Kilogramme - Définition
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Introduction
Le kilogramme (symbole kg) est l’unité de masse dans le Système international d’unités (SI).
Historique
Le gramme a été introduit lors de l’unification des mesures régionales décidée pendant la Révolution française par la loi du 18 germinal an III (7 avril 1795), art. VI ds Bulletin des lois, 1re série, no 135. C’est un des éléments de la triade « longueur-masse-volume » : décimètre-(kilo)gramme-litre de cette unification.
Le gramme était initialement défini comme la masse d’un centimètre cube d’eau à la température de 4 °C, qui correspond à un maximum de masse volumique.
Le 22 juin 1799, un étalon en platine d’un kilogramme (nom originel, le grave), soit la masse d’un décimètre cube d’eau, fut déposé (ainsi qu’un étalon du mètre) aux Archives de France, grâce aux précédents travaux de divers savants, en particulier Lavoisier (guillotiné en 1794).
Cet étalon devint par définition la représentation du kilogramme (mille grammes) par la loi du 10 décembre 1799.
Ce n’est qu’en 1875, cependant, que l’unité de masse fut redéfinie comme « kilogramme », qui devint ainsi la seule unité du SI incluant un préfixe multiplicateur.
Un nouvel étalon en platine iridié de masse pratiquement identique au Kilogramme des Archives devait être réalisé dès 1875, mais la coulée fut rejetée car la proportion d’iridium, 11,1 %, se trouvait en dehors des 9 - 11 % spécifiés. Ce n’est qu’en 1889 que le Kilogramme des Archives fut remplacé par le prototype international du kilogramme, conservé depuis cette date au pavillon de Breteuil.
Multiples, sous-multiples et autres unités
Comme l’unité de base « kilogramme » comporte déjà un préfixe, les préfixes SI sont ajoutés par exception au mot « gramme » ou à son symbole g, bien que le gramme ne soit qu’un sous-multiple du kilogramme (1 g = 10-3 kg).
Par exemple :
- 1 mégagramme (Mg) = 1 000 kg ;
- 1 milligramme (mg) = 0,000 001 kg.
Dans les anciens livres, seuls les multiples et sous-multiples du kilogramme sont utilisés :
- myriagramme (mag) : 1 mag = 10 kg ;
- myriogramme (mog) : 1 mog = 0,000 000 1 kg (= 100 µg).
Dans la pratique, seuls les multiples du kilogramme sont utilisés :
- kilogramme (kg) : 1 kg = 1 kg ;
- mégagramme (Mg) : 1 Mg = 1 000 kg ;
- gigagramme (Gg) : 1 Gg = 1 000 000 kg = 106 kg ;
- téragramme (Tg) : 1 Tg = 1 000 000 000 kg = 109 kg ;
- pétagramme (Pg) : 1 Pg = 1012 kg ;
- exagramme (Eg) : 1 Eg = 1015 kg ;
- zettagramme (Zg) : 1 Zg = 1018 kg ;
- yottagramme (Yg) : 1 Yg = 1021 kg.
| Correspondance entre les multiples du kilogramme du système international d’unités | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| kg | Mg | Gg | Tg | Pg | Eg | Zg | Yg | |
| kg | 1 | 0,001 | 10−6 | 10−9 | 10−12 | 10−15 | 10−18 | 10−21 |
| Mg | 1 000 | 1 | 0,001 | 10−6 | 10−9 | 10−12 | 10−15 | 10−18 |
| Gg | 106 | 1 000 | 1 | 0,001 | 10−6 | 10−9 | 10−12 | 10−15 |
| Tg | 109 | 106 | 1 000 | 1 | 0,001 | 10−6 | 10−9 | 10−12 |
| Pg | 1012 | 109 | 106 | 1 000 | 1 | 0,001 | 10−6 | 10−9 |
| Eg | 1015 | 1012 | 109 | 106 | 1 000 | 1 | 0,001 | 10−6 |
| Zg | 1018 | 1015 | 1012 | 109 | 106 | 1 000 | 1 | 0,001 |
| Yg | 1021 | 1018 | 1015 | 1012 | 109 | 106 | 1 000 | 1 |
Dans la pratique, seuls les sous-multiples du kilogramme sont utilisés (les unités en italiques sont peu usitées) :
- kilogramme (kg) : 1 kg = 1 kg ;
- hectogramme (hg) 1 hg = 0,1 kg ;
- décagramme (dag) : 1 dag = 0,01 kg ;
- gramme (g) : 1 g = 0,001 kg ;
- décigramme (dg) : 1 dg = 0,0 001 kg ;
- centigramme (cg) 1 cg = 0,00 001 kg ;
- milligramme (mg) : 1 mg = 0,000 001 kg = 10−6 kg ;
- microgramme (µg) : 1 µg = 0,000 000 001 kg = 10−9 kg ;
- nanogramme (ng) : 1 ng = 10−12 kg ;
- picogramme (pg) : 1 pg = 10−15 kg;
- femtogramme (fg) : 1 fg = 10−18 kg ;
- attogramme (ag) : 1 ag = 10−21 kg ;
- zeptogramme (zg) : 1 zg = 10−24 kg ;
- yoctogramme (yg) : 1 yg = 10−27 kg.
