La barre de platine-iridium utilisée comme prototype du mètre de 1889 à 1960.

Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière (La lumière désigne les ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 0,38 à 0,78 micron (380 nm à 780 nm ; le symbole nm désigne le nanomètre). La lumière...) dans le vide (Le vide est avant tout un concept philosophique. Il désigne l'absence de matière.) en 1/299 792 458 seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du...).

Historique

Le mètre (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par...) 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 roi, 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 (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à disposition » (diffusion d'un produit, d'une...) du savoir, de choisir un étalon (modèle de mesure ou de poids (Le poids d'un corps nu ou force de pesanteur est la force exercée sur un corps (de masse m) immobile dans le référentiel terrestre (c’est-à-dire, lié à l'objet solide Terre en rotation), par l'attraction universelle des...) qui sert de référence) non humain unique et d'utiliser des multiples et sous-multiples de 10. Exit ainsi le pied qui valait douze pouces et la verge qui valait trois pieds.

Le mètre fut défini pour la première fois en 1791 par l'Académie des sciences (Une académie des sciences est une société savante dont le rôle est de promouvoir la recherche scientifique en réunissant certains des chercheurs les...) comme étant la dix-millionième partie d'un quart de méridien (Un méridien est un grand cercle imaginaire tracé sur le globe terrestre ou la sphère céleste, passant par les pôles, les zénith et nadir.) terrestre (d'où il vient que la Terre (La Terre, foyer de l'humanité, est surnommée la planète bleue. C'est la troisième planète du système solaire en partant du Soleil.) a une circonférence de 40 000 km), à la date de sa création, car le volume (En physique, le volume d'un objet mesure « l'extension dans l'espace » qu'il possède dans les trois directions en même temps, de même que l'aire d'une figure dans le plan mesure...) de la planète (Selon la dernière définition de l'Union astronomique internationale (UAI), « une planète est un corps céleste (a) qui est en orbite autour du Soleil, (b) qui possède une masse suffisante pour que sa...) Terre est en constante variation comme en conséquence sa circonférence. Il fut adopté par la France le 7 avril 1795 comme mesure de longueur (La longueur d’un objet représente la distance entre deux de ses extrémités, les plus éloignées possibles. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet,...) officielle. Quelques années plus tard, en 1799, un mètre-étalon en platine fut créé à partir de cette définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la division entre les définitions réelles et les définitions nominales.) et devint la référence. De février 1796 à décembre 1797, la Convention fit placer dans Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du bassin parisien, entre les confluents de la Marne et de la Seine en...) seize mètres-étalons gravés dans du marbre pour familiariser la population avec la nouvelle mesure. Aujourd'hui, il n'en subsiste que deux : l'un est au 36 de la rue de Vaugirard, à droite de l'entrée ; l'autre, replacé en 1848, est au 13 de la place Vendôme, à gauche de l'entrée du ministère de la Justice.

En juin 1792 Jean-Baptiste Joseph Delambre est chargé de mesurer la distance entre Dunkerque et Rodez pendant que Pierre Méchain mesure celle de Rodez à Barcelone (Barcelone (Barcelona en catalan et en castillan) est une commune de Catalogne - Espagne, située dans la province de Barcelone. Elle est la capitale historique, administrative et...). Cela permettra d'établir précisément la valeur du mètre. En 1793, à Montjouy à Barcelone, 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 dû 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 (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les...). Il maquille alors ses résultats, ce qui rendra le mètre trop court de 0,2 mm. La " fraude " ne sera découverte par Delambre qu'en 1806, année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) où il réétudiera l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble, désigne intuitivement une collection d’objets (que l'on appelle éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être...) 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 et d'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 (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de...) d'une radiation (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se produire par rayonnement électromagnétique (par exemple : infrarouge) ou par une désintégration (par exemple : radioactivité α)....) orangée émise par l'isotope (Le noyau d'un atome est constitué en première approche de protons et de neutrons. En physique nucléaire, deux atomes sont dits isotopes s'ils ont le même nombre de protons. Le...) 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 secondes. La vitesse de la lumière (La vitesse de la lumière (299 792 458 m/s) a été mesurée dès le XVIIe siècle par l'astronome danois Ole Christensen Rømer qui avait observé en 1676 un...) dans le vide étant la même en tout point (Graphie) (selon la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une...) 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 relation entre l'unité de mesure (En physique et en métrologie, les unités sont des étalons pour la mesure de grandeurs physiques qui ont besoin de définitions précises pour être utiles.) (mètre), l'unité de masse (La masse est une propriété fondamentale de la matière qui se manifeste à la fois par l'inertie des corps et leur interaction gravitationnelle.) (kilogramme), les unités de surface (Il existe de nombreuses acceptions au mot surface, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, souvent abusivement confondu avec sa mesure...) (mètre-carré) et les unités de volume (mètre-cube ou litre, utilisé souvent pour désigner le volume des liquides) :

