Le LNE obtient des résultats remarquables pour la redéfinition du kelvin et du kilogramme

Le 11/09/2017 à 14:00  

A l'occasion de la 26 e Conférence générale des poids et mesures (CGPM), qui se tiendra à Versailles (Yvelines) du 13 au 18 novembre 2018, quatre unités du Système international d'unités (SI), à savoir l'ampère, le kelvin, le kilogramme et la mole, devraient être redéfinies. Ces dernières devraient ainsi être établies sur la base de constantes fondamentales de la physique, mais cela nécessite d'affiner au mieux les valeurs de ces constantes. Durant le mois de juillet dernier, des chercheurs du Laboratoire national de métrologie et d'essais (LNE) ont annoncé avoir obtenu des résultats remarquables sur les valeurs de la constante de Boltzmann, qui intervient dans la redéfinition du kelvin, et de la constante de Planck, pour la redéfinition du kilogramme.

Pour parvenir à de tels résultats, les équipes du LNE ont mis en œuvre un thermomètre acoustique pour déterminer la constante de Boltzmann et une balance de Kibble pour la constante de Planck. « La recherche est au cœur de la mission de service public du LNE et occupe une place centrale dans l'ensemble de nos activités, qu'elle soit fondamentale pour la redéfinition des unités du SI, pour laquelle nous sommes fortement mobilisés, ou appliquée. Après la création d'un étalon quantique de l'ampère l'an dernier, le LNE confirme, avec ces deux résultats, sa place de laboratoire français de référence dans le domaine de la mesure », rappelle Thomas Grenon, directeur général du LNE.

En ce qui concerne le kelvin, sa définition était à revoir. Depuis 1968, le Système international d'unités définit en effet le kelvin comme la fraction 1/273,16 de la température thermody-namique du point triple de l'eau qui correspond donc à 0,01 °C, soit 273,16 K. Rappelons que 0 kelvin, qui est aussi désigné « zéro absolu », corres-pond à - 273,15 °C. Mais le point triple de l'eau est un artefact qui, à mesure qu'on l'étudie, révèle ses défauts (composition isotopique, impuretés…). Le « nouveau » kelvin devrait donc bientôt être défini à partir d'une constante fon-damentale, à savoir la constante de Boltzmann, dont la valeur numérique sera figée, comme cela a été fait avec la vitesse de la lumière en 1983 pour la définition du mètre.

La balance de Kibble (ou balance du watt) du LNE contribue aux avancées significatives dans la détermination précise de la constante de Planck, sur laquelle sera fondée la nouvelle définition du kilogramme.

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