POIDS ET MESURES DE L'ANCIEN REGIME A LA STANDARDISATION

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Niveau: Secondaire, Collège, Cinquième
POIDS ET MESURES : DE L'ANCIEN REGIME A LA STANDARDISATION Tableau 1 Gérard Gabriel MARION Professeur des universités, historien des facultés de droit En 789, Charlemagne impose l'uniformité des mesures dans son Empire. En 864, l'édit de Pistes y ajoute la conformité aux étalons déposés au palais royal. En 1540 et 1575, une uniformisation est décrétée, en vain. Des siècles durant la plus grande disparité règne rendant difficiles les mesures, le tout aggravé par le fait que chaque région dispose de ses propres mesures 2. METROLOGIE DE L'ANCIEN REGIME : METROLOGIE MODERNE : - Tonneau - 1 tonneau - tonneau : 2 000 livres - 20 quintaux - 975,012 kg - Livre - 2 marcs, poids de Paris - 16 onces - de 380 à 552 gr. À Paris : 489,5, à Lyon : 414,8 g, poids de Savoie : 551,9 g - Marc (métaux précieux) - 8 onces - 244,753 gr - Once - 8 gros - 20 esterlins - 1/16e de livre à Paris, 1/18e dans l'Ain, 1/12e à Lyon - Esterlin - 2 mailles - Maille - 2 felins - Felin - 7 grains 1/5e - Gros - 72 grains - 1/128e de la livre - 1/8e d'once - Grain - 0,25 carat métrique - 0,05 gr ARPENTAGE : - Carreau des colonies - 3

  • pied du roi

  • conformité aux étalons déposés au palais royal

  • volume d'eau pure

  • poids

  • toises

  • pieds carré


Publié le : vendredi 8 juin 2012
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POIDS
ET
MESURES
:
DE
L'ANCIEN
REGIME
A
LA
STANDARDISATION
Tableau
1
Gérard Gabriel M ARION
Professeur des universités,
historien des facultés de droit
En 789, Charlemagne impose l'uniformité des mesures dans son Empire. En 864, l'édit de Pistes y ajoute la
conformité aux étalons déposés au palais royal. En 1540 et 1575, une uniformisation est décrétée, en vain.
Des siècles
durant la plus grande disparité règne rendant difficiles les mesures, le tout aggravé par le fait que chaque région dispose de
ses propres mesures
2
.
METROLOGIE DE L
’A
NCIEN
R
EGIME
:
METROLOGIE MODERNE
:
- Tonneau
- 1 tonneau
- tonneau : 2 000 livres
- 20 quintaux
- 975,012 kg
- Livre
- 2 marcs, poids de Paris
- 16 onces
- de 380 à 552 gr. À Paris : 489,5, à Lyon : 414,8 g,
poids de Savoie : 551,9 g
- Marc
(métaux
précieux)
- 8 onces
- 244,753 gr
- Once
- 8 gros
- 20 esterlins
- 1/16
e
de livre à Paris, 1/18
e
dans l'Ain, 1/12
e
à Lyon
- Esterlin
- 2 mailles
- Maille
- 2 felins
- Felin
- 7 grains 1/5
e
- Gros
- 72 grains
- 1/128
e
de la livre
- 1/8
e
d'once
- Grain
- 0,25 carat métrique
- 0,05 gr
A
RPENTAGE
:
-
Carreau
des
colonies
- 3 arpents, 18 perches, 28 pieds carrés de Paris
- 10 000 pas carrés
- Saint-Domingue : 1 ha, 29 a, 18 ca
- Martinique : 1 ha, 28 a, 50 ca
- Arpent
- à Paris : 900 toises carrées
- Brie : 5 arpents de taille différente
- 10 perches carrées
- eaux & forêts : carré de 220 pieds de côté
- arpent ordinaire : un carré de 200 pieds de côté
- 1/3 d'hectare à Paris, 58,4722 m au carré
- 39 ares 19 ca
- 10 arpents : 3 ha, 42 ca, lot standard au début de la
colonisation
- Eaux et Forêts : toujours 1/3 d'hectare
1
Ce tableau considérablement résumé est rendu possible notamment à partir de :
- Abot de Bazinghen,
Traité des monnoies
, 1764, pp. 569 sq.,
- Renouard (Félix, marquis de Sainte-Croix),
Statistique de la Martinique
, tome II, pp. 339-340,
- Littré (Emile),
Dictionnaire de la langue française
,
Trésor de la langue française
. C. R. N. S., 1980,
- Furetière,
Dictionnaire de la langue françoise,
- Assier-Andrieu (Louis, sous la direction de),
Une France coutumière. Enquête sur les usages locaux et leur codification (XIXe-XXe
siècles).
Éd. du CRNS. Paris, 1990.
- Marion (Gérard Gabriel),
L'administration des finances en Martinique : 1679-1790
, pp. 149-176, Tarrade (Jean),
Histoire du sucre…
2
Cf. Sandrin (Jean),
Le système métrique
, in Vovelle (Michel, sous la direction de),
L'
ét
at de la France pendant la Révolution
(1789-1799
), pp. 463-465.
