Unité de mesure

Modèle:Voir homonymes Modèle:À sourcer En physique et en métrologie, une Modèle:Terme défini est une Modèle:CitationModèle:Sfn.

Une unité de mesure peut être définie à partir de constantes fondamentales ou par un étalon, utilisé pour la mesure.

Les systèmes d'unités, définis en cherchant le plus large accord dans le domaine considéré, sont rendus nécessaires par la méthode scientifique, dont l'un des fondements est la reproductibilité des expériences (donc des mesures), ainsi que par le développement des échanges d'informations commerciales ou industrielles.

Différents systèmes d'unités reposent sur des choix différents du jeu d'unités fondamentales, mais de nos jours le système d'unités le plus utilisé est le Système international d'unités (SI). Celui-ci comprend sept unités de base. Toutes les autres unités rattachés au SI peuvent être dérivées de ces unités de base<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

Fichier:Span.jpg

Mesure de l’écart entre le pouce et l’auriculaire.

Noms et symboles des unités

Modèle:Article détaillé Par convention, les noms d'unités sont des noms communs qui s'écrivent en minuscules (même s'ils proviennent de noms propres de savants : « kelvin » et non « Kelvin », « ampère » et non « Ampère »Modèle:Etc.) et qui prennent donc en français la marque du pluriel (exemple : un volt, deux volts).

Le symbole d'une unité est (ou commence par) :

• une majuscule si le nom dérive de celui d'une personne : « V » pour le volt (Alessandro Volta), « A » pour l'ampère (André-Marie Ampère), « Pa » pour le pascal (Blaise Pascal)Modèle:Etc. ;
• une minuscule dans le cas contraire (« m » pour le mètre, « s » pour la secondeModèle:Etc.), avec une exception : pour le litre, les deux symboles « l » et « L » sont autorisésModèle:Note.

Les symboles d'unité ne prennent pas la marque du pluriel (Modèle:Ex Modèle:Unité et non Modèle:Unité). Ce ne sont pas des abréviations : ils ne sont pas suivis d'un point (sauf bien sûr en fin de phrase).

Selon la règle, l'écriture correcte du nom de l'unité dont le symbole est °C est « degré Celsius » (l'unité degré commence par la lettre d en minuscule et le qualificatif « Celsius » commence par la lettre C en majuscule, parce que c'est un nom propre). Les caractères « ° » et « C » sont indissociables. Cependant, on ne doit pas parler de « degrés Kelvin », ni utiliser le symbole « °K », mais parler de kelvins et utiliser le symbole K<ref group=alpha>La raison essentielle de cette différence de notation, outre l'aspect historique (on est passé du « degré Kelvin » au kelvin alors qu'on n'a pas touché au degré Celsius qui n'appartient pas au Système international), est que le degré Celsius fait référence à une échelle de températures dont le zéro est arbitraire, alors que Modèle:Unité désigne le zéro absolu. La correspondance entre les degrés Celsius et les kelvins n'est pas la même selon qu'on parle d'une température (Modèle:Mvar_°C = Modèle:Mvar_K − 273,15) ou d'un intervalle de température (Modèle:Math_°C = Modèle:Math_K).</ref>.

Ajouter un préfixe multiplicateur ou diviseur ne change pas le nom ni le symbole. Exemples : mm = millimètre, mA = milliampère, mHz = millihertz ; MHz = mégahertz, MΩ = mégaohmModèle:Etc.

Unités du Système international

Unités de base du SI

Tableau des grandeurs physiques de base du SI avec leurs dimensions, unités et symboles, en vigueur jusqu'en 2019<ref>Modèle:Lien web.</ref> (depuis cette date, les unités sont définies en fixant la valeur numérique, en unités SI, de sept constantes de la nature)

