Une résolution visant à examiner la future révision de la définition des unités SI a été examinée par la Conférence générale des poids et mesures (CGPM)
En 2011, la Conférence générale des poids et mesures (CGPM) a confirmé son intention d’adopter de nouvelles définitions pour quatre des unités de base du SI basées sur des valeurs numériques fixes de constantes sélectionnées. Ce seront le kilogramme, l’ampère, le kelvin et la mole. La CGPM n’a pas été en mesure d’adopter les nouvelles définitions à ce moment car certains travaux d’expérimentation et de coordination n’étaient pas terminés. Cet article passe en revue les critères proposés par les Comités consultatifs du CIPM pour l’adoption d’un tel « nouveau SI » et rend compte des progrès récents des travaux pour y répondre. Nous rendons également compte des travaux entrepris pour démontrer que les aspects techniques les plus importants de la réalisation d’un tel nouveau système sont réalisables.
1). Introduction
Il y a eu beaucoup de débats sur les avantages de réviser les définitions de quatre des unités de base du SI afin qu’elles soient articulées en termes de valeurs numériques fixes de certaines constantes Les limites du système actuel, en particulier l’utilisation d’un artefact physique pour définir l’une des unités de base, ont été critiquées et les avantages d’une telle approche alternative ont été présentés par de nombreux auteurs. 
La proposition selon laquelle quatre des unités de base du SI pourraient être redéfinies par rapport aux valeurs fixes de certaines constantes a fait l’objet de nombreuses discussions au début de ce siècle. Depuis lors, la Conférence générale des poids et mesures, forum de prise de décision entre les États membres de la Convention du Mètre sur toutes les questions relatives à la science de la mesure et aux unités de mesure, a adopté des résolutions lors de quatre de ses réunions. 
En 1995, lors de sa 20e réunion, il a recommandé que les instituts nationaux de métrologie (INM) travaillent sur des expériences qui « ouvriraient la voie à une nouvelle définition du kilogramme basée sur des constantes fondamentales ou atomiques ». Lors de sa réunion suivante, en 1999, il a invité les laboratoires nationaux de métrologie à poursuivre leurs efforts pour « lier l’unité de masse à des constantes fondamentales ou atomiques». Par la suite, en 2007, lors de sa 23e réunion, il a reconnu la possibilité de redéfinir quatre unités de base en termes de valeurs fixes de quatre constantes fondamentales et a invité les laboratoires nationaux de métrologie « à se prononcer sur la possibilité ».
Plus récemment, en 2011, lors de sa 24e réunion, il a noté qu’une redéfinition de quatre unités de base avait été examinée en détail et que le Comité international des poids et mesures (CIPM) avait l’intention de proposer une révision dans laquelle les valeurs numériques de quatre constantes serait fixé afin de définir la grandeur de quatre unités de base. La résolution est longue et détaillée et est résumée dans une annexe à cet article. En résumé, il propose que le kilogramme, l’ampère, le kelvin et la mole soient définis par rapport à des valeurs numériques fixes de
La constante de Planck h,
La charge élémentaire e
La constante de Boltzmann k,
La constante d’Avogadro N A
Celles-ci rejoindront les valeurs numériques fixes de trois constantes qui forment actuellement les définitions de la seconde, du mètre et de la candela :
La fréquence de dédoublement hyperfine de l’état fondamental de l’atome de césium 133 ν (133 Cs)
La vitesse de la lumière dans le vide c d’exactement 299 792 458 mètres par seconde,
L’efficacité lumineuse spectrale K cd d’un rayonnement monochromatique de fréquence
Bien que la discussion sur les principes sous-jacents à de tels changements se soit poursuivie dans de nombreux forums différents. Il a toujours été clair qu’un ensemble de nouvelles définitions ne pouvait pas être adopté tant que les données expérimentales et en particulier celles de la valeur de la constante de Planck n’étaient pas cohérentes à un niveau qui pourrait justifier le changement sans aucun risque que les utilisateurs dérivant la traçabilité aux unités de base de différents laboratoires nationaux de métrologie utilisent des valeurs incohérentes. Des critères ont été fixés pour qu’un tel changement soit mis en œuvre par les Comités consultatifs de la masse et des grandeurs apparentées (CCM) et de la thermométrie (CCT). Ces critères imposent des exigences quantitatives aux résultats des travaux expérimentaux actuellement en cours dans plusieurs laboratoires nationaux de métrologie. Dans cet article, nous expliquons ces critères et rendons compte des progrès récents de ce travail expérimental.
