Revue française de métrologie

n° 43, Vol. 2016-3, 49-57, DOI : 10.1051/rfm/2016015

Approche du LNE pour la réalisation et la mise en pratique du kilogramme dans sa nouvelle définition

Approach of the LNE to the realization and the mise en pratique of the kilogram in its new definition

 

Matthieu THOMAS¹, Patrick ESPEL¹, Djamel ZIANE¹, François PIQUEMAL¹, Patrick PINOT², Patrick JUNCAR², Zaccaria SILVESTRI², Mark PLIMMER², Franck PEREIRA DOS SANTOS³, Sébastien MERLET³, Florian BEAUDOUX¹, Djilali BENTOUATI¹, Frédéric BRUNET¹, Patrick JEANJACQUOT¹ et Tanguy MADEC¹

¹ LNE (Laboratoire national de métrologie et d'essais), 29 avenue Roger Hennequin, 78197 Trappes Cedex, France, matthieu.thomas@lne.fr.
² LNE-LCM (laboratoire commun de métrologie LNE - Cnam), Cnam (Conservatoire national des arts et métiers), 61 rue du Landy, 93210 La Plaine St-Denis, France.
³ LNE-SYRTE, Observatoire de Paris, PSL Research University, CNRS, Sorbonne Universités, UPMC Paris 06, France.

Résumé : Le kilogramme est la dernière unité du Système international d'unités (SI) encore définie par un artefact : le prototype international du kilogramme (International Prototype of the Kilogram ou IPK). En 100 ans, des comparaisons entre l'IPK, ses copies officielles et les prototypes nationaux ont montré une variation relative de masse de l'ordre de 5 * 10-8. Après un bref rappel sur l'unité de masse, cet article expose la nécessité de redéfinir le kilogramme. Il explique le choix de la constante de Planck h comme base d'une définition telle qu'envisagée par la CGPM en 2018. L'article présente les derniers résultats obtenus avec les balances du watt qui permettent aujourd'hui d'établir un lien entre h et une masse macroscopique avec des incertitudes relatives de quelques 10-8. Enfin, l'article présente la position adoptée en France par le laboratoire national de métrologie pour la " mise en pratique " du kilogramme et sa dissémination après sa redéfinition en 2018.

Abstract: The kilogram is the last unit of the International System of Units (SI) still defined by an artefact, namely the International Prototype of the Kilogram (IPK). Comparisons carried out over 100 years between IPK, its official copies and national prototypes have revealed a mass change (in relative term) of five parts in 108. After a brief history of the unit of mass, this paper underlines the need to redefine the kilogram with reference to a fixed numerical value of a fundamental constant. It explains why the Planck constant h was chosen and gives the last results obtained with watt balance experiments nowadays able to link h to a macroscopic mass to within a few parts in 108. Finally, it proposes a possible route for the national metrology institute for the mise en pratique of the kilogram after its redefinition.

Mots clés : unité de masse, kilogramme, redéfinition du kilogramme, constante de planck, balance du watt

Key words: unit of mass, kilogram, redefinition of the kilogram, planck constant, watt balance

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