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Avant 1795, le terme « système métrique » désignait un ensemble de poids et mesures plus ou moins coordonnés, quelle que soit la base de ce système (métrique signifiant relatif aux mesures) ; aussi, le nouveau système sera-t-il appelé « système métrique décimal » pour le distinguer des systèmes métriques antérieurs.

Choix de l'unité de base. 1790   -5-2 Claude Antoine Prieur-Duvernois [futur Prieur de la Côte-d'Or (1763-1832)], officier du Génie, présente à l'Assemblée nationale constituante un « Mémoire sur la nécessité et les moyens de rendre uniformes les mesures, dans tout le Royaume ». -8-5 sur proposition (du 9-3) de Talleyrand, l'Assemblée se prononce pour la création d'un système de mesures stable, uniforme et simple. L'unité de base choisie est le pendule battant la seconde. Des délégués sont envoyés en Espagne, en Angleterre et aux États-Unis (où le Pt Jefferson se montre très favorable). -12-5 Savinien Leblond (1760-1811) propose le mètre divisé en tomes. -27-10 échelle décimale adoptée pour poids, mesures, monnaies.

1791-16-2  sur la proposition de Charles de Borda (1733-99), une commission [comprenant Condorcet (Antoine, Mis de, 1743-94), Laplace (Pierre-Simon, Mis de, 1749-1827), Lagrange (Louis, Cte de, 1736-1813) et Gaspard Monge (Cte de Péluse, 1746-1818)] est constituée. -19-3 elle repousse le pendule et préconise un arc terrestre. Raisons : 40 ans auparavant, Pierre Bouguer (1698-1758) avait remarqué que les mesures de degrés de méridien et de longueurs de pendules à secondes, effectuées à l'équateur, en France et en Suède, ne variaient pas régulièrement de l'équateur au pôle et il avait suggéré de refaire une triangulation ; souhait de Borda, dit-on, de mettre en valeur le « cercle répétiteur » (qu'il avait fait construire, en 1784, par Étienne Lenoir, portant 2 lunettes au lieu d'une, pour les travaux de topographie ou de géodésie sur terre) qui adaptait aux opérations géodésiques le cercle de réflexion (inventé vers 1750 par l'astronome allemand Tobie Mayer pour, en opérant par réitérations sur un cercle entier, remplacer le sextant qu'il avait amélioré en 1772) et destiné aux navigateurs ; Angleterre et États-Unis, d'abord favorables au pendule, avaient changé d'avis fin 1790. -26-3 sur proposition de l'Académie des sciences, la Constituante choisit la grandeur du quart du méridien terrestre pour base du nouveau système de mesures : le « méridien » : le mètre sera la 10 millionième partie du quart du méridien terrestre, soit la distance comprise depuis le pôle jusqu'à l'équateur. -13-4 l'Académie des sciences désigne les membres des commissions devant effectuer les travaux prévus : la triangulation et la détermination des latitudes sont confiées à une équipe [Cassini, Legendre et Pierre-François Méchain (1744/Espagne, 20-9-1804), Monge et Meusnier] devant se charger de la mesure des bases. En juin 1791, Cassini visitera avec Méchain la base (ayant servi à son père en 1739, à son grand-père en 1701 et à Pichard en 1670) de Villejuif (V.-de-M.), à Juvisy (Essonne), où l'obélisque dite « La Pyramide » en marque le terme austral (mais elle ne servira pas) ; puis il restera à Paris pour aider Borda. Monge et Legendre ne feront presque rien, du moins au début. En 1793, Meusnier sera tué à l'armée du Rhin. Delambre (1749-1822) et Méchain se chargeront seuls des opérations de triangulation [ils seront interrompus plusieurs fois (arrestations, révocations temporaires, endommagements et destructions de leurs ouvrages géodésiques...)]. Plus de 100 triangles, formant une chaîne ininterrompue, seront mesurés entre Dunkerque et Barcelone. La partie nord (Dunkerque/Rodez) est confiée à Delambre, la partie sud [Rodez/Barcelone (Montjuich)] à Méchain. 2 bases de référence d'environ 6 000 toises (11,7 km) sont utilisées : l'une entre Melun et Lieusaint, l'autre entre Le Vernet et Salses (près de Perpignan).

1792  -début juin Cassini et Borda commencent, à l'Observatoire de Paris, leurs expériences sur le pendule à secondes ; elles dureront jusqu'au 4-8 ; ils lui trouvent une longueur de 440,559 3 lignes de la toise du Pérou (soit pour nous 993,826 3 mm).