De plus, il a été reconnu que des efforts importants doivent être faits pour montrer que le « nouveau SI » peut être mis en œuvre sans inconvénient majeur dans la fourniture de la traçabilité aux utilisateurs les plus critiques. Aussi qu’une communauté plus large, y compris ceux impliqués dans l’enseignement des sciences ainsi que les utilisateurs, devrait être informée des changements proposés. A cet égard, nous considérons également les activités des Comités Consultatifs d’Electricité et de Magnétisme (CCEM) et de Métrologie en Chimie (CCQM). Nous montrons qu’un consensus se dégage sur le respect des critères techniques et que le travail de démonstration de la faisabilité de la mise en œuvre des nouvelles définitions doit être suffisamment complet pour que ces nouvelles définitions puissent être adoptées en 2018.
2). Le kilogramme
2.1. La Recommandation CCM G1 (2013) 
Parmi les quatre unités de base proposées pour la redéfinition, c’est le kilogramme qui a suscité le plus d’inquiétude quant au maintien d’une continuité avec des valeurs diffusées traçables au SI par la définition existante. La première tentative d’examen et de quantification de tous les éléments nécessaires pour assurer la continuité a été publiée en 2010 et prévoyait la nécessité de réaliser et de diffuser une masse au niveau de 1 kg avec une incertitude type de 20 µg. Cela a servi de base à une recommandation faite par le CCM en 2010. « Que les conditions suivantes soient remplies avant que le CIPM ne demande à CODATA d’ajuster les valeurs des constantes physiques fondamentales à partir desquelles une valeur numérique fixe de la constante de Planck sera retenue,
1). Au moins trois expériences indépendantes, y compris des travaux sur la balance du watt et des expériences XRCD, donnent des valeurs cohérentes de la constante de Planck avec des incertitudes standard relatives ne dépassant pas 5 parties en 10**8,
2). Au moins un de ces résultats doit avoir une incertitude-type relative non supérieure à 2 parties en 10**8,
3). Les prototypes du BIPM, l’ensemble d’étalons de masse de référence du BIPM et les étalons de masse utilisés dans les expériences de balance du watt et de XRCD (densité de cristal aux rayons X) ont été comparés aussi directement que possible avec le prototype international du kilogramme,
4). Les modalités de réalisation et de diffusion futures du kilogramme, telles que décrites dans la mise en pratique, ont été validées conformément aux principes du CIPM-MRA. La recommandation comprend des notes de bas de page pour préciser, entre autres, que la base technique des points 1 et 2 se trouve dans.
Les propositions visant à répondre aux critères établis par cette recommandation ont été examinées lors d’un atelier de deux jours organisé par le CCM en novembre 2012. Celui-ci a réuni un groupe diversifié de chercheurs et de métrologues de masse dans le but de rechercher une compréhension commune des étapes nécessaires pour parvenir à la redéfinition du kilogramme et rédiger la mise en pratique de la nouvelle définition du kilogramme visée au point 4. Lors de sa réunion suivante, en février 2013, le CCM a arrêté les principes généraux élaborés pour la mise en pratique et a produit une autre recommandation. Celui-ci a noté que la consultation avec l’OIML et d’autres parties prenantes majeures était en cours. Il a ensuite confirmé les conditions fixées en 2010 (comme indiqué ci-dessus) et a reconnu que certains progrès avaient été accomplis pour les respecter. Enfin, une feuille de route pour atteindre toutes les conditions nécessaires à une redéfinition d’ici 2018 a été convenue.
Dans les paragraphes suivants, nous passons en revue les progrès réalisés pour satisfaire aux quatre conditions fixées par le CCM. Nous discutons également du développement de la mise en pratique et introduisons les principaux éléments de la feuille de route du CCM.