Grandeur physique	Symbole de la grandeur	Symbole de la dimension	Nom de l'unité	Symbole de l'unité	Description (jusqu'en 2019)
longueur	l, x, r…	L	mètre	m	Le mètre est la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299 792 458 seconde (Modèle:17e CGPM (1983), Résolution 1, CR 97). Historiquement, la première définition officielle et pratique du mètre (1791) était basée sur la circonférence de la Terre, et valait 1/40 000 000 d'un méridien. Auparavant, le mètre fut proposé en tant qu'unité universelle de mesure comme la longueur d'un pendule qui oscille avec une demi-période d'une seconde (John Wilkins (1668) puis Tito Livio Burattini (1675).
masse	m	M	kilogramme	kg	Le kilogramme (nom originel, le grave) est l'unité de masse. Il est égal à la masse du prototype international du kilogramme. Ce dernier, en platine-iridium (90 % - 10 %), est gardé au Bureau international des poids et mesures à Sèvres, en France (Modèle:1re CGPM (1889), Modèle:Nobr). Historiquement, c'est la masse d'un décimètre cube d'eau, soit un litre, à Modèle:Unité.
temps	t	T	seconde	s	La seconde est la durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium 133 à une température de Modèle:Unité (Modèle:13e CGPM (1967-1968), Résolution 1, CR 103).
intensité de courant électrique	I, i	I	ampère	A	L'ampère est l'intensité d'un courant constant qui, maintenu dans deux conducteurs parallèles, rectilignes, de longueur infinie, de section circulaire négligeable et placés à une distance d'un mètre l'un de l'autre dans le vide produirait entre ces conducteurs une force égale à Modèle:Unité par mètre de longueur (Modèle:9e CGPM (1948), Résolution 7, CR 70).
température thermodynamique	T	Θ (thêta)	kelvin	K	Le kelvin, unité de température thermodynamique, est la fraction 1/273,16 de la température thermodynamique du point triple de l'eau (Modèle:13e CGPM (1967), Résolution 4, CR 104) Cette définition fait du kelvin une mesure de température égale en variation à celle du degré Celsius, mais basée sur le zéro absolu.
quantité de matière	n	N	mole	mol	La mole est la quantité de matière d'un système contenant autant d'entités élémentaires qu'il y a d'atomes dans Modèle:Unité de carbone 12 (Modèle:14e CGPM (1971), Résolution 3, CR 78). Ce nombre est appelé nombre d'Avogadro. Lorsque l'on emploie la mole, les entités élémentaires doivent être spécifiées et peuvent être des atomes, des molécules, des ions, des électrons, d'autres particules ou des groupements spécifiés de telles particules.
intensité lumineuse	IV	J	candela	cd	La candela est l'intensité lumineuse, dans une direction donnée, d'une source qui émet un rayonnement monochromatique de fréquence Modèle:Unité et dont l'intensité énergétique dans cette direction est de Modèle:Unité par stéradian (Modèle:16e CGPM (1979) Résolution 3, Modèle:Nobr).

Unités dérivées du SI

Les colonnes « M - L - T - I - Θ (thêta) - N - J » précisent les « facteurs dimensionnels » des grandeurs dérivées, correspondant aux « expressions » dans les unités de base du Système international « kg - m - s - A - K - mol - cd ».

Tableau des grandeurs physiques dérivées du SI avec leurs dimensions, unités et symboles

