The China Mail - Mètre, kilogramme... Dans les labos du LNE, on garde la mesure

Dans les sous-sols du Laboratoire national de métrologie et d'essais (LNE) dans le 15e arrondissement de Paris, Florian Beaudoux sort d'une armoire le précieux objet de 39 mm de diamètre et 39 mm de haut, conservé sous cloche.

"On ne peut pas l'utiliser trop souvent", explique le responsable du département masse et grandeurs dérivées au LNE. "Même en le manipulant avec une pince spéciale, on enlève à chaque fois des nano morceaux" qui vont petit à petit changer sa masse.

Le "prototype 35" est au sommet français d'une chaîne d'étalonnage reliant de façon ininterrompue chaque masse utilisée dans l'industrie ou le commerce au kilogramme utilisé internationalement. En le comparant à d'autres masses lors d'un processus très rigoureux, on obtient des étalons "allant de 100 microgrammes - de petits fils qui ont l'épaisseur d'un cheveu - jusqu'à 5 tonnes", détaille le scientifique.

Dans un autre laboratoire, ses collègues règlent des lasers pour s'approcher au plus près de la définition du mètre. Les longueurs d'onde servent ensuite à calibrer des objets physiques, des cales-étalon, pour mesurer des longueurs, des diamètres ou des angles.

C'est ce principe de "dissémination" qui permet de garantir qu'un même sac de pommes affichera une masse équivalente sur n'importe quelle balance d'un supermarché. Que le résultat d'une prise de sang sera identique quel que soit le laboratoire où elle est réalisée. Ou que les ailes d'un avion fabriquées en Allemagne pourront être raccordées sans mal au fuselage conçu en France.

Pendant longtemps, "c'était le bazar", rappelle M. Beaudoux. Le temps n'était pas le même à Paris et Bruxelles, la longueur d'un tissu était mesurée en aune et celle d'un terrain en pied et la livre de blé de Brest ne valait pas celle de Marseille.

- Et le mètre prit pied -

La Révolution française, avec son idéal d'égalité, a voulu y mettre bon ordre. Les scientifiques ont mis au point un système décimal dans lequel volume, masse et longueur seraient calculées à partir d'une fraction du méridien terrestre: le système métrique était né.

Avec le développement des échanges commerciaux, d'autres pays se sont intéressés à cette "invention" française.

Il y a 150 ans, le 20 mai 1875, 17 pays ont signé à Paris la "Convention du mètre", un traité créant un Système international de mesures.

Aujourd'hui utilisé par plus de 150 pays, il compte sept unités: le mètre, le kilogramme, la seconde, le kelvin (température), le candela (intensité lumineuse), l'ampère (intensité électrique) et la mole (quantité de matière).

Leurs définitions ont évolué pour éliminer les incertitudes inhérentes à l'utilisation de références matérielles comme la Terre, dont la taille et la vitesse de rotation varient.

Le mètre est désormais défini à partir de la vitesse de la lumière, une constante fondamentale de la physique. Le kilogramme n'est plus la masse d'un décimètre cube d'eau, mais est lié à une constante de la physique quantique.

A charge pour les différents instituts de métrologie de trouver les moyens de les mettre en œuvre.

"Pour la masse, la France était un des trois seuls pays à posséder une balance de Kibble (un instrument de très haute précision, NDLR) qui pouvait donner une valeur", rappelle Maguelonne Chambon, directrice de la recherche du LNE, qui souligne l'importance de la collaboration internationale dans cette science.

"Il faut qu'on se compare, qu'on comprenne d'où viennent les écarts, puis comment les régler pour arriver à un consensus", précise-t-elle. Et pour cela, "il faut des laboratoires sur différents sites de la planète", pour tenir compte d'environnements distincts, et avec qui il est "important d'avoir des relations suivies".

D'où des inquiétudes sur les possibles répercussions des coupes budgétaires du président Donald Trump sur la science américaine.

"Nos collègues américains sont très, très inquiets parce qu'il n'y a pas de logique (dans les coupes, NDLR). Et cela peut avoir un impact sur la recherche", avertit-elle.

F.Jackson--ThChM