Poids et mesures
2
- 2 646 pas, 11 pieds carrés
- arpent royal : 2 500 pieds
30 000 pouces
48 400 pieds carrés
- 4 221 m²
- de 35 à 50
ares selon les localités
- Journal
- terre labourable en un jour
- environ 36 ares en Roussillon
-
Bouaria
ou
borda
- terre labourée par deux boeufs durant une année
- 12 à 15 hectares
- acre
- 5 107,1983 m²
- Vergée
- 12 100 pieds carré
- 1 276,7996 m²
- Perche carré
- prévôté de Paris : 18 pieds de roi, 486 pieds carrés
- perche royale : 22 pieds carré
- 16 pas, 5 pieds, 72 pouces carré
-
perche carrée des eaux & forêts : 14 toises carrées
- 9 toises carrées
- 3 toises de 6 pieds
- 100 perches carrées font toujours un arpent : 1 acre
- 0, 51072 ares
- 51,07 m²
- Toise carré
- 36 pieds carrées
- 2 pas, 11 pieds, 72 pouces carrés
- 3,7987 m²
- Toise cube
- 216 pieds cubes
7,403 89 stères ou m3
- Pas carré
- 12 pieds, 36 pouces
- Pied carré
- 144 pouces carrés
- 20 736 lignes carrées
- 1 pied : 12 pouces
- pied de Doullens :
1/144 toise carrée
- 0,1055 m²
-
-
- 30,40 cm
- Pouce carré
- 144 lignes carrées
- 1 pouce : 12 lignes
- 1 pouce : 1/12
e
de pied de roi
- Ligne carré
- 144 points carré
- 1 ligne : 1/12
e
de pouce
- 0,0225 m
L
ONGUEUR
:
- la lieue de terre ou commune = vingt-cinquième partie du
degré terrestre comptée sur un grand cercle
- 4,445 km.
- la lieue kilométrique est égale à 4 km
- la lieue marine (lieue géographique) : la vingtième partie du
degré terrestre, soit 3 milles
- soit environ 5,556 km.
- lieue ancienne
- 3,248 km
- lieue de Paris
- 3,898 km
- lieue de poste
- 4,288 km.
-
Lieue
- lieu tarifaire
- 4,578 km
- 1,4815 km
-
Mille
- mesure itinéraire romaine de mille pas
- conventionnellement, 1 852 m, sauf dans les pays
du Commonwealth, où il vaut 1 853,18 m. On parle
aussi
mille marin
ou
mille nautique.
- Perche
- perche ordinaire : 20 pieds = 3 toises 1/3
- perche de Paris : 18 pieds = 3 toises
- perche ordinaire
- perche royale :
- perche d’arpent :
- 6,496 m
-
- 6,497 m
- 5,847 m
- 7,146 m
- Arpent
- 71,465 m
- Toise
- toise étalon : 1735 : 6 pieds de roi
- toise de Lyon
- toise de Villefranche
- 1,9493 m
- 2,65 m
- 1,95
- Brasse
- cinq pieds de roi (1,624 m) utilisée en France pour
indiquer la profondeur de l'eau.
- brasse anglaise : unité de mesure de six pieds
- environ 1,829 m
- 5, 8471 m
Poids et mesures
3
-
Toise
3
- 6 pieds de roi
- 1,949 m
- Pas
- pas romain
- pas français
- 1,50 m
- 0,62 m
- Pied
- pied égyptien
- pied de roi : 12 pouces
- 144 lignes ou 1 728 points
- pied d’Amiens : 11 pouces 6 lignes
- pied de Doullens : 11 pouces 3 lignes
- pied cube : 1 728 pouces cubes
2 985 984 lignes cubes
- 30,5112 cm
- 0,32484 m à Paris, la moitié dans le Midi
-
- 31,10 cm
- 30,40 cm
- 0,034 28 stère ou m
3
- Ligne
- douzième partie du pouce
4
- environ 2,256 mm
- Palme
- 1/8
e
de canne
- 29,17 cm
- Point
- 0,188 mm
- Pouce
- 12 lignes
- 2,707 cm ou bien : 2,542 64 cm
- Aune (étoffe)
- 1540 par François I : 3 pieds 7 pouces 8 lignes
- 1812 : 1,20 m sur tout le territoire français
- 1 taille : 1/8 aune
- 10 lignes 5/6
e
- Lorraine : aune de Paris
- 1,182 m
- 0,15 m
L
IQUIDES
:
- Futaille
- Pièce de Bourgogne
- Pièce de Lyon
- Pièce de Saône-et-Loire
- 228 litres
- 210 litres
- 142 litres
- Futaille
(tonneaux de
bois)
- Anée du Mâconnais
- Anée de l’Isère
- Anée du Rhône
- 300 litres
- entre 72 et 76 litres
- 93 litres
- Tonneau
- 1 poinçon
- 140 pointes
- tonneau de Bordeaux
- tonneau o poinçon de Dijon
- tonneau de Bourgogne : 140 pintes de Gisey
- contenance de 220 à 250 selon les provinces
-
- 900 l
- 228 l
- 226,1 l
- Pichet
- unité de marine
- 5 litres environ
- Gallon
- 2 pots
- Angleterre : 4,54 l
- Etats-Unis : 3,78 l
- Pot
- 2 pintes
- 1,860 l
- Lyon : 0,46 l de vin
- Posson
- 6 pouces cube
- 119,018 ml
- Pinte
- 2 chopines = 48 pouces cube
- selon localités :
- pinte de Marseille et de Bourgogne
- 1/36
e
pied de roi cube
- 0,931 l
- de 0,952 litres à 1,904 litres
- 1,073 l et 1,615 l
-
- Chopine
- 2 roquilles
- 24 pouces cubes
- ½ pinte
- 476,073 ml
- Deniard
- 12 pouces cubes
- 238,036 ml
- Roquille
- 2 muces : 1,5 pouce cube
-1/4 de setier
- 256 roquilles = 1 velte
- 29,755 ml, 1/8
e
de litre
-
3
La toise du Pérou et la toise du Nord, en 1736-1737, servent à mesurer l'arc terrestre sous l'équateur et en Laponie. Remplacée
en 1776 par la toise du Pérou.
