Mètre

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Voir « mètre » sur le Wiktionnaire.

La barre de platine-iridium utilisée comme prototype du mètre de 1889 à 1960.

Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international (SI). Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1/299 792 458 seconde.

Sommaire

1 Historique
2 Relation avec d'autres unités de mesures
3 Quelques points de repères
4 Multiples et sous-multiples du mètre
- 4.1 Description de multiples
- 4.2 Description des sous-multiples
5 Bibliographie
- 5.1 Articles connexes
- 5.2 Liens externes
6 Notes et références

Historique

En 1668, le philosophe Anglais John Wilkins publie la description d'une mesure universelle, d'unités décimales, et dont la longueur fondamentale est de 38 pouces de Prusse (1 pouce prussien = 26,15 mm), soit de 993,7 mm. Sept ans plus tard, le savant Italien Tito Livio Burattini publie en 1675 Misura Universale, ouvrage dans lequel il renomme la mesure universelle de Wilkins en mètre (metro cattolico) et la redéfinit comme étant la longueur d'un pendule qui oscille avec une demi-période d'une seconde, soit environ 993,9 mm actuels. Louis XVI va concrétiser une longue série de tentatives en signant le 8 mai 1790 le projet d'unification des poids et mesures du Royaume de France, proposé par Talleyrand. Suite au rapport du 19 mars 1791 de l'Académie des sciences, et sur proposition du Chevalier Jean-Charles de Borda, le « mètre » de Burattini, est adopté comme unité de longueur. Auparavant, les longueurs étaient mesurées en référence à l'humain (le pouce, le pied, la toise) ; comme chaque être humain est différent, on prenait souvent comme référence le roi, ce qui était un symbole monarchique fort. Il fut donc décidé, afin de supprimer toute référence à un homme particulier et pour faciliter la diffusion du savoir, de choisir un étalon non humain unique et d'utiliser des multiples et sous-multiples de 10. Exit ainsi le pied qui valait douze pouces.

Mètre étalon par Chalgrin
36, rue de Vaugirard, Paris, VI^e
(marbre et laiton)^[1]

Le mètre fut officiellement défini pour la première fois en 1790 par l'Académie des sciences comme étant la dix-millionième partie d'un quart de méridien terrestre. Il fut adopté par la France le 7 avril 1795 comme mesure de longueur officielle. Quelques années plus tard, en 1799, un mètre-étalon en platine fut créé à partir de cette définition et devint la référence. De février 1796 à décembre 1797, la Convention fit placer dans Paris seize mètres-étalons gravés dans du marbre pour familiariser la population avec la nouvelle mesure. Aujourd'hui, il n'en subsiste que quatre : l'un est au 36 de la rue de Vaugirard, à droite de l'entrée ; le deuxième, replacé en 1848, est au 13 de la place Vendôme, à gauche de l'entrée du ministère de la Justice, le troisième est à Croissy-sur-Seine, dans un mur de la rue au Mètre, ^[2] Yvelines et le quatrième à Sceaux (Hauts-de-Seine).

En juin 1792 Jean-Baptiste Joseph Delambre fut chargé de mesurer la distance entre Dunkerque et Rodez pendant que Pierre Méchain mesura celle de Rodez à Barcelone. Cela permit d'établir précisément la valeur du mètre. En 1793, à Montjouy à Barcelone, Méchain détecta une incohérence entre les longueurs relevées et le relevé astronomique de la position des étoiles. La guerre franco-espagnole l'empêcha de réitérer ses mesures. Cet écart (qui n'était en fait pas dû à une erreur de manipulation mais à l'incertitude des instruments utilisés) le plonge dans un profond trouble et il met tout en œuvre pour éviter de devoir rendre compte de ses travaux à Paris. En 1799, il se résigne à se rendre à une conférence internationale qui salue son œuvre scientifique. Il maquille alors ses résultats, ce qui rendra le mètre trop court de 0,2 mm. La « fraude » ne sera découverte par Delambre qu'en 1806, année où il réétudiera l'ensemble des résultats lors de la rédaction de Base du système métrique.

En 1889, le Bureau des poids et mesures redéfinit le mètre comme étant la distance entre deux points sur une barre d'un alliage de platine et d'iridium. Cette barre est toujours conservée au Pavillon de Breteuil à Sèvres.

En 1960, grâce à l'avènement des lasers, la 11^e Conférence générale des poids et mesures (CGPM) définit le mètre comme 1 650 765,73 longueurs d'onde d'une radiation orangée émise par l'isotope 86 du krypton.