2.2. Progrès dans la détermination de la constante de Planck
Les deux premières conditions posées par le CCM se réfèrent aux résultats de déterminations expérimentales de la constante de Planck. Les résultats les plus récents des expériences mesurant la constante de Planck sont présentés dans la figure. La valeur de l’évaluation la plus récente des constantes fondamentales est indiquée comme CODATA 2010 avec les points qui ont le plus influencé sa détermination. Trois d’entre eux sont indiqués par « WB » et provenaient d’expériences de balance du watt ; le quatrième provenait de l’International Avogadro Coordination (IAC) basé sur la méthode XRCD. Comme on peut le voir sur la figure, au moment de la publication de l’évaluation CODATA 2010 des constantes fondamentales, il existait un écart important entre les valeurs expérimentales disponibles pour la constante de Planck. Par exemple, l’écart entre la balance du watt NIST et la valeur IAC basée sur la méthode XRCD est de 3,8 fois l’incertitude type de la différence. Cela a obligé le groupe CODATA à utiliser une procédure statistique pour augmenter l’incertitude de leur estimation de la constante de Planck au-delà de celle déduite des incertitudes estimées des données expérimentales individuelles.
Après la publication des résultats de CODATA 2010, la balance du watt NPL a été transférée au NRC où elle a été reconstruite. Un résultat préliminaire a été publié à partir de l’appareil reconstruit en 2012 (non représenté sur la figure) qui a confirmé la valeur NPL et a également confirmé l’écart par rapport au résultat NIST. L’attention portée à l’écart entre ces deux résultats a conduit à des investigations spécifiques pour en identifier la source. Par exemple, une comparaison de gravimètres en Amérique du Nord a confirmé que la gravimétrie absolue ne pouvait pas être la source de l’écart. Par la suite, d’autres instituts ont publié des études théoriques sur les effets de second ordre pouvant être présents dans certaines balances du watt, et les ont largement écartés comme sources d’erreur au niveau de 50 parties en 10 8. Des stratégies pour traiter les corrections gravitationnelles pour les expériences de balance du watt ont également été publiées.
Suite à l’évaluation CODATA 2010, le NIST a lancé un examen approfondi du fonctionnement de la balance du watt NIST-3. Cela comprenait des modifications du tranchant du balancier et la mise à niveau du système standard de tension programmable Josephson. Le NIST a également envoyé K85, l’un de ses prototypes de kilogrammes de platine-iridium, au BIPM pour réétalonnage. 
Le résultat de cet examen et de l’évaluation de la balance du watt NIST-3 a été une valeur révisée de la constante de Planck publiée en 2014 avec une incertitude type de 4,5 parties en 10**8. Une description complète du résultat du NRC a été publiée le même mois avec une incertitude type de 1,8 parties en 10**8une incertitude suffisante pour contribuer à remplir la condition 2 fixée par le CCM. Ces deux données sont tracées sous le point CODATA 2010 sur la figure.
En plus des déterminations de la constante de Planck citées ci-dessus, il existe un certain nombre d’autres expériences de balance du watt ainsi qu’une balance de joule qui prévoient de fournir des valeurs indépendantes de la constante de Planck.
Pendant ce temps, le projet réformé de coordination internationale d’Avogadro est extrêmement actif pour affiner l’application de la méthode de densité cristalline aux rayons X (XRCD) aux cristaux de 28 Si enrichis en isotopes. Un résumé des travaux en cours est donné dans. L’un des objectifs était de s’assurer que chacun des mesurandes les plus importants sera mesuré par plus d’un institut. Par exemple, la PTB développe la capacité de confirmer les mesures de constante de réseau, qui ne sont actuellement effectuées qu’à l’INRIM, tandis que l’INRIM travaille à quantifier les concentrations d’impuretés de tous les éléments chimiques dans les cristaux de silicium. La PTB mène également des travaux complémentaires visant à améliorer la sphéricité des cristaux de silicium et à mieux caractériser leurs surfaces. 
Comme le souligne CODATA, les résultats antérieurs de la méthode XRCD ont été limités par des incertitudes dans la détermination de la masse molaire relative des cristaux qui n’était effectuée que par un seul institut. C’est maintenant l’objet de recherches dans cinq instituts (PTB, NRC, NIST, NMIJ et NIM) qui veilleront à ce que différentes méthodes de spectrométrie de masse et de préparation chimique soient appliquées. L’objectif global est d’atteindre une incertitude-type relative de 1,5×10**-8 dans la réalisation de la nouvelle définition du kilogramme. Cette approche collaborative de l’utilisation de la méthode XRCD offre la perspective d’une valeur avec une incertitude indépendante des bilans du watt, répondant ainsi aux deux conditions 1 et 2 fixées par le CCM.
2.3. L’ensemble des étalons de masse de référence du BIPM
En 2011, la CGPM a encouragé le BIPM « à développer un pool d’étalons de référence pour faciliter la diffusion de l’unité de masse lors de sa redéfinition». Cela se reflétait dans la condition 3 de la résolution du CCM citée ci-dessus.