Grandeur physique	Nom de l'unité	Symbole de l'unité	Expression	M	L	T	I	Θ	N	J	Relation
Fréquence	hertz	Hz	Modèle:Unité			-1					Fréquence = 1 / période
Force	newton	N	Modèle:Unité	1	1	-2					Force = masse × accélération
Pression et contrainte	pascal	Pa	Modèle:Unité ou Modèle:Unité	1	-1	-2					Pression = force / surface
Travail, énergie et quantité de chaleur	joule	J	Modèle:Unité	1	2	-2					Travail = force × distance ; énergie cinétique = masse × vitesse2 / 2
Puissance, flux énergétique et flux thermique	watt	Modèle:Unité	Modèle:Unité	1	2	-3					Puissance = travail / temps
Charge électrique et quantité d'électricité	coulomb	Modèle:Unité	Modèle:Unité			1	1				Charge = courant × temps
Force électromotrice et tension électrique	volt	Modèle:Unité	Modèle:Unité ou Modèle:Unité	1	2	-3	-1				Tension = travail / charge
Résistance	ohm	Modèle:Unité	Modèle:Unité	1	2	-3	-2				Résistance = tension / courant
Conductance électrique	siemens	S	Modèle:Unité ou Modèle:Unité	-1	-2	3	2				Conductance = courant / tension
Capacité électrique	farad	Modèle:Unité	Modèle:Unité	-1	-2	4	2				Capacité = charge / tension
Champ magnétique	tesla	Modèle:Unité	Modèle:Unité	1		-2	-1				Induction = tension × temps / surface
Flux magnétique	weber	Modèle:Unité	Modèle:Unité	1	2	-2	-1				Flux d'induction = tension × temps
Inductance	henry	Modèle:Unité	Modèle:Unité	1	2	-2	-2				Inductance = tension × temps / courant
Température Celsius	degré Celsius	Modèle:Unité	K - 273,15					1
Angle plan	radian	Modèle:Unité			0
Angle solide	stéradian	Modèle:Unité			0
Flux lumineux	lumen	Modèle:Unité	Modèle:Unité							1
Éclairement lumineux	lux	Modèle:Unité	Modèle:Unité		-2					1
Activité (radioactive)	becquerel	Modèle:Unité	Modèle:Unité			-1
Dose radioactive et kerma	gray	Modèle:Unité	Modèle:Unité		2	-2
Dose équivalente et dose efficace	sievert	Modèle:Unité	Modèle:Unité		2	-2
Activité catalytique	katal	Modèle:Unité	Modèle:Unité			-1			1
Superficie, aire	mètre carré		Modèle:Unité		2
Volume	mètre cube		Modèle:Unité		3
Vitesse	mètre par seconde		Modèle:Unité		1	-1
Vitesse angulaire	radian par seconde		Modèle:Unité			-1
Accélération	mètre par seconde carrée		Modèle:Unité		1	-2
Accélération angulaire	radian par seconde carrée		Modèle:Unité			-2
Moment d'une force	newton mètre		Modèle:Unité	1	2	-2
Nombre d'onde	mètre à la puissance moins un		Modèle:Unité		-1
Masse volumique	kilogramme par mètre cube		Modèle:Unité	1	-3
Masse linéique	kilogramme par mètre		Modèle:Unité	1	-1
Volume massique	mètre cube par kilogramme		Modèle:Unité	-1	3
Concentration molaire	mole par mètre cube		Modèle:Unité		-3				1
Volume molaire	mètre cube par mole		Modèle:Unité		3				-1
Capacité thermique et entropie	joule par kelvin		Modèle:Unité	1	2	-2		-1			Modèle:Unité
Capacité thermique molaire et entropie molaire	joule par mole kelvin		Modèle:Unité	1	2	-2		-1	-1		Modèle:Unité
Capacité thermique massique et entropie massique	joule par kilogramme kelvin		Modèle:Unité		2	-2		-1			Modèle:Unité
Énergie molaire	joule par mole		Modèle:Unité	1	2	-2			-1		Modèle:Unité
Énergie massique	joule par kilogramme		Modèle:Unité	0	2	-2					Modèle:Unité
Énergie volumique	joule par mètre cube		Modèle:Unité	1	-1	-2					Modèle:Unité
Tension capillaire	newton par mètre		Modèle:Unité	1		-2					Modèle:Unité
Flux thermique	watt par mètre carré		Modèle:Unité	1		-3					Modèle:Unité
Conductivité thermique	watt par mètre-kelvin		Modèle:Unité	1	1	-3		-1			Modèle:Unité
Viscosité cinématique	mètre carré par seconde		Modèle:Unité		2	-1
Viscosité dynamique	pascal-seconde		Modèle:Unité	1	-1	-1					Modèle:Unité
Densité de charge	coulomb par mètre cube		Modèle:Unité		-3	1	1				Modèle:Unité
Densité de courant	ampère par mètre carré		Modèle:Unité		-2		1
Conductivité électrique	siemens par mètre		Modèle:Unité	-1	-3	3	2				Modèle:Unité
Conductivité molaire	siemens mètre carré par mole		Modèle:Unité	-1		3	2		-1		Modèle:Unité
Permittivité	farad par mètre		Modèle:Unité	-1	-3	4	2				Modèle:Unité
Perméabilité magnétique	henry par mètre		Modèle:Unité	1	1	-2	-2				Modèle:Unité
Champ électrique	volt par mètre		Modèle:Unité	1	1	-3	-1				Modèle:Unité
Excitation magnétique	ampère par mètre		Modèle:Unité		-1		1
Luminance	candela par mètre carré		Modèle:Unité		-2					1
Quantité de lumière	lumen-seconde		Modèle:Unité			1				1
Exposition (rayon X et rayon gamma)	coulomb par kilogramme		Modèle:Unité	-1		1	1				Modèle:Unité
Débit de dose	gray par seconde		Modèle:Unité		2	-3					Modèle:Unité
Débit massique	kilogramme par seconde		Modèle:Unité	1		-1
Débit volumique	mètre cube par seconde		Modèle:Unité		3	-1

