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MESURE - Étalons fondamentaux
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Source : Universalis Edu - 2017
La mesure du temps s'est appuyée, depuis la plus haute antiquité, sur un phénomène naturel et universel, le jour. Comme il n'existait rien d'analogue pour les mesures de longueur, de volume ou de masse, pourtant aussi anciennes que le commerce et l'impôt, les divergences d'intérêt aidant, ces mesures furent longtemps rapportées à une multitude d'étalons, différents suivant le lieu, l'époque, la nature du produit à mesurer, et souvent très imprécis. Certaines unités anciennes tels le pied, le pouce, la toise faisaient appel à des dimensions du corps humain, instrument de mesure certainement pratique et universel, mais sujet à variations.L'usage d'étalons universels, invariables, définis avec précision et conservés avec soin, ne s'est imposé qu'aux xviiie et xixe siècles. En imaginant les systèmes d'unités, dont le système métrique est le prototype, les savants de l'époque montrèrent en outre qu'on peut rattacher toutes les mesures à un très petit nombre d'étalons : avec le méridien terrestre, étalon de longueur, il était possible de définir non seulement le mètre, mais encore le mètre carré, le mètre cube et, grâce à l'eau pure, le kilogramme, poids d'un décimètre cube d'eau. On dirait aujourd'hui que les étalons fondamentaux (méridien terrestre, jour solaire, eau pure) permettent de définir les unités de base (mètre, seconde, kilogramme) et les unités dérivées nécessaires pour mesurer la plupart des grandeurs physiques : surface, volume, vitesse, accélération, force, travail, puissance, etc.Les créateurs du système métrique, Jean-Charles Borda, Condorcet, Joseph Louis Lagrange, Laplace, Antoine Laurent Lavoisier, Gaspard Monge, Mathieu Tillet, choisirent des étalons permanents et universels par nature ; il était en effet primordial, à l'époque, d'en faciliter l'adoption par tous les peuples. On demande maintenant en premier lieu aux étalons fondamentaux, sur lesquels repose le Système international d'unités, qu'ils donnent les définitions les plus précises des unités de base et, par suite, des unités dérivées.La précision recherchée croît sans cesse, parfois très vite, ce qui oblige de temps à autre à changer d'étalon, mais non d'unités. L'étalon de longueur, par exemple, a été d'abord le méridien terrestre, ensuite une règle en platine iridié, puis la longueur d'onde d'une radiation du krypton. Le mètre a conservé la même valeur malgré ces changements. On l'a défini, en 1983, comme égal au trajet parcouru par la lumière en un 299 792 458-ième de seconde pour que sa longueur coïncide avec celle que définissait l'étalon précédent. Ainsi préserve-t-on la permanence des mesures sans entraver leur progrès.