Les unités normalisées (SI) dans le détail !

Nous utilisons les unités normalisées au quotidien, sans même y penser. Nous mesurons, pesons, évaluons tous sortes d’éléments qui orientent notre façon de vivre. Pour que l’homme puisse échanger au-delà des frontières et des barrières de la langue, il a dû créer des unités communes. C’est ainsi qu’est né le système SI, le Système International d’unités, qui n’a depuis cessé de s’enrichir et de s’affiner.

Histoire des unités normalisées

Le système métrique décimal a vu le jour au lendemain de la Révolution française, en 1795. Près d’un siècle plus tard, en 1875, la Convention du Mètre regroupe 17 nations. Elle établit les premières unités normalisées communes : le mètre, la seconde et le kilogramme.
En 1946, la science a progressé et trois nouvelles unités apparaissent : l’ampère, le kelvin et le candela.
C’est en 1960 qu’est créé officiellement le SI qui est à ce moment composé de 6 mesures. La dernière des unités principales adoptée en 1971 est la mole.
Au XXe siècle, trois unités sont redéfinies d’après des constantes de la nature. En 1967, la seconde par rapport à l’atome de Césium ; en 1979, le candela par rapport à l’efficacité lumineuse ; en 1983, le mètre par rapport à la vitesse de la lumière.
En 2018 a lieu à Versailles la vingt-sixième Conférence Générale des Poids et Mesures à laquelle 60 pays de la Convention du Mètre assistèrent. De nouvelles définitions concernant les 7 unités de mesure principales fûrent mises en place :

• Le kelvin par rapport à la constante de Boltzman (Constante de Boltzman : Etablit le lien entre la température d'un système et son énergie au niveau atomique) ;
• L’ampère par rapport à la charge élémentaire ;
• Le kilogramme par rapport à la constante de Planck (Constante de Planck :Seuil d'énergie minimum que l'on puisse mesurer sur une particule);
• La mole par rapport à la constante d’Avogadro qui définiele nombre d'entités atomes, molécules, qui se trouvent dans une mole de matière. .

Présentation des 7 unités principales

Les 7 unités principales sont donc aujourd’hui :

1. La masse M avec le kilogramme : kg ;
2. le temps T avec la seconde : s ;
3. La longueur L avec le mètre : m ;
4. La température T avec le kelvin : K ;
5. L’intensité électrique I avec l’ampère : A ;
6. La quantité de matière N avec la mole : mol ;
7. L’intensité lumineuse J avec la candela : cd.

La masse M avec le kilogramme : kg

Le kilogramme est actuellement défini comme la masse d’un cylindre en platine iridié (90 % de platine et 10 % d’iridium) de 39 mm de diamètre et 39 mm de haut déclaré unité SI de masse depuis 1889 par le Bureau international des poids et mesures (BIPM).

Le temps T avec la seconde : s

La seconde est la durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l’état fondamental de l’atome de césium 133.

La longueur L avec le mètre : m

Le mètre est la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299 792 458 de seconde.

La température T avec le kelvin : K

Le kelvin, unité de température thermodynamique, est la fraction 1/273,16 de la température thermodynamique du point triple de l’eau.Le point triple est, en thermodynamique, un point du diagramme de phase qui correspond à la coexistence de trois états (liquide, solide et gazeux).

L’intensité électrique I avec l’ampère : A

L’ampère est l’intensité d’un courant constant qui, maintenu dans deux conducteurs parallèles, rectilignes, de longueur infinie, de section circulaire négligeable et placés à une distance de 1 mètre l’un de l’autre dans le vide, produirait entre ces conducteurs une force égale à 2.10 – 7 newton par mètre de longueur.

La quantité de matière N avec la mole : mol

La mole est la quantité de matière d’un système contenant autant d’entités élémentaires qu’il y a d’atomes dans 0,012 kilogramme de carbone 12.
L’intensité lumineuse J avec la candela : cd
La candela est l’intensité lumineuse, dans une direction donnée, d’une source qui émet un rayonnement monochromatique de fréquence 540 x 1012 hertz et dont l’intensité énergétique dans cette direction est 1/683 watt par stéradian (Le stéradian est une unité de mesure pour les angles).

Les unités dérivées utiles en froid et climatisation

Des 7 unités principales, découlent les unités dérivées dont voici les principales que l'on utilise dans nos métiers.

La température en degrés Celsius : °C

Anders Celsius est un savant suédois (1701 – 1744) qui a donné son nom au degré Celsius, l’échelle de température la plus utilisée dans le monde, à l’exception des pays anglo-saxons qui utilisent le système impérial d’unité avec le degré Fahrenheit.
En degrés Celsius, la glace se forme en-dessous de 0°C et bout à 100°C, dans les conditions standards de pression. On constate donc des nuances selon l’altitude à laquelle on se trouve.
Le rapport entre le kelvin et le degré Celsius est le suivant : (°C) = T (K) - 273,15.

La pression en pascal : Pa

Le pascal tient son nom de Blaise Pascal (1623-1662), mathématicien, physicien, inventeur, philosophe, moraliste et théologien français.
La pression représente l’intensité de la force qu’exerce un fluide par unité de surface. Cette grandeur physique traduit les échanges de quantité de mouvement dans un système thermodynamique, et notamment au sein d’un solide ou d’un fluide.
La pression est homogène à une force surfacique : 1 Pa = 1 N/m², ainsi qu’à une énergie volumique : 1 Pa = 1J/m3.
Le pascal correspond à une faible pression. Lorsque l’on parle de pression atmosphérique, on parle du bar qui est égal à 1 Pa10. Le pascal est utilisé pour mesurer la pression dans les systèmes de chauffage et de climatisation.

L’énergie en joule : J

Le joule tire son nom d’un physicien anglais James Prescott Joule (1818-1889). Il mesure la capacité d’un système à modifier un état, à produire un travail entrainant un mouvement, un rayonnement électromagnétique ou de la chaleur.
On utilise cette mesure pour certains appareils domestiques pour lesquels on parle de « l’effet Joule ». Il s’agit du dégagement de chaleur provoqué par le passage d’un courant électrique dans un matériau conducteur lui opposant une résistance.
Il s’applique :
Au chauffage domestique et les appareils utilisant l’échauffement des résistances : four, radiateurs, plaques de cuisson, l’éclairage par ampoules à incandescence dont l' échauffement d'un filament produit de la lumière.

La masse volumique : le kilogramme par mètre cube – kg/m3

La masse volumique est la quantité de matière par mètre cube.
Elle est beaucoup utilisée dans le domaine de la climatisation pour les mesures thermodynamiques et les rapports entre air sec et vapeur d’eau.