Unités homogènes

Modèle:Article connexe Les unités de chaque grandeur physique doivent être homogènes, c'est-à-dire s'exprimer en fonction des unités fondamentales.

Le tableau ci-dessous donne un rappel de conversion de grandeurs physiques (mécanique) composite, en fonction de l’expression de la longueur (L), du temps (T) et de la masse (M).

Expression de grandeurs composite en fonction de la masse, du temps et de la longueur

longueur	temps	masse	force	pression	vitesse	masse volumique	énergie
L	T	M	M L TModèle:-2	M TModèle:-2 LModèle:-1	L TModèle:-1	M LModèle:-3	M L2 TModèle:-2
Modèle:Unité	Modèle:Unité	Modèle:Unité	Modèle:Unité	Modèle:Unité [[[:Modèle:Unité]]]	Modèle:Unité	Modèle:Unité	Modèle:Unité
Modèle:Unité	Modèle:Unité	Modèle:Unité	Modèle:Unité	Modèle:Unité	Modèle:Unité	Modèle:Unité	J
mètre	seconde	Modèle:Unité grammes	newton	pascal	mètre par seconde	Modèle:Unité grammes par mètre cube	joule

Unités hors du Système international d'unités

Avant l'adoption du Système international d'unités (Modèle:Cf. infra), d'autres systèmes d'unités ont été utilisés à des fins variées, par exemple :

• le système d'unités CGS (centimètre-gramme-seconde) ;
• le système MTS (mètre-tonne-seconde) ;
• le système MKSA (mètre, kilogramme, seconde, ampère), ancêtre du Système international actuel ;
• le système d'unités de Planck et les unités naturelles ;
• le système d'unités géométriques ;
• les systèmes d'unités de mesure anglo-saxonnes ;
• le système d'unités de mesure chinois.

Certains pays ou professions, par tradition culturelle ou de corporation, continuent à utiliser tout ou partie d'anciens systèmes d'unités.

Unités traditionnelles non standard

Des unités non standard sont encore en usage au sein de professions particulières.

• Le morgan et le centimorgan sont des unités de calcul de fréquence de recombinaison en génétique.
• Le curie (symbole Ci) est une ancienne unité de radioactivité, équivalente approximativement à l'activité de Modèle:Unité de l'isotope du radium ²²⁶Ra.
• La verste (versta, верста en russe) est une ancienne unité de mesure russe, équivalente à 500 sajènes (саженьe), soit Modèle:Unité anglais ou Modèle:Unité.
• Le quintal est une unité de masse qui n'est pratiquement plus usitée (parfois à l'oral dans le Nord de la France), un quintal équivalant à Modèle:Unité.
• Le carat et le zolotnik sont usités dans l'industrie de la joaillerie et des pierres précieuses.

Unités sans dimension

Elles sont obtenues en faisant le rapport de deux grandeurs de même dimension :

• radian et stéradian, respectivement unité d'angle plan et unité d'angle solide ;
• bel, unité d'amplification et de niveau sonore dont on utilise surtout le sous-multiple décibel.

