La normalisation de l’unité de longueur, l’aventure du système métrique

étalons de longueur, musée de Florence

étalons de longueur, musée de Florence

Éphéméride

Le 22 septembre 1872, s’ouvraient les conférences de la commission internationale du mètre.

Les premiers étalons de longueur furent rapportés aux membres humains : l’aune, qui sert à mesurer les tissus, à la longueur du bras ; pour mesurer de courtes distances, il est simple et rapide de juxtaposer les pieds bout à bout.
L’histoire de la normalisation décrit les étapes à franchir entre cette loi des moyennes et l’étalon de mesure, déposé dans un lieu officiel.

19 mars 1791

Cercle à réflexion de Borda © Musée des arts et métiers, l'Album

Cercle à réflexion de Borda © Musée des arts et métiers, l'Album

L’Assemblée Nationale décide d’unifier les poids et mesures. Une commission, nommée par l’Académie des Sciences, se prononce pour l’adoption du quart du méridien terrestre, dont la dix-millionième partie sera le mètre. Ainsi se trouve légalisé le choix «d’une unité qui… ne renferme rien ni d’arbitraire ni de particulier à la situation d’aucun peuple sur le globe».

18 germinal an III (7 avril 1795)

Un décret institue le Système métrique décimal. L’acceptation de ce système ne se fait pas sans heurts… Une distribution des nouvelles mesures décimales sur le marché public de Clamecy, en avril 1837, dégénère, les autorités et les invités doivent céder la place à la foule qui brise toutes les mesures. Ce n’est qu’en 1840 que son usage exclusif est adopté en France.

Années 1870

Bureau international des poids et mesures

Bureau international des poids et mesures

En 1867, la seconde conférence générale de l’Association Géodésique Internationale constate les différences systématiques obtenues dans les grandes triangulations européennes. Il devient urgent de fixer l’unité commune de mesure pour tous les pays d’Europe. La Conférence recommande le choix du système métrique et la création d’un Bureau international européen de poids et mesures.

En 1869, Napoléon III approuve la création d’une commission préparatoire et invite les états étrangers à s’y faire représenter. La commission internationale du mètre se réunit en 1870 et 1872. On fabrique avec toutes les précautions nécessaires les règles en platine.

La création de cette commission aboutit, le 20 mai 1875, à la Conférence diplomatique du Mètre : 17 États sur les 20 représentés s’engagent à fonder et à entretenir un Bureau International des Poids et Mesures, scientifique et permanent, dont le siège est fixé en France, berceau du Système métrique.

14 octobre 1960

étalonnage d'un mètre métallique avec l'étalon au krypton

étalonnage d'un mètre métallique avec l'étalon au krypton

Le méridien terrestre n’est pas une référence naturelle stable. Les savants décident alors de choisir comme étalon naturel la longueur d’onde lumineuse, plus stable et moins inaltérable: le mètre est égal à 1 650 763,73 longueurs d’ondes dans le vide de la radiation orangée du krypton 86. Ce nouveau mètre est en réalité plus court de 0,25µm que l’ancien. L’erreur est excusable !

octobre 1983

Le CGPM (Conférence Générale des Poids et Mesures) décide de la dernière tribulation du mètre: c’est la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299 792 458 de seconde…

La précision atteinte dans la définition de l’étalon de temps (horloge à vapeur de rubidium) fait que l’on définit l’étalon de longeur par rapport à lui.

Le premier mètre

À défaut de mesurer le quart d’un méridien, la Commission se borne à la mesure d’un arc compris entre Dunkerque et Barcelone. Delambre, entre Dunkerque et Rodez, Méchain, entre Rodez et Barcelone, doivent affronter de grosses difficultés, dont des arrestations, l’endommagement et la destruction de leurs ouvrages géodésiques. Ils mettent plus de six ans à exécuter leur tâche.

Le pavillon de Breteuil à Sèvres

Lieu paisible et soustrait aux vibrations importantes, il est gracieusement mis à la disposition du Comité International des Poids et Mesures par le Gouvernement français  le 4 octobre 1875.
Ce pavillon constitue en quelque sorte une enclave internationale sur le sol français. Il est devenu la «Mecque» des étalons métriques et de la métrologie scientifique internationale.

L’expansion du mètre

nouvelles mesures de longueur, bureau des poids et mesures, 1800-1801

nouvelles mesures de longueur, bureau des poids et mesures, 1800-1801

– 1816, il est déclaré obligatoire dans les Pays-Bas (actuel Bénélux),
– 1849, il est adopté en Espagne,
– 1860, les pays d’Amérique Latine s’y rallient.
Au début du XXe siècle, 36 pays (plus une quinzaine de colonies à l’époque) avaient adopté le Système métrique à titre obligatoire, et sept à titre facultatif.
Même le Canada et l’Australie l’adoptent en 1970…

L’Angleterre conserve ses propres étalons…Un ingénieur qui travaillait sur le Concorde m’a détaillé les pertes de temps et d’argent dues à la nécessité d’adapter les pièces fabriquées par les Français à celle des moteurs fournis par les Anglais: les cotes n’étaient pas calculées selon les même unités.

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