4
Les cartes françaises ont des échelles en lignes et toises. Ainsi la carte de Moreau du Temple de 1770 affiche une échelle de
"
6
lignes pour 100 toises
" : soit, en système métrique, environ 13,5 mm pour 194 900 mm ou 1/14 437 soit à l'arrondi près 1/14 400.
Poids et mesures
4
- Muid
- 2 feuillettes, ou tonneaux
- 260 litre, ou 274,218 l
- Feuillette
- 137,109 l
- Quartaut
- 68,555 l
- Setier
- ½ litre
- Quade
- 96 pouces cubes
- 1 904,292 ml
- Velte
- 384 pouces cubes
- 7 617,168 ml
- pouce cube
- 19,836 ml
M
ESURES POUR LES MATIERES SECHES
(d'après l'ordonnance de 1707)
- Litron
- 4 pouces cubes
- 79,345 cl
- Quart
- 16 pouces cubes
- 3,174 l
- Boisseau
- 64 pouces cubes
- 1 boisseau = 10 pieds du roi cube
- 12,695 l
- Minot
- 192 pouces cubes
- 1 pied du roi cube, et son 1/9
e
- 38,086 l
- Mine
- 384 pouces cubes
- 76,172 l
- Muid
- 9 216 pouces cubes
- 18,281 hl
- Setier
- grains et matières sèches
- 12 boisseaux de grains, 16 de sel, 24 d'avoine, 32 de
charbon
- 768 pouces cubes
- entre 150 et 300 l
- Velte
- 256 roquilles
- Gallon
- 2 pots
- matières sèches : 4,40 l
- Baril
- 55 pots
- (aussi la réunion de 450 feuilles de fer-blanc).
- Quart de baril
- 6 pots et 7/8
e
1670 : l'abbé Mouton, de Lyon, mathématicien et astronome, propose d'adopter comme base de mesures
universelles, la longueur d'un arc d'une minute d'un grand cercle terrestre, longueur qu'il appelle «milliare».
Il propose également d'utiliser la division décimale pour obtenir les sous-multiples, dont l'unité d'usage, la
«virga», égalait au millième du milliare. A titre de contrôle, il a déterminé le nombre de battements faits en
une demi-heure par un pendule simple de la longueur d'une virga.
1670 et 1675 (entre) : le français Picard, le hollandais Huygens et l'italien Burattini proposent, comme unité universelle
de longueur, la longueur du pendule battant la seconde (environ 0,994 m). Cependant, on découvre que la
longueur de ce pendule dépendait du lieu.
1735 : La Condamine
(Charles-Marie de, 1701-1774) voyage sur les côtes d'Afrique et d'Asie. Fait partie en avec
Godin et Bouguer de l'expédition qui doit déterminer la longueur de l'arc d'un degré du méridien. Rentre en
France en 1744. Auteur de nombreux ouvrages entre autres de la relation de son voyage au Pérou, d'une
Histoire des Pyramides de Quito
et de quelques pièces de vers.
Pour obtenir le résultat final, les savants
tiennent également compte de l'aplatissement de l'ellipsoïde terrestre, et utilisent à cet effet les données
recueillies lors de la mesure d'arc de méridien faite à l'équateur de 1735 à 1744. La valeur de la distance du
pôle boréal à l'équateur fut trouvée égale à 5 130 740 toises ; la valeur utilisée pour la détermination du
mètre provisoire avait été de 5 132 430 toises.
En 1747, La Condamine, qui a participé à la mesure d'un arc de
méridien sous l'équateur, propose de fixer un lieu de référence, et de choisir à cet effet l'Équateur
1775 : Turgot, ministre des finances, reprend l'idée de la longueur du pendule battant la seconde, mais à la latitude 45
degrés de l'hémisphère Nord, et charge Condorcet et Messier de mesurer cette longueur, projet non réalisé du fait
de sa démission rapide. Plusieurs savants pensent d'ailleurs que le choix du pendule n'était pas opportun, car il
entraîne l'obligation de fixer une latitude, ce qui peut amener certains pays à refuser le nouveau système.
1790, décret des 15-28 mars : la question des poids et mesures est abordée à l'Assemblée nationale supprimant les
droits seigneuriaux, dont un grand nombre est perçu « sous le prétexte de poids, mesures, marque, fourniture
ou inspection de mesure, ou mesurage de marchandises ».
La « Toise de l'Académie », et la «Pile de
Poids et mesures
5
Charlemagne », ont fini par être considérées comme les étalons nationaux de la France.
Talleyrand, député du
clergé, propose l'unification des mesures. Une unité « naturelle », fondée soit sur la longueur du pendule
battant la seconde à la latitude de 45 degrés, soit sur une fraction de méridien. Choisissant le pendule,
l'Assemblée, « désirant faire jouir à jamais la France entière de l'avantage qui doit résulter de l'uniformité des
poids et mesures », vote le décret des 8 mai-22 août 1790 qui pose le principe de l'uniformisation.
1791, 19 mars : avis de l’Académie des Sciences proposant la grandeur du quart de méridien terrestre de
préférence à la longueur du pendule. L'Assemblée s’y rallie par son décret des 26-30 mars 1791.
1792, juin,
à fin 1798 : la mesure de l'arc de méridien est confiée aux astronomes Delambre et Méchain.
1793 : Lavoisier et Haüy ont déterminé le « grave », poids du décimètre cube d'eau à la température de la glace
fondante, poids pour lequel on a admis la valeur de 18 841 grains du marc moyen de la Pile de
Charlemagne.
1793, loi du 1
er
août : la Convention, soucieuse de hâter l'uniformisation des mesures, décide d'adopter un système
provisoire :
- la valeur du quart de méridien, prise pour base, est de 5 132 430 toises. (C'est la valeur déduite des mesures de la
méridienne de Paris, de Dunkerque à Collioure, faites en 1739 et 1740 par Cassini de Thury et La Caille).