• un mètre carré (Le mètre carré (symbole m²) est l'unité d'aire du système international.) (m²) est la surface d'un carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés : c'est un quadrilatère qui est à la fois un rectangle (il a quatre angles droits) et un losange (ses quatre...) dont chaque côté mesure un mètre ;
• un mètre cube (En géométrie élémentaire, un cube est un prisme dont les côtés sont tous égaux. Les cubes figurent parmi les solides les plus remarquables de l'espace. C'est un des solides de Platon. Son...) (m³) est le volume d'un cube dont chaque arète mesure un mètre ;
• à l'origine, le kilogramme (Le kilogramme (symbole kg) est l’unité de masse du Système international d'unités (SI).) fut défini comme la masse d'un dm³ d'eau (L’eau (que l'on peut aussi appeler oxyde de dihydrogène, hydroxyde d'hydrogène ou acide hydroxyque) est un composé chimique simple, mais avec des propriétés complexes à cause de sa polarisation...) pure.

Quelques points de repères

• Un homme adulte mesure environ 1,7 m.
• La taille d'un pied est d'environ 0,30 m.
• On parcourt environ 5 000 m en une heure (L'heure est une unité de mesure  :) de marche (La marche (le quasi-pléonasme marche à pied est également souvent utilisé) est le mode de locomotion naturel de l'être humain. Il consiste en un déplacement en appui alternatif...).
• Un grand pas fait environ un mètre.

Multiples et sous-multiples du mètre

Description de multiples

De fait, au-delà du milliard de kilomètres on utilise rarement l'unité standard : on lui préfère l'ua, unité astronomique (L’unité astronomique (symbole ua) correspond approximativement à la longueur du demi-grand axe de l’orbite terrestre. Historiquement, les mesures astronomiques se résumaient à des mesures géométriques, et ne...), d'où est déduite l'unité dérivée (La dérivée d'une fonction est le moyen de déterminer combien cette fonction varie quand la quantité dont elle dépend, son argument, change. Plus...), le parsec : ceci était nécessaire pour ne pas dénaturer les mesures précises de distance de parallaxe (La parallaxe est l'incidence du changement de position de l'observateur sur l'observation d'un objet.) par une réévaluation de l'ua, liée à la valeur de la constante gravitationnelle G. Cette situation peu œcuménique a été levée par les mesures directes par écho radar (Le radar est un système qui utilise les ondes radio pour détecter et déterminer la distance et/ou la vitesse d'objets tels que les avions, bateaux, ou encore la pluie. Un émetteur envoie des ondes radio, qui sont réfléchies par la cible et...) sur les planètes.

Décamètre

1 dam = 10 m.

Cette unité est adaptée au calcul de la superficie (L'aire ou la superficie est la dimension d'une surface. Par métonymie, on désigne souvent cette dimension par le terme « surface » lui-même (par exemple, on parle de la « surface d'un carré » alors qu'il faudrait parler de son...) d'un terrain, par le biais de l'are, superficie d'un carré d'un décamètre de côté.

Hectomètre

1 hm = 100 m.

Cette unité est adaptée au calcul de la superficie d'une terre agricole, par le biais de l'hectare, superficie d'un carré d'un hectomètre de côté.

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.

Myriamètre

1 mam = 10 000 m.