Nomenclatures proposées par l'Académie des sciences (en 1792) et, entre crochets, nomenclature vulgaire ou des noms simples et, entre parenthèses, valeurs. LONGUEUR : [décade (1 000 000 m)] ; [degré (100 000 m)] ; [poste (10 000 m)] ; millaire [mille (1 000 m)] ; [stade (100 m)] ; [perche (10 m)] ; mètre [mètre] ; décimètre [palme] ; centimètre [doigt] ; millimètre [trait]. VOLUME : muid [tonneau] ; décimuid [setier] ; centimuid [boisseau] ; pinte [pinte]. MASSE : millier [millier] ; [quintal] ; [décal] ; grave [livre] ; décigrave [once] ; centigrave [drâme] ; milligrave [maille] ; [grain]. MONNAIE : unité monétaire ; dixième ; centième.

1793 décret du 1-3 fixant provisoirement l'unité de longueur d'après la mesure de l'abbé Louis de La Caille (1713-1762) de 1740, effectuée sur le méridien de Paris. Le mètre est ainsi défini : 3 pieds 11,44 lignes de la toise du Pérou à 13o Réaumur, soit 0,513243 toise. Décret du 1-8, instituant un système de mesures décimales provisoire. Longueur : quart du méridien (10 000 000 m), grade (du latin gradus, pas simple) ou degré décimal (100 000 m), millaire [de l'adjectif latin milliarius désignant les bornes placées tous les mille pas (1 000 m)], mètre, décimètre, centimètre, millimètre. Superficie : are (10 000 m2) [du féminin latin area, surface, mis au masculin], déciare (1 000 m2) et centiare (100 m2). Volume : cade [du grec kados, baril (utilisé par les sauniers provençaux), 1 m3], décicade (0,1 m3), centicade (0,01 m3), pinte (0,001 m3) [du vieux français pinte (« peinte » : la marque de contrôle était peinte sur le récipient) ; devenue cadil (diminutif de cade) par décret du 19-1-1794]. Poids : bar (du grec barus, lourd) ou millier (1 000 kg), décibar (100 kg), centibar (10 kg), grave [du latin gravis, lourd fixé à 2 livres, 5 gros, 49 grains, (soit 88 841 grains de la pile de Charlemagne) (1 kg)] [décret du 18 germinal an III (7-4-1795)], décigrave (0,1 kg), centigrave (0,01 kg), gravet (0,001 kg), décigravet (0,000 1 kg), centigravet (0,00 001 kg), milligravet (0,000 001 kg). Monnaie : franc d'argent. -28-11 Lavoisier est arrêté (on lui reproche ses fonctions d'ancien fermier général) ; Borda, Laplace, Coulomb, Brisson et Delambre demandent qu'on le rende à ses travaux (il sera guillotiné le 8-5-1794). -23-12 la Commission temporaire des poids et mesures exclut (par un arrêté pris à l'instigation de Prieur) Lavoisier, Borda, Laplace, Coulomb, Brisson et Delambre et les remplace par Buache, Hassenfratz et Prony.1794 -1-4 (12 germinal an II), la Commission travaille au ralenti et publie une « Instruction sur les mesures déduites de la grandeur de la Terre ». -10-4 (21 germinal) elle publie une « Instruction abrégée... » rédigée par Haüy. -29-6 elle se met en sommeil.1795-7-4 (décret du 18 germinal an III). Longueurs : myriamètre, kilomètre, hectomètre, décamètre, mètre, décimètre, centimètre, millimètre. Superficie (agraire) : hectare (10 000 m2), are (100 m2), centiare (1 m2). Volume : kilolitre, hectolitre, décalitre, litre (sur proposition de Prieur), décilitre, centilitre. Mesure des bois : stère (1 m3), décistère. Masses : myriagramme, kilogramme, hectogramme, décagramme, gramme (défini par le poids dans le vide de 1 cm3 d'eau à la température de la glace fondante), décigramme, centigramme, milligramme. Monnaies : franc, décime, centime. La loi confirme la nécessité de fabriquer un mètre étalon provisoire en platine. Les sous-multiples ont conservé leurs préfixes latins, mais les multiples reçoivent des préfixes grecs (déca-, hecto-, kilo-, myria-). Pour la facilité des échanges, on admet pour chaque mesure son double et sa moitié que l'on renonce à faire précéder de bi- et de mi-. -11-4 (22 germinal an III) loi nommant les 3 membres de l'Agence temporaire des poids et mesures : Legendre, Coquebert et Gattey. -17-4 (28 germinal an III) arrêté nommant les commissaires chargés de continuer les travaux scientifiques : Berthollet, Borda, Brisson, Coulomb, Delambre, Haüy, Lagrange, Laplace, Méchain, Monge, Prony et Vandermonde. -10-5 les commissaires se répartissent les tâches. Méchain et Delambre doivent poursuivre la triangulation ; ils sont pris en charge par le Dépôt de la Guerre (le directeur, le Gal Calon, a travaillé autrefois à la carte de Cassini). Laplace et Prony aident Delambre à établir la base proche de Paris. Borda, Haüy et Prony font fabriquer un poids étalon provisoire. Berthollet, Monge et Vandermonde dirigent le travail du platine destiné à former l'étalon du mètre et ses copies.

