Mètre

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

Histoire

Le mètre est un enfant de l'esprit des Lumières et de la Révolution française. 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 souverain, 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 12 pouces et la verge qui valait 3 pieds.

Le mètre fut défini pour la première fois en 1791 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.

En juin 1792 Jean-Baptiste Delambre est chargé de mesurer la distance entre Dunkerque et Rodez pendant que Pierre Méchain mesure celle de Rodez à Barcelone. Cela permettra d'établir précisément la valeur du mètre. En 1793, à Montjouy dans les Pyrénées, Méchain détecte une incohérence entre les longueurs relevées et le relevé astronomique de la position des étoiles. La guerre franco-espagnole l'empêche de réitérer ses mesures. Cet écart (qui n'était en fait pas du 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 0,2mm. La « fraude » ne sera découverte par Delambre qu'en 1806, années ou il ré-étudiera 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-iridium. Cette barre est toujours conservée à Sèvres en France.

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 seconde. La vitesse de la lumière dans le vide étant la même en tout point (selon la théorie de la relativité), 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 corrélation entre l'unité de mesure (mètre), l'unité de poids (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 côté mesure un mètre
Un kilogramme est la masse d'un litre d'eau pure sous une pression de un bar à son maximum densité (donc une température de 4°C pour l'eau). À ce sujet, on peut croire à tort qu'un litre de liquide pèse un kilogramme. Ce principe n'est vrai que pour l'eau mais pas pour les autres liquides (dont la densité est souvent plus élevée). Donc, un litre de liquide plus lourd (comme le mercure, par exemple), pèsera plus d'un kilogramme.

Quelques points de repères

Un homme adulte mesure environ 1,70 mètre.
La taille d'un pied est d'environ 0,30 mètre.
On parcourt environ 5 000 mètres en une heure de marche.
Un grand pas fait plus ou moins un mètre.

Multiples

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

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.

Mégamètre

1 Mm = 10⁶ m

Gigamètre

1 Gm = 10⁹ 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.

Téramètre

1 Tm = 10¹² m

C'est un multiple du mètre utilisé pour mesurer les grandes distances interplanétaires. Par exemple la planète Pluton orbite à une moyenne de 5,9 téramètres du Soleil.

Pétamètre

1 Pm = 10¹⁵ m

Une année-lumière vaut environ 9,46 Pm.

Examètre

1 Em = 10¹⁸ m

C'est une distance interstellaire typique dans la périphérie galactique.

Zettamètre

1 Zm = 10 ²¹ m

Notre galaxie mesure quelques zettamètres de diamètre.

Yottamètre

1 Ym = 10²⁴ m

C'est une bonne unité de mesure des distances intergalactiques.

Sous-multiples

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

Millimètre

1 mm = 0,001 m

Une représentation graphique manuelle précise nécessite l'utilisation de papier millimétré.

Micromètre

1 µm = 10^-6 m

Le micromètre était autrefois appelé micron (symbole : µ). L'utilisation du micron a été interdite par la 13^e CGPM en 1968.

Nanomètre

1 nm = 10^-9 m

Picomètre

1 pm = 10^-12 m

Femtomètre

1 fm = 10^-15 m

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. Le neutron et le proton ont un diamètre d'environ 2,5 fm.

Attomètre

1 am = 10^-18 m

Zeptomètre

1 zm = 10^-21 m

Yoctomètre

1 ym = 10^-24 m

L'unité tombe dans le « vide » séparant la longueur de Planck (~4×10^-11 ym) des longueurs significatives.

Voir aussi

Unités de longueur

Lien externe

histoire du mètre, par le Ministère de l'Économie, des Finances et de l'Industrie de France
L'Histoire du Mètre, site complet sur l'histoire du mètre, de la Révolution à nos jours
La convention du mètre qui instituera le BIPM, institution initiatrice du système international