- l' « unité linéaire », dix millionième partie du quart du méridien est appelée « mètre », et vaut 3 pieds 11,44 lignes
de Paris ; une longueur de 1000 m est le « milliaire » ; sont prévus le décimètre, le centimètre, le millimètre.
- l'unité des mesures de supérficie est l'are.
- l'unité des mesures de capacité, décimètre cubique, est le « pinte » ; le mètre cubique s'appelle « cade »,
subdivisions décicade et centicade.
- l'unité de poids, poids du décimètre cubique d'eau, est le « grave », qui vaut 2 livres 5 gros 49 grains, et a pour
subdivisions : décigrave, centigrave, gravet, décigravet, centigravet ; le poids du mètre cubique s'appelle « bar » ou «
millier ».
- la valeur du grave avait été déterminée d'après les travaux de Lavoisier et Haüy, qui avaient terminé en janvier
1793 leur détermination de la masse du décimètre cube d'eau (à la température de la glace fondante) : 18 841 grains
du marc de la Pile de Charlemagne.
1793, 22 octobre : loi prescrit la construction « d'étalons de poids et mesures en platine, un de mètre, un de pinte
et un de grave, étalons prototypes pour toute la France ».
1794, 19 janvier : décret du 30 nivôse an 2 : l'unité appelée « pinte » prend le nom de « cadil ». La loi du 18 germinal an
3 (7 avril 1795), remplace ce dernier nom par « litre » ; elle remplace aussi « gravet » par « gramme » ; et le
poids de 1000 grammes, précédemment le « grave », devient ainsi le « kilogramme ».
1795 (messidor an 3, juillet) : un mètre étalon provisoire en laiton, fabriqué par Lenoir, est remis au Comité
d'instruction publique.
1795, 7 avril : après une assez longue période d'arrêt, les « commissaires » chargés des poids et mesures reprennent
leurs travaux. Ils envoient un rapport au Corps Législatif, qui promulgue alors la loi du 18 germinal an 3,
considérée comme un texte fondamental du système métrique décimal :…
«
Art. 2.
Il n'y aura qu'un seul
étalon des poids et mesures pour toute la République ; ce sera une règle de platine sur laquelle sera tracé le
mètre qui a été adopté pour l'unité fondamentale de tout le système des mesures…
Art. 3.
Il sera envoyé dans
chaque chef-lieu de district un modèle conforme à l'étalon prototype dont il vient d'être parlé, et en outre un
modèle de poids exactement déduit du système des nouvelles mesures. Ces modèles serviront à la fabrication
de toutes les sortes de mesures employées aux usages des citoyens.
Art. 4.
L'extrême précision qui sera
donnée à l'étalon en platine ne pouvant pas influer sur l'exactitude des mesures usuelles, ces mesures
continueront d'être fabriquées d'après la longueur du mètre adopté par les décrets antérieurs.
Art. 5.
…On
appellera
Mètre
, la mesure de longueur égale à la dix millionième partie de l'arc du méridien terrestre compris
entre le pôle boréal et l'équateur ;
Are
, la mesure de superficie pour les terrains, égale au carré de 10 mètres de
côté ;
Stère
, la mesure destinée particulièrement aux bois de chauffage, et qui sera égale au mètre cube ;
Litre
,
la mesure de capacité, tant pour les liquides que pour les matières sèches, dont la contenance sera celle du
cube de la dixième partie du mètre ;
Gramme
, le poids absolu d'un volume d'eau pure, égal au cube de la
centième partie du mètre et à la température de la glace fondante. Enfin, l'unité des monnaies prendra le nom
de
franc
, pour remplacer celui de
livre
usité jusqu'aujourd'hui.
Art. 6.
La dixième partie du mètre se nommera
décimètre
et sa centième partie
centimètre
. On appellera
décamètre
une mesure égale à dix mètres : ce qui
fournit un mesure très commode pour l'arpentage.
Hectomètre
signifiera la longueur de cent mètres. Enfin,
kilomètre
et
myriamètre
seront des longueurs de mille et dix mille mètres, et désigneront principalement les
mesures itinéraires. ..
Art. 9.
Pour rendre le remplacement des anciennes mesures plus facile et moins
dispendieux, il sera exécuté par parties et à différentes époques…
Art. 10.
Les opérations relatives à la
Poids et mesures
6
détermination de l'unité des mesures de longueur et de poids, déduite de la grandeur de la terre, commencées
par l'académie des sciences, et suivies par la commission temporaires des mesures, seront continuées jusqu'à
leur entier achèvement par des commissaires particuliers, choisis principalement parmi les savants qui y ont
concouru jusqu'à présent.
Art. 11.
Il sera formé en remplacement une
Agence Temporaire
, composée de trois
membres, et qui sera chargée, sous l’autorité de la commission d’instruction publique, de tout ce qui concerne
le renouvellement des poids et des mesures, sauf les opérations confiées aux commissaires particuliers dont il
est parlé dans l’article précédent...
Art. 13.
La fabrication des mesures républicaines sera faite, autant qu'il
sera possible, par des machines, afin de réunir à l'exactitude la facilité et la célérité dans les procédés, et par
conséquent de rendre l'achat des mesures d'un prix médiocre pour les citoyens.
Art. 14.
L'Agence Temporaire
favorisera la recherche des machines les plus avantageuses…
Art. 16.
Il sera gravé sur chacune de ces
mesures leur nom particulier ; elles seront marquées en outre d'un poinçon de la République qui en garantira
l'exactitude.
Art. 17.
Il y aura à cet effet, dans chaque district, des vérificateurs chargés de l'apposition du
poinçon…
Art. 20.