La logique du système est qu’une combinaison de pièces de masse constituées de trois matériaux différents (platine/iridium, acier inoxydable et silicium monocristallin) chacune d’une masse de 1 kg maintenues dans différents environnements gazeux (air, azote, argon et sous vide) devrait fournir des données suffisantes sur le long terme pour identifier les effets de perte de masse susceptibles de se produire dans toute combinaison particulière de matière et de gaz. Le système dispose d’un réseau de stockage entièrement automatisé pour les normes avec trois circuits de gaz indépendants (argon, azote et vide) et une surveillance en ligne pour une éventuelle contamination. En plus des masses étalons d’un kilogramme, deux « artefacts de surface » en Pt–Ir et en acier inoxydable ont été caractérisés. Par rapport aux étalons du même matériau, la surface accrue de ces artefacts les rend plus sensibles à la contamination. La tâche de suivre la masse des pièces massives en fonction de leur matériau et de leurs conditions de stockage est maintenant en cours. Bien qu’ils ne soient pas directement liés à l’objectif de redéfinition du kilogramme, il convient de noter qu’il y a eu une efflorescence de nouveaux résultats significatifs sur la stabilité des étalons de masse de référence publiés récemment. En particulier, l’effet de la contamination par le mercure sur la masse des étalons de masse platine-iridium a fait l’objet d’une attention renouvelée, tout comme le sujet général de l’amélioration des méthodes d’élimination de la contamination carbonée de la surface des artefacts.
2.4. Élaboration et validation d’une mise en pratique
Les informations essentielles sur la façon dont chacune des unités de base doit être réalisée sont résumées dans un document connu sous le nom de mise en pratique. La nécessité d’en développer une nouvelle pour le kilogramme et de valider sa mise en œuvre pratique est reflétée dans la condition 4 de la résolution du CCM citée ci-dessus. La consultation sur un projet a commencé. Il part de la nouvelle définition proposée et décrit comment la définition peut être réalisée en pratique au moyen d’une balance du watt ou par la méthode XRCD. Tout en se concentrant sur ces deux méthodes, la mise en pratique laisse ouverte la possibilité que des technologies plus récentes telles que la balance joule puissent s’avérer utiles à l’avenir. 
La diffusion de l’unité est également discutée, y compris la nécessité d’une « assurance qualité » au moyen d’une comparaison internationale entre les principales réalisations du kilogramme et avec le prototype international du kilogramme (IPK) lui-même. Cela confirmera que l’appareil actuellement utilisé pour mesurer la constante de Planck peut être utilisé efficacement dans un mode qui réalise le kilogramme. Au moment d’écrire ces lignes, la mise en pratique de la nouvelle définition du kilogramme est à l’état de projet. Des commentaires ont été sollicités auprès des communautés d’utilisateurs qui seront les plus directement touchées. Il est prévu que la mise en pratique soit approuvée par le CCM lors de sa réunion de février 2015, et mise à jour si nécessaire juste avant la redéfinition du kilogramme. De plus, un numéro spécial de Metrologia sera consacré aux aspects techniques détaillés de la mise en pratique.
2.5. Feuille de route
La feuille de route du CCM a été élaborée en 2013 et a été présentée par le président du CCM au CIPM en octobre 2013. Elle est disponible sur la page Web du CCM et est reproduite dans le matériel supplémentaire disponible sur stacks.iop.org/Met/51/ R21/média. Il est basé sur les dates probables d’achèvement des différents travaux techniques décrits ici. Il s’agit notamment de l’achèvement prévu de la campagne de mesures par le BIPM sur le prototype international du kilogramme (IPK) d’ici le milieu de 2015, qui est nécessaire pour remplir la condition 3. Si les dates proposées dans la feuille de route du CCM peuvent être respectées, alors le un travail de traçabilité aux utilisateurs de l’ensemble des étalons de masse de référence au BIPM, étayé par les résultats de la campagne de mesures avec l’IPK ainsi que les comparaisons de réalisations primaires du kilogramme devrait être mis en place en 2016. La feuille de route suggère que une période d’environ 18 mois serait disponible au préalable pendant laquelle des informations sur la traçabilité à la nouvelle définition pourraient être fournies aux communautés d’utilisateurs. 
