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1983 : le mètre basé sur la lumière

En 1983, la définition du mètre change une dernière fois et se base sur la propagation de la lumière dans le vide : au lieu d'exprimer la vitesse de la lumière à partir du mètre, lui-même défini à partir de la longueur d'onde d'une radiation de l'isotope de masse atomique 86 du krypton, les géodésiens proposent de définir le mètre à partir de la vitesse de la lumière directement. Le mètre devient alors la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299 792 458 de seconde. Depuis cette date, la vitesse de la lumière dans le vide est connue sans erreur, puisqu'elle sert de constante de définition : c = 299 792 458 m/s. Cette nouvelle définition, qui s'appuie donc sur une constante physique universelle et non plus sur un objet matériel, ni même sur une radiation émise par une substance particulière, a de très bonnes garanties de pérennité. 

La lumière à travers un prisme


 DU PRINCIPE A L'UTILISATION 
 AU SERVICE DE LA SCIENCE 
1889 : le mètre-étalon

Avec les progrès de la géodésie* et de la physique, la qualité métrologique* de l'étalon de 1791 se révélait peu à peu insuffisante. La Convention du Mètre, signée le 20 mai 1875, par dix-huit États, créa le Bureau international des poids et mesures (BIPM). La mission de ce laboratoire scientifique permanent était de conserver des étalons internationaux du mètre et du kilogramme, et de vérifier les étalons nationaux. L'étalon international choisi fut un mètre basé sur la définition de 1791, mais en platine iridié et à une température de métal précise. L’étalon est matérialisé par la règle en platine du pavillon de Breteuil à Sèvres.

Gravure de la création du mètre étalon (crédit : compendium)


 AU FIL DE L'HISTOIRE 
AU FIL DE L'HISTOIRE
1668 : le mètre basé sur le temps

En 1668, l’anglais John Wilkins publie la description d'une « mesure de longueur universelle », une unité de mesure dans le système décimal qui serait la longueur d'un pendule qui oscille avec un battement d'une seconde, soit une période* de 2 secondes. Sa longueur fondamentale est de 38 pouces de Prusse, soit 993,7 mm. 

John Wilkins
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LA REGLE
Antiquité : le pied romain

Au début de l'ère chrétienne, une relative uniformité des unités de longueur avait régné, dans le bassin méditerranéen, grâce à la suprématie de l'Empire romain qui avait imposé de fait le pied romain comme référence (un pied romain = 296 mm). Avec la décadence puis le morcellement de l'Empire romain, chaque peuple a progressivement défini une unité de mesure de longueur adaptée à sa région, à son activité et à ses besoins. Plusieurs projets d'unification, lancés par divers monarques, n'ont pu mettre fin à ces pratiques locales.

Carte de l'empire romain


1791 : à la recherche d'un étalon universel

Issu de la philosophie de la Révolution Française, le mètre fut défini officiellement en 1791 par l'Académie française des sciences comme étant la dix-millionième partie de la moitié de méridien terrestre soit le dix-millionième de la distance pour aller par le plus court chemin d’un pôle à un point donné de l’équateur. Afin d'obtenir une valeur concrète, le mathématicien Delambre  fut chargé en 1792 de mesurer la distance entre Dunkerque et Rodez pendant que l'astronome Méchain mesura celle de Barcelone à Rodez. Cela devait permettre d'établir précisément et concrètement la valeur du mètre. Après 7 années de travaux, la valeur du mètre fut établie à ce qui correspond aujourd'hui à 1 000,1966 mm, définition en vigueur pendant près d'un siècle. 

Définition du mètre (crédit : compendium)


La Révolution Française : la fin des références à l'humain

Jusqu’au XVIIIe siècle, les longueurs étaient mesurées en référence à l'humain, comme le pouce, le pied (12 pouces, environ 0,31 m), la toise (6 pieds soit 1,9 m), la coudée (équivalente à la longueur du coude jusqu’à l’extrémité de la main, soit environ 45 cm), l'empan (largeur d’une main ouverte). Comme chaque être humain est différent, on prenait souvent comme référence le roi, ce qui était un symbole monarchique fort. C’est en France, en pleine période révolutionnaire et en accord avec la philosophie des Lumières, qu’il fut donc décidé de supprimer toute référence à un homme particulier et de choisir un étalon non humain unique, et d'utiliser des multiples et sous-multiples de 10. 

Usage des nouvelles mesures, 1800


1960 : le mètre basé sur l'infiniment petit

La conférence générale des poids et mesures propose pour le mètre une définition basée sur la longueur d’onde* de radiations d’atomes du Krypton* 86. Les progrès de la spectroscopie et de la physique quantique conduisent à retenir le mètre comme 1 650 763,73 longueurs d'onde d'une radiation orangée émise par l'isotope* 86 du krypton.

William Ramsay, découvreur du krypton


1500 av J-C : la plus vieille règle connue

La plus ancienne règle a été découverte dans la vallée de l’Indus à Lothal (actuellement au Gujarat, situé à l’ouest de l’Inde) et daterait de 1500 avant J-C. Elle est faite en ivoire.  La civilisation de la vallée de l’Indus créa la règle pour des utilisations géométriques, pour mesurer la taille des hommes et des constructions. 

Ruines de la civilisation de la vallée de l'Indus