Pour faciliter les relations commerciales entre la France et les nations étrangères, il sera
composé, sous la direction de l'Agence, un ouvrage qui offrira les rapports des mesures françaises avec celles
des principales villes de commerce des autres peuples…
Art. 25.
Dès que l'étalon prototype des mesures de la
République aura été déposé au Corps Législatif par les commissaires chargés de sa confection, il sera élevé un
monument pour le conserver et le garantir de l’injure du temps…
1796 : février, seize mètres étalons en marbre sont placés à Paris afin de familiariser la population.
1799 : travail entièrement repris au début de par Lefèvre-Gineau et l'Italien Fabroni. Ces deux savants choisissent
l'eau, non pas à la température de la glace fondante, mais à la température de 4 degrés: celle du maximum de
densité de ce liquide. Ils pèsent, successivement dans l'air et dans l'eau, un cylindre creux en laiton de
dimensions très soigneusement déterminées grâce à un comparateur construit spécialement par Fortin. Il en
déduisent le poids du décimètre cube d'eau distillée prise à la température de son maximum de densité, c'est-à-
dire le kilogramme. Ce poids est trouvé égal à 18 827, 15 grains du marc moyen de la Pile de Charlemagne.
1800, 4 novembre (13 Brumaire an 9) : souhaitant une nouvelle impulsion à la diffusion du système métrique, le
gouvernement prescrit par arrêté : « Le système décimal des poids et mesures sera définitivement mis à
exécution pour toute la République, à compter du 1er vendémiaire an 10 (23 septembre 1801) ». Chaque
circulaire annuelle du ministre de l'intérieur déplorait les retards
1812, décret du 12 février : « Il ne sera fait aucun changement aux unités des poids et mesures de la France »,
mais « il sera confectionné, pour l'usage du commerce, des instruments de pesage et mesurage qui
présentent soit les fractions, soit les multiples des dites unités, les plus en usage dans le commerce, et
accommodés aux besoins du peuple ». Ainsi, à partir de 1812 et jusqu'en 1839, les marchands en détail
utilisent :
- une toise de 2 mètres, se divisant en 6 pieds ; le pied (valant ainsi un tiers de mètre) se divisant en 12 pouces, le
pouce en 12 lignes.
- une aune de 120 centimètres, se divisant en demis, tiers, etc.
- un boisseau d'un huitième d'hectolitre, ayant son double, son demi et son quart.
- un litre pouvant se diviser en demis, quarts, huitièmes et seizièmes.
- une livre
de 500 grammes, pouvant se diviser en 16 onces, l'once en 8 gros, le gros en 72 grains
1814 : avec la Restauration, le système métrique sera-t--il maintenu ? Le roi, dès le 4 juillet le confirme.
1821 : le Bureau central commence une révision générale des étalons départementaux ; en décembre 1825, une
ordonnance royale fixe le règlement général du Service de la vérification des poids et mesures.
1837, 4 Juillet, loi affirmant que « Le décret du 12 février 1812, concernant les poids et mesures, est et demeure
abrogé. Néanmoins, l'usage des instruments de pesage et de mesurage, confectionnés en exécution du
décret précité, sera permis jusqu'au 1er janvier 1840. A Partir du 1er janvier 1840, tous poids et mesures
autres que les poids et mesures établis par les lois des 18 germinal an 3 et 19 frimaire an 8, constitutives du
système métrique décimal, seront interdits sous les peines portées par l'article 479 du Code Pénal »
1841 : le ministre du commerce propose d'échanger, avec les États qui entretenait avec la France des relations
commerciales, des collections d'étalons de longueur, de capacité et de poids : l'Angleterre, la Russie, la
Hollande et les États de l'Allemagne et de l'Italie. Il est prévu d'établir ensuite des tables comparatives des
poids et mesures français et étrangers. Quatorze États répondent favorablement et envoient leurs étalons à
Paris au cours des années suivantes : Bade, Brünswick, Hambourg, Hanovre, Hesse-Cassel, Lübeck, Lucques,
Norvège, Prusse, Rome, Russie, Suède, Toscane, Würtemberg. Quatre autres accèdent à la proposition
d'échange, mais déclarent ajourner leur envoi jusqu'à la réception des étalons français : Bavière, Brême,
Hesse-Darmstadt, Sardaigne. Les collections françaises (mètre, litre et kilogramme) sont commandées, dès le
milieu de l'année 1842, à Gambey, fabricant d'instruments de mathématiques qui a su mettre au point un
comparateur et une balance pour vérifier, avec l'exactitude demandée, les mètres (à 0,001 mm) et les
Poids et mesures
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kilogrammes (à 0,5 mg) ; aussi les collection ne furent prêtes, et envoyées aux dix-huit pays mentionnés plus
haut, qu'en octobre 1847. L'envoi comprenait les trois étalons en laiton, dans une boite en acajou fermant à
clef et accompagnés d'un certificat d'étalonnage, ainsi qu'un recueil officiel des textes légaux et instructions, et
un exemplaire de « l'Atlas des poids et mesures ».
1848, avril : l'administrateur du Conservatoire des arts et métiers reçoit une décision ministérielle : « Dans l'intérêt
de la science et de l'industrie, le dépôt central des étalons prototypes établi au Ministère de l'agriculture et
du commerce sera transféré au Conservatoire des arts et métiers, et placé sous votre direction et sous votre
surveillance spéciales. » En mai 1848, les modèles, étalons et instruments conservés dans la « Galerie des
poids et mesures » du Ministère sont transportés au Conservatoire.