Enfin la conférence de 1983 se fonda sur la lumière et redéfinit le mètre comme étant la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1/299 792 458 secondes. La vitesse de la lumière dans le vide étant la même en tout point (résultat établi par la relativité restreinte), c'est une définition plus facile à communiquer et universelle. C'est surtout une distance plus facile à mesurer qu'une distance entre deux points, la seconde étant l'unité du Système international (SI) la mieux mesurée.

Relation avec d'autres unités de mesures

Il existe une relation entre l'unité de mesure (mètre), l'unité de masse (kilogramme), les unités de surface (mètre-carré) et les unités de volume (mètre-cube ou litre, utilisé souvent pour désigner le volume des liquides) :

un mètre carré (m²) est la surface d'un carré dont chaque côté mesure un mètre ;
un mètre cube (m³) est le volume d'un cube dont chaque arête mesure un mètre ;
à l'origine, le kilogramme fut défini comme la masse d'un dm³ d'eau pure.

Quelques points de repères

Un homme adulte mesure environ 1,80 m.
La taille d'un pied est d'environ 0,30 m.
On parcourt environ 5 000 m en une heure de marche.
Un grand pas fait environ un mètre.
Un pendule de 1 mètre de long effectue une oscillation complète (un aller-retour) en environ 2,0 secondes.

Multiples et sous-multiples du mètre

**Multiples et sous-multiples du mètre**
10^N	Nom préfixé	Symbole	Nombre en français	Nombre en mètres
10²⁴	yottamètre	Ym	Quadrillion	1 000 000 000 000 000 000 000 000
10²¹	zettamètre	Zm	Trilliard	1 000 000 000 000 000 000 000
10¹⁸	examètre	Em	Trillion	1 000 000 000 000 000 000
10¹⁵	pétamètre	Pm	Billiard	1 000 000 000 000 000
10¹²	téramètre	Tm	Billion	1 000 000 000 000
10⁹	gigamètre	Gm	Milliard	1 000 000 000
10⁶	mégamètre	Mm	Million	1 000 000
10³	kilomètre	km	Mille	1 000
10²	hectomètre	hm	Cent	100
10¹	décamètre	dam	Dix	10
10⁰	mètre	m	Un	1
10^-1	décimètre	dm	Dixième	0,1
10^-2	centimètre	cm	Centième	0,01
10^-3	millimètre	mm	Millième	0,001
10^-6	micromètre	μm	Millionième	0,000 001
10^-9	nanomètre	nm	Milliardième	0,000 000 001
10^-12	picomètre	pm	Billionième	0,000 000 000 001
10^-15	femtomètre	fm	Billiardième	0,000 000 000 000 001
10^-18	attomètre	am	Trillionième	0,000 000 000 000 000 001
10^-21	zeptomètre	zm	Trilliardième	0,000 000 000 000 000 000 001
10^-24	yoctomètre	ym	Quadrillionième	0,000 000 000 000 000 000 000 001

**Anciens multiples et sous-multiples du mètre**
10^N	Préfixe	Symbole	Nombre en français	Nombre en chiffre
10⁴	myriamètre	mam	Dix mille	10 000
10^-4	myriomètre	mom	Dix-millième	0,000 1
10^-10	ångström	Å	Un dix-milliardième (cent billionièmes)	0,000 000 000 1

Description de multiples

De fait, au-delà du milliard de kilomètres on utilise rarement l'unité standard : on lui préfère l'ua, unité astronomique, d'où est déduite l'unité dérivée, le parsec : ceci était nécessaire pour ne pas dénaturer les mesures précises de distance de parallaxe par une réévaluation de l'ua, liée à la valeur de la constante gravitationnelle G. Cette situation peu œcuménique a été levée par les mesures directes par écho radar sur les planètes.

Article détaillé : Ordre de grandeur (longueur).

Décamètre: 1 dam = 10 m.; Cette unité est adaptée au calcul de la superficie d'un terrain, par le biais de l'are, superficie d'un carré d'un décamètre de côté.

Hectomètre: 1 hm = 100 m.; Cette unité est adaptée au calcul de la superficie d'une terre agricole, par le biais de l'hectare, superficie d'un carré d'un hectomètre de côté.

Kilomètre: 1 km = 1 000 m.; C'est le multiple du mètre le plus fréquemment utilisé pour mesurer les distances terrestres (comme par exemple entre les villes). Le long des routes, les bornes kilométriques sont placées tous les kilomètres.

Myriamètre: 1 mam = 10 000 m.

Mégamètre: 1 Mm = 10⁶ m = 1 000 000 m.