Directoire. 1795-22-8 (5 fructidor an III) la Constitution consacre 2 paragraphes aux nouvelles unités de mesure (l'article 371 affirme qu'« il y a, dans la République, uniformité des poids et mesures »). -23-9 (1er vendémiaire an IV) loi rendant obligatoire l'usage du mètre à partir du 22-12-1795 à Paris et 10 jours après dans la Seine ; prévoit des vérificateurs dans les « principales communes ». 1796-20-2 (1er ventôse) l'Agence temporaire des poids et mesures est supprimée pour être réunie au ministère de l'Intérieur où elle formera le Bureau consultatif, qui deviendra plus tard le Bureau des poids et mesures.

Consulat. 1800-4-11 (13 brumaire an IX) arrêté rétablissant les noms « français » des anciennes mesures. Longueur : lieue (10 000 m), mille (1 000 m), perche (10 m), palme (0,1 m), doigt (0,01 m), trait (0,001 m). Superficie agraire : arpent (10 000 m2), perche carrée (100 m2), mètre carré. Volume : muid (1 m3), setier (0,1 m3), boisseau ou velte (0,01 m3), pinte (0,001 m3), verre (0,000 1 m3). Mesure des bois : stère (1 m3), solive (0,1 m3). Masses : millier (1 000 kg), quintal (100 kg), livre (1 kg), once (0,1 kg), gros (0,01 kg), denier (0,001 kg), grain (0,000 1 kg). Monnaie : franc, sol (décime), denier (centime).

Ier Empire. 1812-12-2 décret impérial et -28-3 arrêté ministériel d'exécution autorisant, à côté du système légal, l'emploi des mesures « usuelles » accommodées au besoin du peuple (on crée ainsi une toise de 2 m divisée en 6 pieds de 12 pouces de 12 lignes, une aune de 12 dm, une livre de 500 g, un boisseau de 1/8 hl, etc.) se subdivisant, selon les usages anciens, en suivant une échelle non décimale. 1816-21-2 arrêté ministériel supprimant les fractions décimales des poids et mesures et ordonnant l'emploi exclusif des mesures « usuelles » pour la vente au détail des denrées et marchandises. À Metz, par exemple, on rencontrait un pied métrique « usuel » de 0,333 m, un pied de roi de 0,327 m, un pied messin de 0,300 m et un pied des carriers de 0,270 m.

Restauration. 1837-4-7 loi abrogeant le décret du 12-2-1812 et interdisant, à partir du 1-1-1840, tous les poids et mesures autres que ceux du système métrique décimal.

Construction des étalons.   Différents étalons sont fabriqués, 4 exemplaires en sont comparés et l'un d'entre eux est choisi comme étalon provisoire. Le 1er étalon métrique légal est exécuté par Étienne Lenoir (1744-1832) le 9-6-1795 et remis au Comité d'instruction publique le 6-7-1795 ; sa longueur (3 pieds 11,44 lignes de la toise du Pérou ou de l'Académie) est déduite des calculs de La Caille qui, en 1740, avait évalué le 1/4 de méridien à 5 132 430 toises de Paris ; ce mètre provisoire était plus long de 0,144 ligne (soit 0,325 mm), mais il sera en fait plus exact, le mètre définitif ayant été plus tard reconnu trop court de 0,23 mm par rapport à la dix-millionième partie du quart du méridien terrestre.

1796-févr. à 1797-déc.  16 mètres en marbre seront installés à Paris (conformes au mètre provisoire de 1793, donc théoriquement trop long de 0,325 mm). 4 subsistent dont 1 seul resté à son emplacement primitif, 36, rue de Vaugirard.

1798-9-6  Talleyrand envoie une note aux agent diplomatiques pour inviter des savants étrangers, à Paris, à fixer les nouvelles unités. Une commission internationale est constituée. -Sept./-oct. savants étrangers et français constituent des commissions chargées de la vérification des règles (mètre, l'unité de poids) et de l'examen des opérations géodésiques et astronomiques.

