Unités de mesure

L’une des exigences fondamentales de la science est la capacité non seulement de définir, mais aussi de mesurer; c’est particulièrement vrai en Physique, où la précision et la reproductibilité sont deux caractéristiques essentielles.

Toute grandeur physique doit être accompagnée de ses unités. Lorsque nous associons des unités à une grandeur physique quelconque nous la comparons avec une valeur de référence. Cette valeur est unitaire et s’appelle l’unité de mesure. Par exemple si nous mesurons la distance entre deux points et nous disons qu’elle vaut 200 mètres, cela signifie que cette distance est égale à deux cent fois la distance de référence que nous appelons mètre.

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La définition d’un bon système de mesure est un sujet qui a intéressé l’être humain durant des milliers d’années. C’est important non seulement dans le domaine de la science, mais aussi dans le domaine du commerce. L’image suivante montre un deben, une unité de mesure du poids utilisée dans l’Egypte antique.

Les premiers systèmes de mesure développés par l’être humain étaient basés sur les dimensions du corps humain ou d’objets quotidiens (tige, pied, grains de riz, etc). Le problème avec ces systèmes primitifs est qu’ils étaient spécifiques aux communautés qui les créaient, ce qui rendait difficile l’échange de biens et de connaissances en dehors de celles-ci. Avec l’avénement des voyages vers des terres chaque fois plus éloignées, il devint nécessaire de créer un système d’unités standards qui puissent être utilisées par un nombre croissant de personnes de cultures différentes séparées par des distances chaque fois plus importantes.

Ce que l’on appelle aujourd’hui le Système International (SI) commença à être défini durant la révolution française et le 22 Juin 1799 furent déposés aux Archives de la République à Paris deux étalons de platine, l’un correspondant au kilogramme (unité de masse) et l’autre au mètre (unité de longueur). Afin d’encourager l’utilisation de ces nouvelles unités de mesure, des copies en marbre du mètre étalon furent installées sur différents bâtiments de Paris.

Le Système international d’unités évolua avec le temps jusqu’à ce qu’en 1971 il finalisa avec sa version actuelle qui inclus sept unités de base. Ces unités, sauf le kilogramme, sont toutes basées sur des phénomènes physique. En mai 2019, le kilogramme devrait être redéfini car le kilo étalon (le Grand K) déposé au bureau international des Poids et Mesures perds progressivement de la masse et il est nécessaire de le redéfinir d’une façon plus stable.

Les unités de base du Système International sont celles qui apparaissent dans la table suivante:

Grandeur Physique Unité Symbol
Longueur mètre m
Temps seconde s
Masse kilogramme kg
Intensité du courant électrique ampère A
Température kelvin K
Quantité de matière mole mol
Intensité lumineuse candela cd

Les symboles de ces unités s’écrivent en général en minuscules, sauf celles qui proviennent du nom d’une personne. dans ce cas elles s’écrivent avec une majuscule. Cette règle est valide tant pour les unités fondamentales (K, A) que pour celles qui en sont dérivées: newton (N), tesla (T), etc.

Nous avons représenté dans la figure suivante un schéma des unités fondamentales du Système International.

Vous pouvez obtenir plus d’information sur la définition de ces unités à partir de la page officielle du Bureau International des Poids et Mesures (BIPM).

Nous utiliserons les unités du Système International dans les pages de ce site, ainsi que des unités dérivées des septs unités fondamentales lorsque cela sera nécessaire.

Le Système International est décimal, ce qui signifie que les multiples et sous-multiples des unités s’expriment en puissances de 10. Dans la table suivante nous avons représenté quelques-uns des préfixes du Système International.

10n Préfixe Symbole Equivalent décimal
1024 yotta Y 1 000 000 000 000 000 000 000 000
1021 zetta Z 1 000 000 000 000 000 000 000
1018 exa E 1 000 000 000 000 000 000
1015 peta P 1 000 000 000 000 000
1012 tera T 1 000 000 000 000
109 giga G 1 000 000 000
106 mega M 1 000 000
103 kilo k 1 000
102 hecto h 100
101 deca da / D 10
100 aucun 1
10-1 deci d 0.1
10-2 centi c 0.01
10-3 mili m 0,001
10-6 micro µ 0,000 001
10-9 nano n 0,000 000 001
10-12 pico p 0,000 000 000 001
10-15 femto f 0,000 000 000 000 001
10-18 atto a 0,000 000 000 000 000 001
10-21 zepto z 0,000 000 000 000 000 000 001
10-24 yocto y 0,000 000 000 000 000 000 000 001
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