Gigamètre: 1 Gm = 10⁹ m = 1 000 000 000 m.; C'est un multiple du mètre utilisé pour mesurer les distances interplanétaires courtes, par exemple entre une planète et ses satellites naturels. La Lune orbite à 0,384 gigamètre de la Terre (environ 1,3 seconde-lumière).; Il équivaut à 1 million de km, soit 1×10⁶ km.

Téramètre: 1 Tm = 10¹² m = 1 000 000 000 000 m.; C'est un multiple du mètre utilisé pour mesurer les grandes distances interplanétaires. Par exemple la planète naine Pluton orbite à une moyenne de 5,9 téramètres du Soleil.; Téramètre = un milliard de km.

Pétamètre: 1 Pm = 10¹⁵ m = 1 000 000 000 000 000 m.; Une année-lumière vaut environ 9,47 Pm.

Examètre: 1 Em = 10¹⁸ m = 1 000 000 000 000 000 000 m.; C'est une distance interstellaire typique dans la périphérie galactique.

Zettamètre: 1 Zm = 10²¹ m = 1 000 000 000 000 000 000 000 m.; Notre galaxie mesure quelques zettamètres de diamètre.

Yottamètre: 1 Ym = 10²⁴ m. = 1 000 000 000 000 000 000 000 000 m.; C'est une bonne unité de mesure des distances intergalactiques.

Description des sous-multiples

Article détaillé : Ordre de grandeur (longueur).

Décimètre: 1 dm = 0,1 m.; Au cours du XX^e siècle, la règle graduée standard des écoliers était le double-décimètre et les programmes scolaires se référaient à cette appellation.

Centimètre: 1 cm = 0,01 m.; Le centimètre est une des unités de base du système CGS.

Millimètre: 1 mm = 0,001 m.; Une représentation graphique manuelle précise nécessite l'utilisation de papier millimétré.

Myriomètre: 1 mom = 0,000 1 m.

Micromètre: 1 µm = 10^-6 m = 0,000 001 m.; Le micromètre était autrefois appelé « micron » (symbole : µ). L'utilisation du terme « micron » a été bannie par la 13^e CGPM en 1968.

Nanomètre: 1 nm = 10^-9 m = 0,000 000 001 m.

Le nanomètre est utilisé pour mesurer les longueurs d'ondes comprises entre l'infrarouge et l'ultraviolet, et la finesse de gravure d'un Microprocesseur. La limite théorique qui fait la frontière entre le micro-électronique et la nanoélectronique est une finesse de gravure de 100 nm.

Ångström: 1 Å = 10^-10 m = 0,000 000 000 1 m.; Cette mesure ne fait pas partie du système international, mais est couramment utilisé pour mesurer les rayons atomiques. Pour en savoir plus, voir l'article Ångström.

Picomètre: 1 pm = 10^-12 m = 0,000 000 000 001 m.

Femtomètre: 1 fm = 10^-15 m = 0,000 000 000 000 001; Le femtomètre fut d'abord nommé « fermi » en l'honneur du physicien italien Enrico Fermi (le fermi comme tel ne fait pas partie du Système international).; Le femtomètre est fréquemment utilisé pour mesurer le diamètre d'un noyau atomique. Le diamètre d'un noyau atomique peut aller jusqu'à 15 fm.

Attomètre: 1 am = 10^-18 m = 0,000 000 000 000 000 001 m.

Zeptomètre: 1 zm = 10^-21 m = 0,000 000 000 000 000 000 001 m.; Cette unité a un intérêt croissant au sein de la communauté scientifique. En effet, le domaine de l'infiniment petit étant en plein essor, des unités de plus en plus petites sont utilisées, par exemple dans le cadre de l'étude des particules.

Yoctomètre: 1 ym = 10^-24 m. = 0,000 000 000 000 000 000 000 001 m.; L'unité tombe dans le « vide » séparant la longueur de Planck (≅4×10^-11 ym) des longueurs significatives.

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Définition sur Wiktionnaire.

Bibliographie

Ken Alder, Mesurer le monde, l'incroyable histoire de l'invention du mètre, Flammarion, 2005. ISBN 978-2-08-121311-1

Liens externes

(fr) histoire du mètre, par le Ministère de l'Économie, des Finances et de l'Industrie de France
(fr) L'Histoire du Mètre, site complet sur l'histoire du mètre, de la Révolution à nos jours
(fr) La convention du mètre qui instituera le BIPM, institution initiatrice du système international
(fr) Conversion métrique en ligne
(fr) Conversion d'unités de longueur

Notes et références

↑ Le seul à être resté à son emplacement d’origine parmi les 16 implantés à Paris entre février 1796 et décembre 1797.
↑ Depuis une date récente l'original est conservé à la mairie, il est remplacée par une copie in situ .

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