1799-20-4/3-5  Coulomb, Mascheroni, Méchain, Multedo et Vassali effectuent la comparaison des 4 règles bimétalliques de 2 toises (platine et cuivre) ayant servi à la mesure des bases, avec la toise du Pérou et d'autres toises-étalons. Delambre, Laplace, Legendre, Méchain, Ciscar, Van Swinden (Rép. batave) et Trallès (Rép. helvétique) déterminent l'arc du méridien et la longueur du mètre. -25-5 leur rapport (du 30-4) est lu à l'Institut par Van Swinden. -30-5 Trallès lit à l'Institut le rapport de la commission, composée de lui-même, Coulomb, Mascheroni (Rép. cisalpine), Van Swinden et Vassali (Piémont), chargée de vérifier la détermination de l'unité de poids. -22-6 (4 messidor an VII) les prototypes définitifs en platine du mètre et du kilogramme sont présentés au Conseil des Cinq-Cents, puis au Conseil des Anciens, par une délégation composée de savants étrangers et des membres restants de la Commission des poids et mesures de l'Institut national. Les étalons sont ensuite remis à Camus, garde des Archives de la République, qui les enferme dans une double armoire en fer fermée par 4 clefs, d'où leur nom : « mètre et kilogramme des Archives » [l'arrêté du 1er vendémiaire an XII (24-9-1803) prescrivant leur dépôt à l'Observatoire national, sous la surveillance du Bureau des longitudes, ne sera pas exécuté]. -10-12 loi du 19 frimaire an VIII (ratifiée par le Corps législatif le 1-1-1800) sanctionnant définitivement la valeur des étalons du système métrique décimal, voir ci-dessous ; aucune précision n'est donnée sur la définition du kg. L'art. 2 précise que « le mètre et le kg en platine, déposés le 22-6 au Corps législatif par l'Institut national des sciences et des arts, sont les étalons définitifs des mesures de longueur et de poids » et seront remis à la Commission consulaire des Cinq-Cents. Les autres « copies exactes » en platine, 3 m et 3 kg (dont 2 m et 2 kg déterminés après le 22-6), sont actuellement conservées à Paris : 1 m et 1 kg au Conservatoire national des arts et métiers, 1 m et 2 kg à l'Observatoire, 1 m à l'École nationale des ponts et chaussées.

1869-8-4  une 1re Commission internationale du Système métrique est nommée : elle délègue à sa section française la construction des étalons. -1-9 Napoléon III approuve un rapport proposant la création d'une Commission spéciale. Le gouvernement français invite les États étrangers à s'y faire représenter. 26 acceptent (15 enverront des délégués).

1870  -8/13-8 la Commission internationale du mètre se réunit, mais, en raison de la guerre (déclarée le 19-7), repousse toute décision définitive à une époque plus favorable.

IIIe République. 1872-avril un Comité des recherches préparatoires se réunit. -24-9 au 29-5-1874 la Commission internationale du mètre poursuit son activité, avec des délégués de 30 pays, et en s'appuyant sur les travaux réalisés par sa Section française. 1875-1-3 au 20-5 Conférence diplomatique du mètre à Paris. -20-5 17 États (sur 20 représentés) signent la « Convention du mètre ». Principales dispositions : « Les États contractants s'engagent à fonder et entretenir, à frais communs, un Bureau international des poids et mesures, scientifique et permanent, dont le siège est à Paris. Ce Bureau international fonctionnera sous la direction et la surveillance exclusives d'un Comité international des poids et mesures (CIPM), placé lui-même sous l'autorité d'une Conférence générale des poids et mesures (CGPM).

Conférence générale des poids et mesures (CGPM). Formée de délégués de tous les gouvernements contractants. 1re réunion le 1-9-1889. Réunion : tous les 4 ans. Décisions : préparées et exécutées par le CIPM.

Comité international des poids et mesures (CIPM). Créé en 1875. Siège : pavillon de Breteuil à Sèvres (Hts-de-S.) [superficie : 25 153 m2 (augmentée de 285 m2 en 1930 et portée à 43 517 m2 en 1964) ; bâti en 1743 pour le duc Louis-Philippe d'Orléans (père de Philippe-Égalité) et mis gracieusement par le gouvernement français à la disposition du Comité par une convention du 4-10-1875 (loi du 27-11, promulguée le 11-12-1875)]. 22-4-1876 le prototype lui est remis. Membres : 18 d'États différents. Réunion : annuelle. Comités consultatifs : 10.