| Correspondance entre les sous-multiples du kilogramme du système international d’unités | ||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| yg | zg | ag | fg | pg | ng | µg | mg | cg | dg | g | dag | hg | kg | |
| yg | 1 | 0,001 | 10−6 | 10−9 | 10−12 | 10−15 | 10−18 | 10−21 | 10−22 | 10−23 | 10−24 | 10−25 | 10−26 | 10−27 |
| zg | 1 000 | 1 | 0,001 | 10−6 | 10−9 | 10−12 | 10−15 | 10−18 | 10−19 | 10−20 | 10−21 | 10−22 | 10−23 | 10−24 |
| ag | 106 | 1 000 | 1 | 0,001 | 10−6 | 10−9 | 10−12 | 10−15 | 10−16 | 10−17 | 10−18 | 10−19 | 10−20 | 10−21 |
| fg | 109 | 106 | 1 000 | 1 | 0,001 | 10−6 | 10−9 | 10−12 | 10−13 | 10−14 | 10−15 | 10−16 | 10−17 | 10−18 |
| pg | 1012 | 109 | 106 | 1 000 | 1 | 0,001 | 10−6 | 10−9 | 10−10 | 10−11 | 10−12 | 10−13 | 10−14 | 10−15 |
| ng | 1015 | 1012 | 109 | 106 | 1 000 | 1 | 0,001 | 10−6 | 10−7 | 10−8 | 10−9 | 10−10 | 10−11 | 10−12 |
| µg | 1018 | 1015 | 1012 | 109 | 106 | 1 000 | 1 | 0,001 | 10−4 | 10−5 | 10−6 | 10−7 | 10−8 | 10−9 |
| mg | 1021 | 1018 | 1015 | 1012 | 109 | 106 | 1 000 | 1 | 0,1 | 0,01 | 0,001 | 10−4 | 10−5 | 10−6 |
| cg | 1022 | 1019 | 1016 | 1013 | 1010 | 107 | 104 | 10 | 1 | 0,1 | 0,01 | 0,001 | 10−4 | 10−5 |
| dg | 1023 | 1020 | 1017 | 1014 | 1011 | 108 | 105 | 100 | 10 | 1 | 0,1 | 0,01 | 0,001 | 10−4 |
| g | 1024 | 1021 | 1018 | 1015 | 1012 | 109 | 106 | 1 000 | 100 | 10 | 1 | 0,1 | 0,01 | 0,001 |
| dag | 1025 | 1022 | 1019 | 1016 | 1013 | 1010 | 107 | 104 | 1 000 | 100 | 10 | 1 | 0,1 | 0,01 |
| hg | 1026 | 1023 | 1020 | 1017 | 1014 | 1011 | 108 | 105 | 104 | 1 000 | 100 | 10 | 1 | 0,1 |
| kg | 1027 | 1024 | 1021 | 1018 | 1015 | 1012 | 109 | 106 | 105 | 104 | 1 000 | 100 | 10 | 1 |
On utilise également des noms d’unités anciennes, mais arrondies à des valeurs « exactes »
- la livre : 1 lb ~ 0,5 kg ; 1 kg ~ 2 lb ;
- le grave : 1 G = 1 kg ; 1 kg = 1 G ;
- le quintal métrique : 1 q = 100 kg ; 1 kg = 0,01 q ;
À ne pas confondre avec
le quintal français ancien : 48,951 kg environ ou avec
le quintal court d’Amérique du Nord : 45,359 kg environ ou avec
le quintal long du système impérial anglais : 50,802 kg environ.
- la tonne : 1 t = 1 000 kg ; 1 kg = 0,001 t.
| Correspondance entre le kilogramme et les anciennes unités « métrisées » | ||||
|---|---|---|---|---|
| livre | kilogramme | quintal métrique | tonne | |
| livre | 1 | 0,453 592 37 | 0,005 | 5×10-4 |
| grave | 2 | 1 | 0,01 | 0,001 |
| kilogramme | 2 | 1 | 0,01 | 0,001 |
| quintal métrique | 200 | 100 | 1 | 0,1 |
| tonne | 2 000 | 1 000 | 10 | 1 |
Les unités anglo-saxonnes sont assez largement utilisées de par le monde. On utilise couramment les unités du système avoirdupois (av), et, dans certains cas spécifiques, les unités du système troy (t) : médicaments et métaux précieux.
- Système avoirdupois
- livre (lb av) : 1 lb av = 0,453 592 37 kg ; 1 kg = 2,204 622 6 lb av
- once (oz av) : 1 oz av = 0,028 349 523 125 kg ; 1 kg = 35,273 961 950 oz av
- Système troy
- livre (lb t) : 1 lb t = 0,373 241 721 6 kg ; 1 kg = 2,679 228 881 lb t
- once (oz t) : 1 oz t = 0,031 103 476 8 kg ; 1 kg = 32,150 747 oz t
La table ci-dessous indique les correspondances entre les unités ; les valeurs en italiques indiquent les croisements entre les systèmes anglo-saxons.
| Correspondance avec les unités anglo-saxonnes (valeurs arrondies) | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| g | oz av | oz t | lb t | lb av | kg | |
| g | 1 | 0,035 3 | 0,032 2 | 0,002 68 | 0,002 20 | 0,001 |
| oz av | 28,3 | 1 | 0,911 | 0,076 0 | 0,062 5 (1⁄16) | 0,0283 |
| oz t | 31,1 | 1,097 | 1 | 0,083 3 (1⁄12) | 0,068 6 | 0,031 1 |
| lb t | 373 | 13,2 | 12 | 1 | 0,823 | 0,373 |
| lb av | 454 | 16 | 14,6 | 1,22 | 1 | 0,454 |
| kg | 1 000 | 35,3 | 32,2 | 2,68 | 2,20 | 1 |
Le carat est une autre unité de masse.