Signification des systèmes d'unités

Autrefois, les unités de poids et de longueur étaient fondées soit sur un objet concret appelé étalon (partie du corps humain ou objet telle une perche), soit sur un usage particulier, soit sur une action qui permettait de mesurer. En conséquence, les mesures avec ce type de systèmes étaient variables (nous n'avons pas tous le même « pied »). C'est pourquoi le Système international (SI) a adopté des définitions d'unités en fonction de paramètres invariables, ou supposés tels.

Aujourd'hui, parmi les unités de base du SI, seul le kilogramme est encore défini en relation avec un objet matériel (l'étalon du Bureau international des poids et mesures, donc susceptible de s'altérer. En 2018, des propositions de nouvelles définitions du Système international d'unités tentent de lui trouver une description plus universelle et stable.

Étalons issus de parties du corps humain

Unités de longueur

• Pied : Modèle:Unité (mesure actuelle définie par rapport au Système international d'unités).
• Pouce : Modèle:Unité (mesure actuelle définie par rapport au Système international d'unités).
• Paume : dans la largeur ou la longueur.
• Verge ou yard : Modèle:Unité (mesure actuelle définie par rapport au Système international d'unités).
• Coudée : du coude au bout des doigts.
• Brassée ou Brasse : longueur mesurée d'une main à l'autre, en passant par les épaules, bras.

Étalons issus d'objets usuels

Unités de longueur

• Perche

La perche était la mesure employée par les arpenteurs.

La perche ordinaire valait Modèle:Unité, soit Modèle:Unité.

• Grain (poids et longueur).
• Encablure.
• Lieue.

Unités de masse

• Tonne : du gaulois tunna, peau de bête dont on faisait des outres et dont le sens est passé à barrique.

Unités de volume

• Baril : Modèle:Unité environ, utilisé pour le pétrole uniquement.

Étalons issus d'actions

Unités de longueur

• Pas : distance parcourue en une ou deux enjambées : une dans la langue moderne, deux dans la Rome antique (passus), le pas d'une enjambée étant alors nommé gradus (qui a donné « grade »).
• Mille marin (appelé abusivement mille nautique de la traduction de l'anglais Modèle:Lang) correspondait initialement à la distance d'une minute d'arc sur un parallèle à la latitude de 45°. En 1929, la valeur du mille a été définie en se basant sur une circonférence moyenne de la Terre de Modèle:Unité, soit Modèle:Unité, valeur arrondie à Modèle:Unité (les Britanniques comptent Modèle:Unité).

Unités de surface

• Journal : surface que l'on labourait en une journée.
• Sétérée : surface que l'on ensemençait avec un setier de grains.

Unités de vitesse

• Le nœud (de Modèle:Lang en latin) est une unité de mesure de la vitesse, utilisée par les transports maritimes et aériens. Un nœud correspond à un mille marin (Modèle:Unité) à l'heure.

Il se mesurait en laissant se dérouler une corde à nœuds (un tous les 1/120 de mille, soit Modèle:Unité) derrière le navire pendant trente secondes ; chaque nœud compté (filé entre les doigts) donne un nœud de vitesse. L'ensemble corde et planchette qui sert d'ancre flottante s'appelle « loch à bateau ».

Étalons issus d'usages

Unités de volume

• Tonneau : pour les navires, vaut Modèle:Unité.
• Galopin : initialement, la quantité de vin bu en un repas ; actuellement, Modèle:Unité de bière, ou un demi-ballon de vin.
• Picotin : quantité d'avoine donnée à un cheval valant environ trois litres.
• Kapok (ou kapoaka) : sur l’île de Madagascar, cette unité de volume de Modèle:Unité tire son nom d'une marque de lait concentré dont la boîte est utilisée pour mesurer les denrées alimentaires, dont le riz<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

Voir aussi

Bibliographie

• Modèle:Ouvrage.

Liens externes

• Tout sur les unités de mesures
• {{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} Latest (2010) values of the constants, sur le site physics.nist.gov
• Conventions arithmétiques pour la conversion entre les mesures romaines (i.e. ottomanes) et égyptiennes (Manuscrit de 1642)
• Conversion en ligne des unités de mesure