1851 : le Conservatoire envoie à l'Exposition de Londres une collection complète de poids, mesures et instruments de
pesage qui à partir de cette époque et par suite des relations que les expositions universelles de 1851, 1855 et
1862 établissent entre les savants et les ingénieurs de nombreux pays, les avantages du système métrique décimal
1860-1870 : pour le système métrique une période de rénovation. Tous les savants en recommandent l'utilisation,
dont l'Anglais Maxwell ou l'Allemand Gauss. A l'issue de l'Exposition internationale de 1867, un Comité
constatait : « Le système métrique est parfaitement propre à être adopté... dans les sciences, dans les arts,
dans l'industrie et le commerce ».
1867 à 1869 : le Conservatoire a procédé à la révision générale des étalons affectés aux bureaux de vérification
des poids et mesures. Les 371 bureaux ont été munis d'étalons du mètre, du kilogramme et du litre, ajustés
avec une précision voisine du cent millième pour les longueurs et les poids, et du dix millième pour les
capacités, ce qui dépassait largement les besoins locaux.
1869 : au moment où la France va proposer la réunion d'une Commission internationale sur les mesures, quatorze
États ont reçu, par les soins du Conservatoire, des mesures métriques étalonnées.
1870, puis en 1872 : débats animés par le général Morin, membre de l'Institut, directeur du Conservatoire. Tresca,
sous-directeur, met au point le profil en X adopté en 1889 pour le Mètre international.
1870 : le système métrique est le seul légal dans treize pays, il sert de base à des étalons de huit autres États, et son
emploi était légalement autorisé dans la plupart des autres, dont les États-Unis. En août, sur l'invitation du
gouvernement français, se réunit à Paris une « Commission Internationale du Mètre », qui, du fait de la
guerre, nomme simplement un Comité préparatoire. Travaux repris en 1872, avec la participation de vingt-
huit pays. Les nouveaux étalons fabriqués entre 1871 et 1888, d'abord sous la responsabilité de la Section
Française de la Commission Internationale du Mètre, en particulier du chimiste H. Sainte-Claire Deville et du
physicien H. Fizeau qui se livrent eux-mêmes à de nombreuses vérifications, puis sous la responsabilité du CIPM
et du BIPM.
1872 : décision de fabriquer des mètres prototypes en se servant comme référence du mètre original conservé aux
Archives de France. Le mètre et le kilogramme originaux, appelés « Mètre des Archives » et « Kilogramme
des Archives » avaient été construits en 1799 comme représentant respectivement la longueur de la dix-
millionième partie du quart du méridien terrestre et la masse du décimètre cube d'eau.
Les ateliers du
Conservatoire réalisent également, entre, de nombreux essais de fonte de platine iridié.
1874 : ils obtiennent une coulée de 250 kg d'un alliage connu sous le nom « d’Alliage du Conservatoire », non
retenu pour les prototypes internationaux, à cause du non-respect strict des tolérances fixées présence de
certaines impuretés et excès d'iridium. On lui préfère un alliage fabriqué par Johnson-Matthey, de Londres.
Cependant, les mètres nationaux réalisés avec l'alliage du Conservatoire sont reconnus ultérieurement aussi
stables que ceux fabriqués avec l'alliage de Londres.
1875, 20 mai : les représentants de dix-sept États, sur les vingt présents, signent la « Convention du Mètre ». Elle crée
un ensemble d'organismes chargés d'assurer l'uniformité des mesures physiques dans le monde : le « Bureau
International des Poids et Mesures » (BIPM), laboratoire permanent de métrologie, installé au pavillon de
Breteuil, à Sèvres, près de Paris ; le « Comité International des Poids et Mesures » (CIPM), qui contrôle
directement le BIPM et prépare les décisions et recommandations ; enfin la « Conférence Générale des Poids et
Mesures » (CGPM), instance supérieure qui réunit à Paris, actuellement tous les quatre ans, les représentants des
États signataires de la Convention.
1878-1889 : construction et mesure de trente mètres prototypes (et de quarante kilogrammes prototypes). Cela
exige de comparer, avec une précision encore jamais atteinte, les nouveaux étalons, à traits et à section en
X, entre eux et avec le Mètre des Archives, qui est un étalon à bouts. Cela implique la mise au point d'un
appareillage spécial de mesure et d'une échelle de température définie et reproductible. Choix d'un
prototype du mètre et d'un prototype du kilogramme destinés à devenir les Prototypes internationaux.
Distribution des prototypes nationaux.
Poids et mesures
8
1876-78 : rénovation des bâtiments du Pavillon de Breteuil et construction d'un laboratoire ; embauche du
personnel ; acquisition de l'équipement spécialisé pour les comparaisons de longueur et de masse.
1887 : Michelson propose d'utiliser des interféromètres optiques pour mesurer les longueurs. Par la suite, en 1907,
il reçoit le Prix Nobel de physique, principalement pour ses travaux en métrologie.
1889 : la première Conférence générale sanctionne la réalisation de prototypes internationaux « déduits de la valeur
du Mètre et du Kilogramme des Archives dans leur état actuel ». Ces prototypes sont en alliage de platine à
dix pour cent d'iridium, fabriqués avec des précautions draconiennes, inimaginables un siècle plus tôt. Le
platine des étalons des Archives, poudre de platine agglomérée par forgeage, contenait de nombreuses
impuretés. Le nouvel alliage est soumis à des analyses très précises pour vérifier l'absence d'impuretés
oxydables ou magnétiques comme le fer ou le ruthénium. Le Kilogramme international de 1889 est un
cylindre. Il est toujours, actuellement, le prototype de masse. Le Mètre international de 1889 est une règle, à
section en X, longue de 102 cm, portant un trait à un centimètre de chaque extrémité. La distance entre ces
deux traits définissait alors le mètre. Les Prototypes internationaux sont déposés le 28 septembre 1889
au
BIPM où ils sont encore conservés aujourd'hui.
