Direct Matin Montpellier Plus

26-03-2014

BEAUX ÉTALONS

Que signifie faire une mesure ? Plus généralement, qu’est ce que la métrologie ?
Mesurer, c’est comparer… Pour que la mesure ait un sens, elle doit être comparée à une valeur de référence et exprimée dans un référentiel connu et partagé par tous, le Système International d’unités (SI). Beaucoup de pays sont dotés d’un Institut National de Métrologie (INM). Son rôle est d’établir les chaînes de traçabilité pour toutes les grandeurs. Ces chaînes garantissent le lien entre la mesure réalisée par l’utilisateur et le SI. La métrologie est la science de la mesure et c’est une discipline essentielle pour permettre l’échange de produits industriels, pour la maîtrise des mesurages, pour vérifier la cohérence des résultats expérimentaux effectués dans les laboratoires académiques et industriels, pour assurer la sécurité des biens et des personnes (appareils de contrôle dans les aéroports, dispositifs médicaux…) et pour préserver l’environnement (qualité de l’air, de l’eau…). Le travail des INM repose sur la réalisation et la conservation des étalons primaires, première étape de la chaîne, la maîtrise de la mesure au plus haut niveau d’exactitude et l’amélioration permanente du niveau des incertitudes.
Comment est apparu le système international d’unités (SI) ?
Le SI est une idée française qui remonte à la révolution ! En 1795, il existait sur le territoire national plus de sept cents unités de mesure différentes dont les origines étaient à la fois historiques et anthropomorphiques. Il était nécessaire d’apporter un peu de cohérence dans tout cela. À la veille de la révolution, le ministre de Louis XVI, Turgot, demande à Condorcet
de se pencher sur l’établissement d’un système métrique qui permettrait au pays, dont les finances sont catastrophiques, de faire des économies. Condorcet reprendra le travail, en temps que député, sous la législative. La France se dote d’un système métrique en 1799. Elle propose immédiatement à l’Angleterre d’adhérer à ce système et de le rendre international. Les mauvaises relations entre les deux nations font que l’idée est abandonnée et il faut attendre 1889 pour qu’un système international voie le jour (Mètre-Kilogramme-Seconde) ; le système SI actuel (fondé sur 7 unités de base) étant instauré en 1960.
Que vient faire la physique quantique dans le SI ?
Les unités doivent d’abord être représentées par un étalon matériel ou une expérience qui fournit une valeur de référence. Cette valeur pourra ensuite être transmise et disséminée au plus grand nombre d’utilisateurs par l’intermédiaire des chaînes de traçabilité. Les étalons évoluent au cours du temps. Dès les années soixante, les métrologues comprennent l’intérêt que la physique quantique peut apporter à la métrologie. En physique quantique, un certain nombre d’observables sont quantifiés, c’est-à-dire que lorsqu’ils sont mesurés, le résultat ne peut prendre que certaines valeurs discrètes. Des étalons fondés sur de tels observables présentent de bas niveaux d’incertitudes, une grande stabilité temporelle, une grande reproductibilité et ne dépendent pas du repère spatio-temporel dans lequel l’expérience est réalisée. Ainsi, lors de la 11e réunion de la Conférence Générale des Poids et Mesures de 1960, le mètre est redéfini à partir de la longueur d’onde dans le vide de la radiation correspondant à la transition entre deux niveaux d’énergie spécifiés de l’atome de krypton 86. Viendront ensuite une nouvelle définition de la seconde en 1967 et l’émergence de la métrologie électrique quantique à partir des années 80. Les étalons fondés sur l’effet Hall quantique et sur l’effet Josephson sont aujourd’hui couramment utilisés dans les INM pour conserver l’ohm et le volt. Dans un avenir proche, l’ampère pourra sans doute être réalisé directement (indépendamment des réalisations quantiques de l’ohm et du volt) à partir de nanodispositifs, actuellement à l’étude, capable de contrôler le courant à 1 électron près !
On parle de nanomonde. Que veut dire faire une mesure dans le nanomonde ? La métrologie et les unités du système international doivent-elles évoluer ?
Déjà, il serait nécessaire de définir correctement le périmètre du nanomonde. En effet, les définitions des nanomatériaux ne sont pas encore stabilisées. D’un point de vue physico-chimique, le domaine des nanomatériaux est un domaine de transition entre le monde des atomes et des molécules, d’une part, et celui des matériaux massifs, d’autre part. Entre 1 et 100 nanomètres, les propriétés quantiques de la matière disparaissent progressivement et des propriétés nouvelles apparaissent. À ces échelles, la mesure n’est pas une chose aisée. Les métrologues manquent d’instrument, de matériaux de référence, de méthodes de mesure normalisées… Certains mesurandes doivent être parfois redéfinis lorsque l’on réalise des mesures à l’échelle nanométrique comme par exemple : la température, la conductivité thermique, la rugosité… Pour ce qui est de l’évolution du SI, des changements majeurs auront bientôt lieu. En effet, les unités seront bientôt définies à partir d’un nombre restreint de constantes fondamentales qui revêtent un caractère universel. Ce changement est en lien avec l’apparition de la métrologie quantique. Ce nouveau SI sera mieux adapté à la physique moderne et plus compatible avec le développement des nanosciences et nanotechnologies.
Propos recueillis par Julien Selles
et Rereao Hahe, doctorants au Laboratoire Charles Coulomb
Rendez-vous ce soir à 20 h 30
salle Rabelais sur l’Esplanade Charles
de Gaulle. Entrée libre.
La conférence est à écouter en direct
sur la radio Divergence FM 93.9.
Ú www.montpellier.fr
En bref
Nicolas Feltin
est diplômé de l’Ecole Nationale Supérieure de Chimie et Physique
de Bordeaux et docteur en physique chimie de la matière condensée. Il dirige le projet du triangle métrologique qui a pour objectif d’exprimer les unités électriques par des constantes fondamentales. Il est aujourd’hui responsable de la plate-forme du LNE de nanocaractérisation métrologique CARMEN. Il est le co-fondateur du Club de nanoMétrologie.

  • Immo Vente
  • Immo Location
  • Auto
IAD France - Julia SEGUIN (06 84 13 04 83) vous propose : En plein centre de Marans, venez découvrir [...] Maisons / Villas55 500 € Marans
IAD France - Catherine GUENOU (06 82 74 58 06) vous propose : Immense demeure de plus de 420 m² envi [...] Maisons / Villas279 000 € Aillas
IAD France - Catherine GUENOU (06 82 74 58 06) vous propose : Une belle girondine entièrement rénové [...] Maisons / Villas284 000 € La rÉole
LE DOMAINE DES PLATANES - Appartement AUDENGE 33980 AUDENGE  -  Dans résidence neuve, situ&ea [...] T3541 €Audenge
LES ALLEES DE NEREIDE - Studio GUJAN MESTRAS 33470 GUJAN MESTRAS - Dans résidence neuve, &agr [...] T3488 €Gujan mestras
LE DOMAINE DES PLATANES - Appartement AUDENGE 33980 AUDENGE  -  Dans résidence neuve, situ&ea [...] T3551 €Audenge