UNITES ET GRANDEURS - astrosurf.com

1 JP. Maratrey - Ao t 2007. UNITES . ET GRANDEURS . Les astronomes, comme les autres scientifiques, utilisent des unit s pour valuer leurs mesures. Au cours du temps, divers syst mes d'unit s ont t . invent s et utilis s. Aujourd'hui, le syst me international est le seul valide, mais d'autres sont encore en usage, pour des raisons pratiques ou historiques. D finitions : Une grandeur est une dimension qui peut tre estim e ou mesur e. Une unit est une grandeur prise comme base de comparaison avec des GRANDEURS de m me esp ce. L'unit (le m tre, le kilogramme, la seconde) est un talon de grandeur (longueur, masse, temps).

2 C'est le nombre de fois qu'il faut reproduire l' talon pour obtenir la mesure recherch e. S'il faut reporter 10 fois la longueur du m tre talon sur le c t d'un jardin, on dira que la longueur de ce c t est de 10 m tres. Bref historique du syst me m trique Dans les anciens temps, les unit s de mesure faisaient r f rence aux dimensions du corps humain, en particulier du roi, r f rence parmi les r f rences (pied, pouce, pas, coud e, brasse ) au travail agraire pour les quantit s (mines de bl , muids de l gumes secs, setiers de sel, queues de vin, mirres d'huile, cordes de bois, penses de fromage ), et la mesure du temps restait assez rustiquement la succession du jour et de la nuit, des lunaisons et des saisons.

3 Sauf pour le temps, le probl me est que ces unit s taient variables d'une r gion l'autre et d'une poque l'autre, d'une r colte l'autre. Une livre pesait 9 216 grains de bl , ou 9 456 grains d'orge. Les talons de mesure des volumes (r cipients ouverts) outre qu'ils variaient d'une r gion l'autre, pouvaient tre emplies, rases ou combles . me Dagobert, au VII si cle, entassa dans son palais des talons, qui bien s r, faute de moyens de communications ne furent pas utilis s. Pour la petite histoire, on a longtemps utilis le pied de Charlemagne pour mesurer les longueurs !

4 Ce m me Charlemagne fit en sorte que ces talons soient utilis s, mais chaque seigneur continua appliquer ses propres unit s dans sa r gion. D'autres souverains tent rent sans succ s d'imposer les unit s en vigueur Paris. Unit s d'ailleurs tout aussi capricieuses que les autres, et qui ne m ritaient pas de privil ge. Charles le er Chauve, Louis le Hutin, Philippe le Bel, Philippe le Long, Louis XI, Fran ois 1 , Charlemagne Henri II chou rent. 1. Il fallait mettre de l'ordre dans tout a au moins pour faciliter le commerce et la collecte des imp ts. La premi re n cessit tait d'avoir des unit s invariables selon le temps, la r gion, et le fait que l'on donne et que l'on re oit.

5 Paradoxalement, le pr curseur du syst me m trique est un eccl siastique et scientifique anglais : John Wilkins (1614-1672). Dans son ouvrage ballad of Gresham Coll ge , en 1663, il propose (sans succ s). un syst me d ' criture analytique bas non pas sur un alphabet, mais sur des id ogrammes compr hensibles internationalement. Il imagine dans ce m me livre, l'adoption d'une mesure universelle d'unit d cimale de longueur qui deviendra quelques ann es plus tard le m tre. Son unit fondamentale mesure 38 pouces de Prussie (38 x 26,15 = 993,7 mm). Il d finit une unit de volume (cube de 1 unit de longueur de c t ), puis de masse (masse de l'eau contenu dans son volume unitaire), enfin une unit de temps, celle de la demi-p riode des petites oscillations d'un pendule d'une unit de longueur.

6 John Wilkins Tout commence officiellement en 1680 avec Colbert qui, en bon fran ais, d finit la pinte de vin (0,93. litre). Puis, norm ment de scientifiques, surtout des fran ais, comme Borda, Monge, Laplace, Lagrange, Condorcet particip rent la confection d'un syst me coh rent de mesures. La r volution fran aise a t un acc l rateur de ce ph nom ne. Les unit s faisant r f rence au roi furent abandonn es . Le syst me m trique est adopt par l'assembl e nationale le 8 mai 1790, sur proposition de Talleyrand. La premi re unit adopt e est l'unit de temps bas sur un pendule battant la seconde.

7 Le m tre fut adopt le 30 mars 1791 comme la dix millioni me partie du quart nord du m ridien de Paris. Le 7 avril 1795, le syst me m trique devint l gal et obligatoire en France par un d cret de la Convention. Les nouvelles mesures r publicaines sont : le m tre (longueur). l'are (superficie). le litre (volume). le gramme (masse). le bar (pression). Restait mesurer le quart nord du m ridien de Paris. Ceci fut r alis par triangulation entre 1792 et 1799 par Pierre M chain (1744-1804) et Jean-Baptiste Delambre (1749-1822). La mesure portait sur la distance entre Dunkerque en France et Barcelone en Espagne.

8 7. ann es furent n cessaire pour r aliser cette mesure. Pierre M chain voulut continuer jusqu'aux les Bal ares, mais les guerres napol oniennes l'en emp ch rent. Mesure de la m ridienne par triangulation 2. Diff rentes r f rences firent prises comme talon par la suite, voluant en pr cision avec les progr s techniques. me La touche (provisoirement) d finitive a lieu en 1960, la XI conf rence internationale des poids et mesures, qui d finit le Syst me International . Le Syst me International, ou syst me SI. Il d finit 7 unit s principales ind pendantes du point de vue de leurs dimensions, avec leurs multiples et sous multiples.

9 Il est bas sur le syst me m trique, syst me d cimal ( base 10). Le syst me SI n'est pas fig , et s'adapte aux volutions des techniques. Le tableau suivant donne la d finition actuelle de ces 7 unit s de base. On ajoute ce syst me l'unit d'angle, qui est le radian . Sur un cercle, un angle de 1 radian est l'angle soutenu par une portion de circonf rence gale au rayon du cercle. 1 radian r r R. 3. Les autres unit s peuvent tre exprim es partir de ces 7 unit s principales. Mais en 1996, le comit . international des poids et mesures a accept l'usage de certaines unit s en raison de leur c t pratique dans certains domaines.

10 Par exemple, en, astronomie, on parle d'Angstr m ou d'ann es-lumi re. Les deux sont des unit s de longueur, et on voit l'avantage de les utiliser, plut t que le m tre, selon le domaine abord . D'ailleurs, l'Angstr m dispara t depuis quelques dizaines d'ann es, au profit du nanom tre, sous multiple du m tre. 4. Les autres unit s sont d riv es de celles-ci. Elles peuvent tre exprim es avec des unit s SI : Remarque : Lorsque l'origine du nom d'une unit est un nom propre, l'abr viation de l'unit s' crit en majuscule. Le Watt s' crit W, en l'honneur de James Watt, ing nieur ayant contribu l'invention de la machine vapeur.