Bureau international des poids et mesures (BIPM). Créé en 1875. Siège : pavillon de Breteuil à Sèvres (Hts-de-S.). Mission : assure l'établissement du système métrique dans le monde par la construction et la conservation des nouveaux prototypes du mètre et du kg, compare les étalons nationaux fournis aux différents États et perfectionne les procédés de mesure. Plus tard, étude de problèmes métrologiques et des constantes physiques qui conditionnent la précision des mesures, puis attributions étendues au domaine des unités électriques (1927), photométriques (1933), radiométriques (1937), aux rayonnements ionisants (1960), aux échelles de temps (1988), à la chimie (2000).

Étalons du mètre étalon.   Il fut décidé que le mètre international serait un étalon à traits (longueur définie par la distance séparant 2 traits gravés), en alliage composé de 90 % de platine et 10 % d'iridium. Sa section transversale serait celle calculée par Henri Tresca (1814-85) afin que la graduation ne subisse pas de déformation [profil en forme de X comportant une ligne axiale (fibre neutre) ni tendue ni comprimée (selon la théorie des moments de flexion) quand la règle est légèrement fléchie, et qui conserve la même longueur]. Sa valeur serait déduite de celle du mètre des Archives dans leur état d'alors ; Henri Sainte-Claire Deville (1818-81) choisit le platine iridié : alliage inaltérable, homogène, dur, au coefficient d'élasticité élevé (voisin de celui de l'acier), apte à recevoir un beau poli. Le 13-5-1874, 250 kg seront fondus ; ils serviront à fabriquer une trentaine de mètres attribués à divers pays et laboratoires. Cet alliage contenant de petites quantités d'impuretés qui dépassaient la tolérance fixée, la Maison Johnson-Matthey de Londres fut chargée (1883-86) de la fonte d'un nouvel alliage plus pur d'où l'on tira une trentaine de règles métriques (1885-88). L'étalon no 6, dont la valeur était la plus proche de celle du mètre des Archives, fut choisi comme prototype international et désigné par le symbole .

Étalons du kg.   Après avoir rejeté verre, quartz, or, on adopta le même alliage que pour les mètres en conservant la forme du kg des Archives : cylindre poli, de diamètre égal à la hauteur (39 mm), avec arêtes très légèrement arrondies. Le prototype fut choisi en 1883 parmi 3 étalons en platine iridié construits en 1879 et comparés directement en 1880 au kg des Archives. La 1re Conférence générale des poids et mesures (sept. 1889) sanctionna les résultats ; les prototypes métriques internationaux et leurs « témoins » furent déposés le 28-9-1889 dans un des caveaux du pavillon de Breteuil (voir p. 244 c), à 9 m sous terre (3 clés, nécessaires pour y accéder, sont détenues par le Pt du Comité international des poids et mesures, le directeur du Bureau international des poids et mesures et le directeur des Archives de France). Le mètre international, comme le mètre des Archives, est d'environ 0,2 mm inférieur à la dix-millionième partie du quart du méridien terrestre. Le kg international excède de 28 mg la masse du dm3 d'eau à sa densité maximale. Les prototypes nationaux furent tirés au sort entre les différents États. La France reçut plusieurs étalons, dont le mètre no 8 et le kg no 35. Déposés au Conservatoire national des arts et métiers, ils sont devenus le 11-7-1903 les étalons nationaux français, en remplacement du mètre et du kg des Archives.


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Métrologie légale : garantie de l'exactitude et de l'usage loyal des instruments de mesure intervenant dans le commerce, les expertises judiciaires ou la fixation de salaire. Balances du commerce de détail, distributeurs routiers de carburant, compteurs domestiques (eau, électricité, gaz), compteurs de fuel et de propane ou butane liquides, taximètres, cinémomètres radars de la police, chronotachygraphes des transporteurs routiers, appareils de mesure des oxydes de carbone contenus dans les gaz d'échappement des véhicules, ou dans des échanges entre professionnels (saccharimètres, humidimètres, réfractomètres servant à des transactions agricoles, jaugeage des pétroliers et des bacs de stockage d'hydrocarbures, etc.).

Contrôle des instruments de mesure en France : Sous-direction de la métrologie 20, avenue Ségur, 75007 Paris ; rattachée au ministère de l'Industrie. Subdivisions de métrologie sous l'autorité des directeurs régionaux de l'industrie, de la recherche et de l'environnement.

Les opérations matérielles de contrôle des instruments, réalisées, avant,par des fonctionnaires de l'État, sont actuellement confiées à des sociétés privées agréées.



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