créent également des besoins de précision accrus dans des champs de mesure nouveaux, lesquels nécessitent de redéfinir la plupart des unités.

Sur les sept unités du SI, quatre ont ainsi fait l’objet d’une redéfinition profonde en 2018 lors de la 26ème CGPM : le kilogramme, l’ampère, le kelvin et la mole. La seconde et la candela devraient être les prochaines à voir leur définition évoluer, mais elles nécessitent encore des travaux complémentaires avant des modifications de fond.

 

Logo SI avec constantes

Les 7 unités du Système international

logo kg

 

Le kilogramme (kg)

Logo metre

 

Le mètre (m)

Logo seconde

 

La seconde (s)

logo ampere

 

L'ampère (A)

logo kelvin

 

Le kelvin (K)

logo mole

 

La mole (mol)

logo candela

 

La candela (cd)

 

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