Pourquoi... un kilo pèse-t-il un kilo ?

Le prototype international du kilogramme, un cylindre en platine irridié, est précieusement gardé à l'abri de toute fluctuation de pression ou d'hygrométrie. Ces contraintes de conservation seront levées si l'on trouve à rattacher le kilo à une constante physique. Source: BIPM

Revenons à la naissance du kilogramme. Avant la Révolution française, la "pile de Charlemagne" est l'étalon royal de masse. Son l'unité principale est la "livre poids-de-marc", qui vaut 489,5 g. Cette pile est un étalon monétaire, servant aux artisans travaillant l'or ou l'argent.

En 1793, le système de mesures est réformé. Le mètre est alors défini comme la dix millionième partie du quart du méridien terrestre. Tous les projets relatifs au nouveau système prévoient alors de lier l'unité de masse avec celle de volume, donc avec celle de la longueur. On s'intéresse alors au décimètre cube d'eau (1 litre).

Du grave au kilogramme
Le 1er août 1793, l'Assemblée décide d'appeler "grave", la masse du décimètre cube d'eau à la température de 4°C. Cette définition est suivie de celle du gramme qui correspond à la masse d'un centimètre cube d'eau.

Le système international d'unités établi en 1960 le mètre (m) : mesure la longueur le kilogramme (kg) : mesure la masse la seconde (s) : mesure le temps l'ampère (A) : mesure l'intensité du courant électrique le kelvin (K) : mesure la température le candela (cd) : mesure l'intensité lumineuse la mole (mol) : mesure la quantité de matière

Puis, lors du décret du 7 avril 1795, apparaît pour la première fois la notion de kilogramme, multiple du gramme. Enfin la loi du 10 décembre 1799 définit le kilogramme par un cylindre en platine "matérialisant" la masse du décimètre cube d'eau à 4°C. En 1889 lors de la 1ère CGPM (Conférence Générale des Poids et des Mesures), le kilogramme est défini comme un cylindre en platine iridié de hauteur égale au diamètre (39 mm).

Un étalon soigneusement conservé
En 1983, la définition du mètre est modifiée, et rattachée cette fois à la vitesse de la lumière, libérant totalement le système métrique de son étalon. Le mètre est la distance parcourue par la lumière dans le vide pendant un 299 792 458e de seconde.

En revanche, à ce jour le raccordement de l'unité de masse à des constantes physiques fondamentales n'a pas encore pu être réalisé.

Quiz Unités de mesure

Le kilogramme est donc la seule unité de mesure du système international qui soit encore définie par un artefact matériel. Cela implique qu'un prototype international soit très précieusement conservé. Celui-ci est entreposé au BIPM (Bureau International des Poids et Mesures) avec 6 copies. Il a été fabriqué dans les années 1880, dans un alliage de 90% de platine et 10 % d'iridium.

Des recherches se poursuivent au niveau international pour trouver des possibilités de ramener l'unité de masse à des constantes physiques fondamentales, sur le modèle des autres unités de base ; par exemple en ayant recours à des unités électriques basées sur la physique quantique.

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Le Bureau International des Poids et Mesures | Métrologie et accréditation suisse