1892-93 : utilisation de l'interféromètre de Michelson au BIPM (par Michelson et Benoît) pour déterminer la
valeur du mètre en longueurs d'onde de la raie rouge du cadmium.
1906 : la mesure ci-dessus est confirmée par Benoît, Fabry et Pérot au moyen de l'interféromètre de Pérot et
Fabry.
1920 : prix Nobel de physique attribué à Ch.-Éd. Guillaume, alors directeur du BIPM, pour son invention des
alliages spéciaux fer-nickel, en particulier de l'invar.
1921-36 : première vérification des prototypes nationaux par comparaison entre eux et avec le Prototype
international. Nouvelles déterminations améliorées du coefficient de dilatation des prototypes.
1927 : accord international définissant l'ångström, fondé sur les déterminations de la longueur d'onde de la raie
rouge du cadmium faites en 1893 et 1906 ; l'ångström ainsi défini sera utilisé comme unité de longueur en
spectroscopie et en physique atomique jusqu'à ce qu'il soit abandonné en 1960.
1952 : le CIPM décide d'étudier la possibilité de redéfinir le mètre en fonction d'une longueur d'onde lumineuse et crée à
cet effet le Comité consultatif pour la définition du mètre (devenu aujourd'hui le Comité consultatif des
longueurs).
1960 : la CGPM adopte une définition du mètre fondée sur la longueur d'onde dans le vide de la radiation
correspondant à une transition entre des niveaux d'énergie spécifiés de l'atome de krypton 86. Au BIPM, la
mesure des règles à trait en fonction de cette longueur d'onde remplace les comparaisons de règles à traits
entre elles ; installation d'un nouvel équipement pour faire ces mesures par interférométrie optique.
1975 : la CGPM recommande pour la vitesse de la lumière dans le vide une valeur résultant des mesures de
longueur d'onde et de fréquence du rayonnement d'un même laser.
1983 : la CGPM redéfinit le mètre comme étant la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant
une fraction précise de seconde. Elle invite le CIPM à établir des instructions pour la mise en pratique de
cette nouvelle définition. Le CIPM, ayant anticipé cette invitation, indique des méthodes générales pour
relier directement les longueurs au mètre tel qu'il vient d'être défini. Parmi ces méthodes figure l'emploi de
la longueur d'onde d'une des cinq radiations recommandées émises par des lasers ou de celles émises par
des lampes spectrales. Les valeurs des longueurs d'onde et des fréquences, ainsi que les incertitudes
associées, de ces radiations sont spécifiées dans la mise en pratique de la définition du mètre. Au BIPM, la
comparaison de fréquences de lasers par battements optiques complète la mesure d'étalons à traits en
fonction des longueurs d'onde de ces mêmes lasers.
1987 : afin de vérifier l'exactitude des réalisations pratiques du mètre fondées sur la nouvelle définition, le BIPM
entreprend une nouvelle série de comparaisons internationales de longueurs d'onde de radiations laser, par
interférométrie optique, et de fréquences, par battements. Ces dernières comprennent des comparaisons des
composants des lasers, en particulier des cellules d'absorption qui contiennent les atomes ou les molécules
sur lesquels le laser est asservi, ainsi que des comparaisons de l'ensemble (optique, tube à décharge, cellule
d'absorption et électronique).
1992 : le CIPM décide, compte tenu des travaux effectués dans les laboratoires nationaux et au BIPM, de
diminuer notablement les incertitudes sur les radiations recommandées émises par certains lasers figurant
dans la mise en pratique et porte leur nombre de cinq à huit.
1997 : le CIPM modifie la mise en pratique de 1992, en ajoutant quatre nouvelles radiations émises par des lasers,
ce qui porte leur nombre à douze, et en diminuant une nouvelle fois les incertitudes associées aux radiations
Poids et mesures
9
de certains lasers. Les travaux se poursuivent au BIPM, comme ailleurs, pour identifier les facteurs qui
limitent actuellement la reproductibilité des lasers, étalons de longueur d'onde et de fréquence.
Ont adopté le système métrique conventionnel :
1792 : Pays-Bas méridionaux, devenus départements français.
1803 : République Helvétique.
1810 : reste des Pays-Bas rattaché à la France.
1820 : Royaume (devenu indépendant) des Pays-Bas ; le système maintenu en Belgique lors de son
indépendance en 1830.
1836 : Grèce (fac).
1839-1844 : Réunion, Sénégal, Guyane française, Algérie, Martinique, Guadeloupe.
1848-1849 : Chili, Espagne, République Dominicaine.
1852-1857 : Portugal, Colombie, Monaco, Mexique, Venezuela.
1861-1865 : Italie, Brésil, Pérou, Uruguay, Argentine, Roumanie, Equateur.
1866 : États-Unis (fac).
1868 : Bolivie, Suisse.
1871-1875 : Allemagne, Autriche, Tchécoslovaquie, Yougoslavie, Hongrie, Liechtenstein, Norvège.
1878-1888 : Suède, Costa-Rica, Cuba, Afrique française, Finlande, Bulgarie.
1893 : Japon (fac).
1893 : États-Unis : le
yard
et le
pound
sont définis en unités métriques.
1894-1895 : Cameroun, Tunisie.
1897 : Royaume-Uni (fac).
1899 : Russie (fac).
1905-1911 : Angola, Guinée britannique, Mozambique, Philippines, Danemark, Islande, St Marin,
Guatémala, Honduras, Malte Nicaragua, Salvador, Zaïre, Indochine française.
1918 - 1919 : URSS, Pologne.
1920 - 1927 : Inde (fac), Haïti, Afrique du Sud (fac), Indonésie, Maroc, Thaïlande, Togo, Afghanistan, Libye.
