**Revue française de métrologie


n° 22, Vol. 2010-2, 3-18, DOI : 10.1051/rfm/2010002

Prototype du kilogramme et constante physique fondamentale : la dissémination de l’unité de masse.

Prototype of the kilogram and fundamental physical constant: The dissemination of the unit of mass.

 

Patrick PINOT1, Gérard GENEVES2 et Marc HIMBERT1

Laboratoire commun de métrologie LNE-CNAM (LCM)
1 Cnam, 61 Rue du Landy, 93210 La Plaine Saint-Denis, France, patrick.pinot@cnam.fr.
2 LNE, 29 Avenue Roger Hennequin, 78197 Trappes Cedex, France.

Résumé : Le kilogramme est encore défini à partir d’un objet matériel, le prototype international du kilogramme sanctionné par la 1re CGPM en 1889. Il présente trois inconvénients majeurs : disponible en un seul lieu, non pérenne en termes de masse physique et non universel puisque basé sur un artefact. La définition de l’unité de masse pourrait être changée au plus tôt en 2011 et serait alors basée sur une valeur fixée exactement d’une constante fondamentale de la nature. Ainsi, la possibilité de redéfinir le kilogramme en fonction d’une réelle invariance naturelle est en discussion depuis environ 30 ans. Dans ce contexte, la métrologie française a entrepris depuis 2002 la réalisation d’une expérience de balance du watt dont l’objectif est de raccorder le kilogramme à la constante de Planck. L’adoption d’une nouvelle définition du kilogramme basée sur une constante physique fondamentale ou atomique devra prendre en compte sa dissémination en évitant tout bouleversement dans la pratique des laboratoires accrédités et de la plupart des utilisateurs. Mais elle aura inévitablement des conséquences sur les étalons de transfert utilisés par les laboratoires nationaux de métrologie.

Abstract: The kilogram is still defined in terms of an artefact, namely, the same prototype sanctioned by the 1st CGPM in 1889. It has three main limitations: available in one place, not really invariant in terms of physical mass and not universal as based on an artefact. The definition of the mass unit could be revised as early as 2011 by basing it on exactly fixed value of a fundamental constant of nature. Thus, the possibility of redefining the kilogram in function of a true natural invariant has been discussed for about 30 years. In this context, the French metrology decided in 2002 to undertake the realisation of a watt balance experiment aiming at linking the kilogram to the Planck constant. The adoption of a new definition of the kilogram based on an atomic or a fundamental physical constant has to take its dissemination into account by avoiding great change for the accredited institutes and most of users. Of course, this will have consequences for the transfer mass standards used by the National Institutes of Metrology.

Mots clés : étalons, unités de mesure, kilogramme, balance du watt, monocristal de silicium, constante de planck, constante d’avogadro, dissémination.

Key words: references and standards, units of measurement, kilogram, watt balance, silicon single crystal, planck constant, avogadro constant, dissemination.


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