Cette période laisserait également du temps pour l’approbation finale des détails des définitions par le CIPM et chacun des Comités consultatifs concernés. Ainsi, la feuille de route montre que les conditions fixées par le CCM pour s’assurer qu’après la redéfinition, 1 kg puisse être réalisé et diffusé avec une incertitude-type ne dépassant pas 20 µg pourraient être réunies à temps pour une réunion de la CGPM à l’automne 2018.
- L’ampère
L’ampère restera l’unité de base de l’électricité après la révision proposée et, comme à l’heure actuelle, la diffusion des unités électriques continuera d’être basée sur des normes de résistance et de tension utilisant les effets quantiques Hall et Josephson. Cependant, les valeurs conventionnelles des constantes de Josephson et de von Klitzing (K J-90 et R K-90) ne seront plus nécessaires. Les valeurs numériques exactes de K J et R K seront dérivées des valeurs numériques définies des constantes e et h (en utilisant les relations K J = 2 e /h et R K = h / e²) rendant ainsi les réalisations quantiques des unités électriques parfaitement cohérentes avec le SI. Les détails de cette mise en œuvre ont été précisés dans un projet de mise en pratique des unités électriques, disponible depuis 2009. Un problème important qui reste à résoudre est qu’il y aura un changement radical dans les unités électriques réalisées à partir des normes quantiques lorsque les valeurs numériques K J-90 et R K-90 qui sont utilisées depuis plus de 20 ans seront abrogées en faveur des nouvelles valeurs numériques fixes. Actuellement, la valeur de R K issue des ajustements CODATA est dominée par des expérimentations qui déterminent la constante de structure fine α, et conduisent à une valeur de R K via la relation h / e² = μ 0 c /2 α. La valeur de RK-90 a été choisie en donnant un peu plus de poids aux mesures électriques directes de R K. Depuis lors, les déterminations expérimentales de α se sont continuellement améliorées à la fois en précision et en variété.
Aucune mesure électrique directe améliorée de R K n’a été publiée récemment, bien que plusieurs nouvelles expériences de condensateurs calculables soient en cours. Le décalage relatif de la meilleure estimation de R K par rapport à la valeur de R K-90 a été constant à environ 2 ×10**−8sur les ajustements récents de CODATA, et est maintenant connu à mieux que 1 × 10**−9. Alors que les systèmes Hall quantiques peuvent être comparés au niveau de 1 × 10**−9, les étalonnages des étalons de résistance mobiles ont rarement des incertitudes relatives inférieures à 2×10**−8 en raison des limites des étalons eux-mêmes. Par conséquent, un changement progressif de 0,02 µΩ Ω −1 dans les valeurs de résistance attribuées ne sera probablement observé que sur les normes de travail de niveau supérieur maintenues par les laboratoires nationaux de métrologie. La situation pour K J est moins claire. La balance des watts et les expériences XRCD sont souvent comparées à travers les valeurs correspondantes de h données par les expériences individuelles. Pour voir l’effet sur K J, nous pouvons utiliser la relation
Où l’incertitude sur R K est considérée comme négligeable. Les valeurs de K J issues des ajustements CODATA successifs sont reportées sur la figure 2, ainsi que celles calculées à partir des valeurs individuelles de h publiées depuis CODATA 2010. Les données publiées depuis CODATA 2010 présentées sur la figure 1 sont également présentées sur la figure 2. Les valeurs sont tracées en différences relatives par rapport à la valeur K J-90, en parties en 10**8, avec des incertitudes types. La convergence des résultats récents suggère une valeur de K J d’ environ 11 parties en 10 8en dessous de la valeur de 1990, bien que l’image ne soit pas encore finalisée, et continue de changer avec les résultats mis à jour.
En résumé, les grandeurs des unités volt et ohm telles qu’elles sont couramment diffusées changeront. Cela peut être visible comme un changement progressif dans les valeurs attribuées aux étalons secondaires calibrés par rapport aux références quantiques. Bien que cela ne soit pas cohérent avec l’approche générale privilégiée lors de la mise à jour du SI, cela est inévitable compte tenu de l’utilisation établie des valeurs conventionnelles de 1990. Cependant, les changements sont suffisamment faibles pour qu’avec une bonne planification et une bonne communication, les effets sur le système de mesure mondial soient minimes. Lors de la réunion du CCEM en 2013, un groupe de travail a été créé pour gérer l’impact des changements en préparant une campagne de communication s’adressant aux laboratoires nationaux de métrologie, aux laboratoires d’étalonnage industriels qui utilisent les systèmes Josephson et aux utilisateurs de haut niveau des étalonnages de tension et de résistance. Ce groupe de travail a commencé ses travaux. Aucun autre obstacle à l’adoption dans l’électricité suivant le calendrier de la feuille de route du CCM n’est prévu. L’avantage d’un SI entièrement cohérent qui servira pendant de nombreuses années à venir l’emportera sur tout inconvénient à court terme du changement pour les utilisateurs d’électricité.