Mégamètre

1 Mm = 10⁶ m = 1 000 000 m.

Gigamètre

1 Gm = 10⁹ m = 1 000 000 000 m.

C'est un multiple du mètre utilisé pour mesurer les distances interplanétaires courtes, par exemple entre une planète et ses satellites (Satellite peut faire référence à :) naturels. La Lune (On appelle lune tout satellite naturel d'une planète, mais la Lune, avec un L majuscule, désigne le seul satellite naturel de la Terre. Par sa visibilité et ses...) orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que décrit dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) à 0,384 gigamètre de la Terre (environ 1,3 seconde-lumière).

Il équivaut à 1 million de km, soit 1×10⁶ km.

Téramètre

1 Tm = 10¹² m = 1 000 000 000 000 m.

C'est un multiple du mètre utilisé pour mesurer les grandes distances interplanétaires. Par exemple la planète naine Pluton (Pluton, dont la désignation officielle est (134340) Pluton, est la deuxième plus grande planète naine connue du système solaire et le 10e plus grand astre connu orbitant le Soleil. Originellement considérée comme la plus...) orbite à une moyenne (Il y a plusieurs façon de calculer une moyenne d'un ensemble de nombres. Celle qu'il convient de retenir dépend de la grandeur physique que représentent ces...) de 5,9 téramètres du Soleil ((pourcentage en masse)).

Téramètre = un milliard de km.

Pétamètre

1 Pm = 10¹⁵ m = 1 000 000 000 000 000 m.

Une année-lumière (L’année-lumière (symbole al, anciennement année de lumière) est une unité de distance utilisée en astronomie. Une année-lumière est la distance parcourue par un photon...) vaut environ 9,46 Pm.

Examètre

1 Em = 10¹⁸ m = 1 000 000 000 000 000 000 m.

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

Zettamètre

1 Zm = 10²¹ m = 1 000 000 000 000 000 000 000 m.

Notre galaxie mesure quelques zettamètres de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère.).

Yottamètre

1 Ym = 10²⁴ m. = 1 000 000 000 000 000 000 000 000 m.

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

Description des sous-multiples

Décimètre

1 dm = 0,1 m.

Au cours du XX^e siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race, génération. Il a ensuite indiqué la durée d'une génération humaine et faisait 33 ans 4 mois (d'où peut...), 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.

Le centimètre est une des unités de base du système CGS : voir centimètre.

Millimètre

1 mm = 0,001 m.

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

Myriomètre

1 mom = 0,000 1 m.

Micromètre

1 µm = 10^-6 m = 0,000 001 m.

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

Nanomètre

1 nm = 10^-9 m = 0,000 000 001 m.

Le nanomètre est utilisé pour mesurer les longueurs d'ondes comprises entre l'infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte...) et l'ultraviolet (Le rayonnement ultraviolet (UV) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde intermédiaire entre celle de la lumière visible et celle des rayons X. Le nom signifie...), et la finesse de gravure d'un Microprocesseur.

Ångström

1 Å = 10^-10 m = 0,000 000 000 1 m.

Cette mesure ne fait pas partie du système international. Pour en savoir plus, voir l'article Ångström.

Picomètre

1 pm = 10^-12 m = 0,000 000 000 001 m.

Femtomètre

1 fm = 10^-15 m = 0,000 000 000 000 001

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 noyau atomique désigne la région située au centre d'un atome constituée de protons et de neutrons (les nucléons). La taille du noyau (10-15 m) est considérablement plus petite que...). Le diamètre d'un noyau atomique peut aller jusqu'à 15 fm.

Attomètre

1 am = 10^-18 m = 0,000 000 000 000 000 001 m.

Zeptomètre

1 zm = 10^-21 m = 0,000 000 000 000 000 000 001 m.

Yoctomètre

1 ym = 10^-24 m. = 0,000 000 000 000 000 000 000 001 m.

L'unité tombe dans le " vide " séparant la longueur de Planck (En physique, la longueur de Planck ou échelle de Planck est une unité de longueur qui fait partie du système des unités de Planck. Notée , elle est déterminée uniquement en terme...) (≅4×10^-11 ym) des longueurs significatives.