Mètre - Définition et Explications

La barre de platine-iridium utilisée comme prototype du mètre de 1889 à 1960.
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 est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) dans le vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.) en 1/299 792 458 seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui...).

Historique

Le mètre (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du...) 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 (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo...) particulier et pour faciliter la diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de...) du savoir, de choisir un étalon (modèle de mesure ou de poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la...) 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...) comme étant la dix-millionième partie d'un quart de méridien (En géographie, un méridien est un demi grand cercle imaginaire tracé sur le globe...) terrestre (d'où il vient que la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...) a une circonférence de 40 000 km), à la date de sa création, car le volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension...) de la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de...) 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 est la distance entre ses deux extrémités les plus...) officielle. Quelques années plus tard, en 1799, un mètre-étalon en platine (Le platine est un élément chimique de symbole Pt et de numéro atomique 78.) 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...) 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...) seize mètres-étalons gravés dans du marbre (Le marbre est une roche métamorphique dérivée du calcaire, existant dans une grande...) pour familiariser la population avec la nouvelle mesure. Aujourd'hui, il n'en subsiste que deux : l'un est au 36 de la rue (La rue est un espace de circulation dans la ville qui dessert les logements et les lieux...) 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...). 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 (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) 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...). 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...) où il réétudiera l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) 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 (Un alliage est une combinaison d'un métal avec un ou plusieurs autres éléments...) de platine et d'iridium (L'iridium est un élément chimique de symbole Ir et de numéro atomique 77.). Cette barre est toujours conservée à Sèvres en France.

En 1960, grâce à l'avènement des lasers, la 11e 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...) d'une radiation (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se...) orangée émise par l'isotope (Le noyau d'un atome est constitué en première approche de protons et de neutrons. En physique...) 86 du krypton (Le krypton est un élément chimique, de symbole Kr et de numéro atomique 36.).

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 dans le vide, notée c (pour...) 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,...) 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...) (mètre), l'unité de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) (kilogramme), les unités de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) (mètre-carré) et les unités de volume (mètre-cube ou litre (Le litre (du grec λίτρα lítra, ancienne mesure de capacité...), 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. Cela signifie que ses...) dont chaque côté mesure un mètre ;
  • un mètre cube (En géométrie euclidienne, un cube est un prisme dont toutes les faces sont carrées....) (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 dans le Système international...) fut défini comme la masse d'un dm³ d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) 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 du temps. Le mot désigne aussi la grandeur...) de marche (La marche (le pléonasme marche à pied est également souvent utilisé) est un...).
  • Un grand pas fait environ un mètre.

Multiples et sous-multiples du mètre

Multiples et sous-multiples du mètre
10 N Préfixe Symbole Nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) en français Nombre en chiffre (Un chiffre est un symbole utilisé pour représenter les nombres.)
   1024   yottamètre
Ym
  Quadrillion   1 000 000 000 000 000 000 000 000
   1021   zettamètre
Zm
  Trilliard   1 000 000 000 000 000 000 000
   1018   examètre
Em
  Trillion   1 000 000 000 000 000 000
   1015   pétamètre
Pm
  Billiard   1 000 000 000 000 000
   1012   téramètre
Tm
  Billion (Un billion (1 000 000 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf...)   1 000 000 000 000
   109   gigamètre
Gm
  Milliard (Un milliard (1 000 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent...)   1 000 000 000
   106   mégamètre
Mm
  Million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf...)   1 000 000
   103   kilomètre (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système...)
km
  Mille   1 000
   102   hectomètre
hm
  Cent   100
   101   décamètre
dam
  Dix   10
   100   mètre
m
  Un   1
   10-1   décimètre (Un décimètre (symbole dm) vaut 10-1 = 0,1 mètre.)
dm
  Dixième   0,1
   10-2   centimètre (Un centimètre (symbole cm) vaut 10-2 = 0,01 mètre.)
cm
  Centième   0,01
   10-3   millimètre
mm
  Millième   0,001
   10-6   micromètre (Un micromètre (symbole μm) vaut 10-6 = 0, 000 001 mètre.)
μm
  Millionième   0,000 001
   10-9   nanomètre
nm
  Milliardième   0,000 000 001
   10-12   picomètre
pm
  Billionième   0,000 000 000 001
   10-15   femtomètre
fm
  Billiardième   0,000 000 000 000 001
   10-18   attomètre
am
  Trillionième   0,000 000 000 000 000 001
   10-21   zeptomètre
zm
  Trilliardième   0,000 000 000 000 000 000 001
   10-24   yoctomètre
ym
  Quadrillionième   0,000 000 000 000 000 000 000 001 
Anciens multiples et sous-multiples du mètre
10 N Préfixe Symbole Nombre en français Nombre en chiffre
   104   myriamètre
mam
  Dix mille   10 000
   10-4   myriomètre
mom
  Dix-millième
  0,000 1
   10-10   ångström
Å
  Un dix-milliardième
(cent billionièmes)
  0,000 000 000 1

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...), d'où est déduite l'unité dérivée (La dérivée d'une fonction est le moyen de déterminer combien cette fonction varie quand la...), 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...) par une réévaluation de l'ua, liée à la valeur de la constante gravitationnelle G. Cette situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un...) 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...) sur les planètes.

Décamètre
1 dam = 10 m.
Cette unité est adaptée au calcul de la superficie (L'aire ou la superficie est une mesure d'une surface. Par métonymie, on désigne souvent...) 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 (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du...) orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps...) 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 (En astronomie, une planète naine est un type d'objet céleste du système solaire,...) Pluton (Pluton, dont la désignation officielle est (134340) Pluton, est la deuxième plus grande planète...) orbite à une moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de...) de 5,9 téramètres du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...).
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...) 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 (Le mot périphérie vient du grec peripheria qui signifie circonférence. Plus...) galactique.
Zettamètre
1 Zm = 1021 m = 1 000 000 000 000 000 000 000 m.
Notre galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de...) mesure quelques zettamètres de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre...).
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 XXe siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui...), 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 (Le papier (du latin papyrus) est une matière fabriquée à partir de fibres...) 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 13e 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...) et l'ultraviolet (Le rayonnement ultraviolet (UV) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur...), et la finesse de gravure d'un Microprocesseur (Un microprocesseur est un processeur dont les composants ont été suffisamment...).

Ångström (Un ångström ou angström (symbole Å) est une unité de mesure en physique atomique qui...)
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 (Un physicien est un scientifique qui étudie le champ de la physique, c'est-à-dire la...) italien Enrico Fermi (Enrico Fermi (29 septembre 1901 à Rome - 28 novembre 1954 à Chicago)...) (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...). 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...) (≅4×10-11 ym) des longueurs significatives.
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