- Le kelvin
La modification proposée de la définition du kelvin implique un changement important dans le principe sous-jacent au kelvin, mais ne devrait pas avoir d’impact pratique sur les utilisateurs des mesures de température traçables des laboratoires nationaux de métrologie. Il permettra aux méthodes thermométriques primaires de réaliser le kelvin directement par rapport à la constante de Boltzmann, éliminant ainsi la nécessité d’une traçabilité à la température du point triple de l’eau (0,01 °C). Cependant, il existe relativement peu de méthodes thermométriques primaires utilisées et elles sont difficiles à déployer et généralement pas aussi précises ou reproductibles que les thermomètres pratiques. Ainsi, le raisonnement qui a conduit à l’introduction des échelles internationales de température (ITS) restera valable après l’adoption d’une nouvelle définition du kelvin. Les échelles internationales de température ont été développées pour donner des résultats qui sont en accord étroit avec la température thermodynamique, mais qui peuvent être dérivés d’une série de points fixes de température auxquels sont données des valeurs conventionnelles se rapprochant des températures thermodynamiques correspondantes, et des fonctions d’interpolation entre ces points. Les écarts entre l’ITS et les températures thermodynamiques correspondantes sont analysés et mis à la disposition de la communauté des utilisateurs par le CCT.
l n’est donc pas prévu que l’ITS-90 soit remplacé comme source de traçabilité au SI pour la grande majorité des mesures de température, mais la nouvelle définition ouvrira la possibilité de l’améliorer au fur et à mesure que le développement des méthodes thermométriques primaires progresse. Il y aura également une nouvelle voie pour diriger la traçabilité vers le SI dans ces plages de température (par exemple, inférieures à 20 K ou supérieures à 1300 K) où les méthodes thermométriques primaires peuvent offrir des incertitudes plus faibles que l’ITS-90. Le Comité consultatif de thermométrie (CCT) a examiné la définition proposée et a souligné l’importance de la valeur numérique de la constante de Boltzmann au moment de la redéfinition. Il a recommandé que le critère suivant soit rempli avant la redéfinition du kelvin :
‘Qu’avant de procéder à la redéfinition du kelvin, une incertitude-type relative de la valeur de k d’ordre une partie sur 10 6 soit obtenue, basée sur des mesures appliquant différentes méthodes de thermométrie primaire’ (Recommandation CCT T2 de la 25e réunion (2010))
Les méthodes pouvant contribuées à la détermination de la constante de Boltzmann pourraient inclure la thermométrie des gaz diélectriques, la thermométrie des gaz à indice de réfraction, la thermométrie à bruit de Johnson et la thermométrie à élargissement Doppler. Les résultats publiés les plus précis à ce jour proviennent de la méthode de thermométrie acoustique des gaz et sont représentés sur la figure 3. Les dernières données incluses dans l’évaluation CODATA 2010 des constantes fondamentales proviennent du LNE. Plus récemment, NPL a publié un résultat avec une incertitude relative de 0,71 parties en 10 6pour la constante de Boltzmann en utilisant également cette méthode. Le résultat publié par le NPL en 2013 montre que la thermométrie acoustique peut répondre au critère posé par le CCT, bien que, comme on peut le voir sur la figure 3, elle diffère de la valeur CODATA actuelle de 2 parties en 10**6.
D’autres résultats devront être publiés avant que la valeur CODATA elle-même ne réponde au critère. Cependant, le niveau élevé d’activité dans le domaine tel qu’indiqué par des publications récentes suggère que cet objectif est susceptible d’être atteint.