1929 : Chine.
1931-1939 : Irak (fac), Tunisie, Iran, Liban, Syrie, Égypte.
1947-1959 - Royaume-Uni, États-Unis, Canada, Australie, Nouvelle-Zélande, Afrique du Sud : décision
conjointe d'adopter des valeurs unifiées pour le yard et le pound, qui sont définis en unités métriques.
1960-1963 : Irak, Australie (fac), Koweit, Arabie Saoudite, Éthiopie, Népal.
1965 : Royaume-Uni.
1967- 1969 : Afrique du Sud, Kenya, Ouganda, Pakistan, Tanzanie, Irlande, Singapour, Bahrein, Botswana,
Nouvelle Zélande, Rhodésie, Swaziland.
1970-1975 : Australie, Canada, Gibraltar, Nouvelle Guinée, Sri Lanka, Trinité et Tobago, Zambie, Bermudes,
Guyane, Malaisie, Nigéria, Chypre, Fidji, Ghana, Somalie, Barbade, Jamaïque, Nauru, Tonga.
1976-1977 : Gambie, Hong-Kong, Malawi, Sierra Leone.
1995 : la CEE contraint l’Angleterre a abandonner ses mesures pour le système métrique
.
Le projet des étalons de fréquence optiques permet de maintenir l'étalon du mètre du SI pour le Canada en
mesurant précisément des longueurs d'ondes connues de la lumière. En pratique, on mesure la longueur d'onde dans le
vide d'un laser à l'hélium-néon verrouillé à une transition particulière à 633 nm dans la molécule d'iode.
Pendant presque cinquante ans, on s'est servi de la
longueur d'onde optique de la lumière comme référence
dans les mesures de grande exactitude de la longueur
absolue. On peut utiliser différentes sources de lumière,
y
compris
des
tubes
de
décharge
à
gaz
excité
électriquement et des lasers stabilisés. Dans ces mesures,
on emploie un appareil appelé un interféromètre optique
pour comparer la longueur d'un objet à la longueur
d'onde connue de la source lumineuse. De 1960 à 1983,
on avait accepté partout dans le monde de définir l'unité
de longueur du Système international, le mètre,
comme étant 1 650 763,73 longueurs d'onde (dans
le vide) de la ligne orange-rouge du krypton 86. Il
était possible d'étalonner d'autres sources spectrales
par rapport à cette ligne du krypton et de se servir
de ces sources comme étalons secondaires. Les
difficultés
techniques
liées
à
l'utilisation
des
interféromètres
optiques
limitaient
cependant
l'incertitude
de
toute
mesure
de
longueur
à
approximativement 1 partie en 1010. En effet,
Poids et mesures
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l'exactitude de la réalisation du mètre en pratique était
également limitée par cette incertitude.
Vers le début des années 1980, l'exactitude des
techniques utilisées pour mesurer la fréquence de la
lumière avait dépassé celle des techniques utilisées pour
mesurer la longueur d'onde optique, et, par conséquent,
en 1983, on a convenu de redéfinir le mètre en fonction
de l'unité de temps, la seconde du SI. On avait choisi la
définition suivante : « Le mètre est la longueur du
trajet sur lequel se dépace la lumière dans le vide
pendant un intervalle de temps de 1/299 792 458
d'une seconde ». À première vue, cette définition
semble
suggérer
que
l'on
doit
mesurer
très
soigneusement la propagation de la lumière dans le
vide afin de réaliser un étalon pratique du mètre.
Cependant, si l'on considère l'équation simple
c = l f
où c est la vitesse de la lumière (définie), l est la
longueur d'onde dans le vide, et f est la fréquence de la
lumière, on voit que, par exemple, si l'on mesure la
fréquence optique d'une source de lumière stable avec
une incertitude de 1 partie dans 1012, on connaît
automatiquement la longueur d'onde de cette source avec
la même incertitude. Il est donc possible de réaliser un
étalon pratique du mètre en fonction de la longueur
d'onde de n'importe quelle source lumineuse stable dont
on a mesuré la fréquence avec exactitude.
Le projet des étalons de fréquence optique (OFS)
maintient le mètre du SI pour le Canada au moyen de la
longueur d'onde dans le vide d'un laser à l'hélium-
néon (HeNe), qui est stabilisé à une transition de la
molécule d'iode dans la partie rouge du spectre
optique à 633 nm. Dans le langage de la
spectroscopie, la ligne spectrale en question est la
composante a16 ou f de la transition 11-5 R(127)
de la molécule 127I2. La fréquence de cette ligne a
été mesurée en fonction de la seconde du SI dans
plusieurs laboratoires nationaux, y compris le
CNRC, et sa valeur est de :
n = 473 612 353 604 kHz
l = 632.991 212 58 nm
avec une incertitude de 10 kHz, ou de 2,1x10
-11
, limitée
par la reproductibilité de jour en jour et d'appareil en
appareil de ces lasers. En pratique, on utilise également
les composantes avoisinantes d, e et g. Le CNRC compte
trois de ces lasers à l'hélium-néon stabilisés à l'iode
(I2/HeNe) comme illustré à la figure à la droite. Leur
exactitude
a
été
maintenue
grâce
à
des
intercomparaisons de leurs fréquences optiques et à des
comparaisons
à
des
lasers
semblables
d'autres
laboratoires nationaux de métrologie.
En vertu de la résolution de la 17
e
Conférence
générale des poids et mesures qui s’est tenue à
Paris en octobre 1983, l’unité SI de longueur
(symbole m) est égale à la longueur du trajet
parcouru dans le vide par la lumière pendant une
durée de 1/299 792 458 de seconde.
Quod erat demonstrandum
, évidemment.
G.G.M.
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