Balance (instrument) - Définition
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Introduction
Une balance, du latin bis (2 fois) et lanx (plateau), est un instrument de mesure qui sert à évaluer des masses. Pour effectuer cette mesure, on utilise des « poids », appellation que l'on emploie dans le langage courant ; en termes scientifiques, on utilise l'appellation « masses marquées ».
Les balances existent depuis l’Antiquité. La balance nécessitant l’utilisation de poids, elle obligea à réglementer le pesage avec le plus grand soin. Les balances ne sont devenues de véritables instruments de précision qu’au XIXe siècle.
Au XVIIe siècle, l’invention de Roberval révolutionne le pesage. C’est la première fois que l’on a l’idée de poser les plateaux au-dessus du fléau et non plus en dessous. Au XVIIIe siècle, Lavoisier perfectionne la balance et les principes de pesage. Il en généralise l’usage dans les laboratoires, après avoir conçu une balance très sensible. La balance Roberval est perfectionnée par Béranger qui parvient à réduire les forces latérales et les frottements en utilisant des petits fléaux secondaires qui remplacent les tiges de force. Au XXe siècle, les balances « Roberval » et « Béranger » sont sur tous les comptoirs des commerçants lorsqu'apparaît, à la fin du XIXe siècle, la «balance automatique» constituée d’un cadran gradué, circulaire ou en forme d’éventail où l’on peut directement lire la masse de l’objet pesé indiqué par une aiguille, et sans avoir à déplacer de poids manuellement. Les dernières évolutions sont dues à l'électronique. Dorénavant les balances électroniques affichent ou impriment directement la masse et bien souvent calculent même le prix correspondant.
Une « bonne » balance doit être juste, sensible, et fidèle.
Le fabricant de balances est un « balancier ».
Historique
Les balances existent depuis l’Antiquité. La balance nécessitant l’utilisation de poids, elle obligea à réglementer le pesage avec le plus grand soin. Les balances ne sont devenues de véritables instruments de précision qu’au XIXe siècle.
Antiquité
Dans l’Antiquité, les fonctionnaires vérifiaient la justesse de la pesée des négociants et des commerçants à l’aide d’étalons de mesure. Les premiers étalons, réalisés en cuivre ou en bronze, ont été réalisés en Asie et en Égypte avant l’invention de la monnaie.
Rome
Plusieurs types d’instruments de pesage existaient déjà, les nôtres en sont les descendants. La trutina était utilisée pour les grosses pesées, la moneta pour les petites. La statera est la balance que nous appelons aujourd’hui balance romaine. Elle permet d’utiliser un seul instrument pour effectuer des pesées.
La libra est l’unité de mesure (la livre) et correspond à la masse de la monnaie as, soit environ 327 g. Cette masse se divise en douze onces d’environ 27,29 g.
Moyen Âge
Aucun nouveau type de balance n’apparaît, mais le mot « balance » prend sa place dans la langue française.
À la fin du XIIe siècle, Philippe-Auguste remplace l’unité de « poids » — à l'époque, on ne distinguait pas encore masse et poids — (la livre) par le marc, qui restera l’unité de masse jusqu’en 1795. Le marc sera utilisé dans tous les pays d’Europe, mais malheureusement avec des valeurs différentes de masse. En France le marc se divise en huit onces, l’once en huit gros, le gros en trois deniers, le denier en 24 grains.
XVIe siècle
C’est la période du développement des boîtes de pesage utilisées pour les petites pesées. Ces petites boîtes en bois, d’environ 15 cm de longueur, contenaient une balance à bras égaux montée sur une colonne démontable, ainsi que ses poids. Très répandues chez les commerçants, elles servaient à vérifier la masse des pièces d’or et d’argent en circulation. Les poids contenus dans ces boîtes étaient appelés « poids monétaires ». Chacun de ces poids était ajusté sur la masse légale d’une monnaie déterminée et souvent à son effigie.
XVIIe siècle
L’invention de Roberval (voir plus bas) révolutionne le pesage. C’est la première fois que l’on a l’idée de poser les plateaux au-dessus du fléau et non plus en dessous.
XVIIIe siècle
Lavoisier perfectionne la balance et les principes de pesage. Il en généralise l’usage dans les laboratoires, après avoir conçu une balance très sensible (au milligramme près).
XIXe siècle
Le système archaïque des poids et mesures propres à chaque ville ou à chaque région est remis en cause au moment de la Révolution française. Les bienfaits du système métrique, mis en place en France en 1795 et rendu obligatoire le 1er janvier 1840 accompagné d’un étalon unique pour tout le pays, se répandent dans tous les pays progressivement. Les formes des poids étalons sont par ailleurs réglementées :
- Un modèle cylindrique surmonté d’une prise en cuivre
- Un modèle hexagonal ou rectangulaire en fonte de fer, muni d’un anneau.
Les différents types de balance n’ont pas évolué depuis le XVIIe siècle. Il faudra attendre les améliorations dues à Louis Poinsot en 1821 pour que la balance dite de Roberval se répande très largement. Un arrêté ministériel autorise « l’admission, la vérification et le poinçonnage de la balance Roberval ».
La balance Roberval est perfectionnée par Béranger qui parvient à réduire les forces latérales et les frottements en utilisant des petits fléaux secondaires qui remplacent les tiges de force.
C’est également à cette époque qu’apparaît le pont-bascule qui permet, grâce au « levier compensé » inventé en Angleterre, de réaliser de grosses pesées sans utiliser de gros pesons.
XXe siècle
Les balances « Roberval » et « Béranger » sont sur tous les comptoirs des commerçants lorsqu'apparaît, à la fin du XIXe siècle, la «balance automatique» constituée d’un cadran gradué, circulaire ou en forme d’éventail où l’on peut directement lire la masse de l’objet pesé indiqué par une aiguille, et sans avoir à déplacer de poids manuellement.
Les dernières évolutions sont dues à l'électronique. Dorénavant les balances électroniques affichent ou impriment directement la masse et bien souvent calculent même le prix correspondant.