- La taupe
L’état général de l’art des mesures chimiques est tel qu’aucune modification du niveau d’incertitude considéré avec l’introduction de la définition de la mole ne serait pertinente. En effet, l’incertitude supplémentaire ajoutée aux masses molaires des éléments est du même ordre de grandeur que l’énergie de liaison des solides qui est presque universellement ignorée en chimie pratique. Le CCQM s’emploie activement à promouvoir un débat sur la définition proposée et à s’assurer qu’elle est largement comprise. Néanmoins, il y a eu beaucoup de discussions sur le principe de remplacer la définition actuelle qui est exprimée en termes de quantité de substance d’une masse d’un produit chimique pur par une définition en termes d’un nombre fixe d’entités. L’intensité de ce débat peut être attribuable à deux malentendus au sujet de la définition proposée. Premièrement, que cela n’affecterait en rien l’importance historique et pratique des mesures effectuées en termes de masse pour la chimie pratique, ou, deuxièmement, qu’il changerait n’importe quel aspect de la manière dont l’échelle conventionnelle des poids atomiques est utilisée. Elle a également relancé un débat sur la signification de la quantité « quantité de substance ».
De nombreux points de vue ont été exprimés dans la presse. Nous citons donc un exemple de chacun des points de vue opposés publiés par des universitaires extérieurs à la « communauté NMI » ; un publié dans Chemistry World fournit une forte approbation du «nouveau SI», tandis qu’un second, dans Chemistry International, plaide pour le maintien de la définition actuelle de la taupe parmi les autres éléments du « nouveau SI ».
- Résumé
Nous avons passé en revue les progrès accomplis vers l’adoption de nouvelles définitions pour quatre des unités de base du SI. Le travail impliqué est en grande partie technique, mais implique également d’importantes tâches de coordination et de communication. Comme nous l’avons signalé, les travaux expérimentaux progressent bien dans tous les domaines, et en particulier pour concilier l’écart observé dans les déterminations récentes de la constante de Planck. Les quatre Comités consultatifs impliqués (CCM, CCEM, CCT et CCQM) ont tous examiné les questions en détail.
Le CCM a défini des critères techniques en 2011 afin de s’assurer qu’après la redéfinition, 1 kg puisse être réalisé et diffusé avec une incertitude type ne dépassant pas 20 µg. Comme nous l’avons signalé ici, certains résultats expérimentaux clés ont été communiqués en 2014. Les autres tâches spécifiées par le CCM sont soit en cours de planification, soit en cours. Celles-ci incluent : le développement et la validation d’une mise en pratique pour le kilogramme, la démonstration de la comparabilité des réalisations primaires du kilogramme par une comparaison directe et la réalisation d’une campagne de mesures par le BIPM pour renouveler la traçabilité directement au Prototype International du Kilogramme. A l’issue de ce travail, les utilisateurs pourront bénéficier d’une unité de masse définie par rapport à un invariant de la nature, plutôt que par rapport à un artefact. Le CCT a également établi un critère technique selon lequel la constante de Boltzmann doit être déterminée avec une incertitude-type relative d’une partie sur 10**6. Cela semble être près d’être atteint. Les travaux du CCEM et du CCQM portent principalement sur la communication et sont en cours. Dans le cas du CCQM, il y a maintenant un débat actif sur les principes sous-jacents, bien qu’il soit largement reconnu qu’il n’y a pas d’implications au niveau pratique. Au sein du CCEM, il existe un consensus sur les principes sous-jacents depuis quelques années, et les détails de la mise en œuvre sont en cours d’élaboration.
En résumé, nous avons montré que de très bons progrès sont réalisés dans tous les domaines avec le travail technique, et des plans sont en place pour le travail nécessaire de coordination et de communication. Les preuves présentées ici confirment un consensus émergent selon lequel les conditions fixées par les Comités consultatifs compétents pour que les modifications du SI soient mises en œuvre devraient être remplies d’ici 2018.
Proposition de redéfinition de l’unité SI
En 2011, une résolution visant à envisager la future révision de la définition des unités SI a été examinée par la Conférence générale des poids et mesures (CGPM) à Sèvres, en France. Il fallait encore l’approbation finale et sa mise en œuvre ne se ferait pas avant 2014. Dans le « Nouveau SI », une formulation « constante explicite » s’appliquerait à quatre des unités de base du SI. Ainsi le kilogramme, l’ampère, le kelvin et la mole seraient redéfinis en termes d’invariants de la nature ; les nouvelles définitions seront basées sur des valeurs numériques fixes de la constante de Planck (h), de la charge élémentaire (e), de la constante de Boltzmann (k) et de la constante d’Avogadro (NA), respectivement. Plus particulièrement, pour la première fois, le kilogramme ne serait plus défini par le prototype international, un objet métallique spécifique et sa possible variation subtile de masse.
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0026-1394/51/3/R21