Visite du laboratoire national de métrologie et d'essais

15 octobre 2005
02m 13s
Réf. 05704

Notice

Résumé :

Profitant de la fête de la science, le public est invité à visiter le laboratoire national de métrologie et d'essais afin de mieux appréhender les enjeux que représente la certification d'instruments de mesure les plus précis possibles.

Date de diffusion :
15 octobre 2005
Source :
Personnalité(s) :
Lieux :

Contexte historique

Avant le système métrique, les unités de mesure étaient nombreuses et compliquées. De plus, une unité pouvait avoir une valeur différente d'une province à l'autre.

En 1790, l'Assemblée nationale constituante souhaite la création d'un système de mesure uniforme et simple pour répondre à l'exigence de la Révolution Française « un seul poids, une seule mesure, une seule coutume ».

La première définition du mètre date de 1795. Il correspond à une fraction du méridien terrestre. Le grave (nom original du kilogramme), lui, est défini comme la masse d'un litre d'eau à 4°C. C'est la création du système métrique (comprenant également la seconde). On fabrique alors des étalons en platine pour le mètre et le kilogramme.

Le système métrique n'a été rendu obligatoire en France qu'en 1840. La convention du mètre créée en 1875 instaure le Bureau International des Poids et Mesures. Les étalons des unités de base du système métrique évolueront ainsi que leur définition.

La mise en place de ce système ne s'est pas faite facilement car les habitudes dans le commerce ont été difficiles à changer. Sans doute son introduction assez rapide dans l'enseignement lui a permis de s'imposer au fil des années.

Il faudra attendre 1946 pour que l'ampère (unité de mesure du courant électrique) soit adopté dans le système métrique. En 1954, c'est le tour du candela (unité de mesure de l'intensité lumineuse) et du kelvin (unité de mesure de la température).

En 1960, le système métrique devient le système international d'unités (SI). En 1971, la mole (mesure de la quantité de matière) est ajoutée au SI.

En 2005, la quasi totalité des pays ont officiellement adopté le SI à l'exception notable des Etats-Unis. Toutefois dans de nombreux domaines (notamment scientifiques), le système métrique est utilisé aux Etats-Unis. Inversement dans des pays comme le Royaume-Uni (où l'adoption officielle du SI date de 1897), d'autres unités sont tolérées...

Créé en 1901, le Laboratoire national d'essais faisait partie du Conservatoire national des arts et métiers. Il a d'abord effectué des essais sur les matériaux puis s'est intéressé à la sécurité des produits de consommation. L'année du reportage, il intègre les activités de métrologie (« science de la mesure ») du Bureau national de métrologie et devient le Laboratoire national de métrologie et d'essais. Le reportage présente le site du laboratoire situé dans le 15e arrondissement de Paris.

Fatima Rahmoun et Sophie Edouard

Éclairage média

Le reportage démarre sur une démonstration implacable. On mesure la masse d'un étalon de 10 kg afin de vérifier la précision de la balance où s'affiche alors 4,632 kg. Le chercheur souriant nous explique qu'un « instrument de mesure a le droit d'être faux, l'essentiel est qu'il ne soit pas en service ». C'est une très belle leçon de métrologie, science de la mesure, qu'il serait difficile d'expliquer en termes plus simples. Un instrument de mesure, pour fonctionner correctement et donner un résultat juste, doit donc être calibré et étalonné, et le reportage n'évoque pas ici le calcul de l'incertitude lié à chaque mesure.

Puis, nous pouvons voir des jeunes filles très excitées en train de manipuler divers instruments. N'oublions pas que c'est la fête de la science et que dans cette salle du laboratoire, le public est accueilli par des chercheurs et est invité à faire de la science. Le ministre de la recherche et de la technologie Hubert Curien à l'origine de cette manifestation en 1992 l'avait d'ailleurs appelée « sciences en fête » appellation qui trouve ici tout son sens. Des chercheurs sont à la disposition de tous pour expliquer leur métier et les manipulations proposées. C'est une période très joyeuse pour tous les scientifiques français qui vont à la rencontre du public.

Ce reportage nous sensibilise à la précision des mesures. Un homme s'étonne d'ailleurs que le public ne soit pas plus méfiant à l'égard des instruments de mesure. A l'écran apparaît l'étiquette verte, seul indicateur de la fiabilité d'instrument de mesure. C'est vrai qu'avec une mesure se joue souvent un prix pour le consommateur alors autant que cette mesure soit juste.

Le reportage nous plonge ensuite dans le milieu industriel. Le public venu visiter le laboratoire est entouré de bruits et... de machines bien propres. Les images sont loin de celles qu'on a en tête quand on pense industrie. Une superbe machine hydraulique est présentée. Elle sert à étalonner les instruments de mesure des industriels. Une mauvaise mesure a des conséquences encore plus sérieuses pour eux vu les quantités en jeu dans ce domaine. Le directeur du laboratoire, au milieu de ces belles machines industrielles, évoque également l'importance des mesures au niveau de la sécurité. En effet, si les capteurs des moyens de transport ou des centrales nucléaires sont imprécis, les conséquences peuvent être extrêmement graves pour les personnes et l'environnement.

Puis nous visitons une salle blanche (dont l'environnement est protégé) dans laquelle se trouvent des étalons de masse en acier inoxydable. Les visiteurs de la fête de la science sont de l'autre côté d'une vitre. Ils ne peuvent entrer dans cette salle sans combinaison car ils risqueraient d'endommager les étalons en apportant notamment des poussières. Le reportage se conclut sur le fait que le seul exemplaire du kilogramme en platine iridié de France ne sera pas présenté au public car il est bien trop précieux et risque d'être abîmé. S'affiche à l'écran une photographie de l'étalon protégé par deux cloches en verre. La moindre détérioration du kilogramme étalon est répercutée sur tous les autres étalons puisqu'ils sont tous fabriqués à partir de ce modèle.

Dans ce reportage, on parle beaucoup de masse et pas du tout des autres unités. C'est peut-être dû au fait que le kilogramme est encore la seule unité du SI à être définie par un objet fabriqué par l'Homme. Toutes les autres unités sont maintenant définies par un phénomène physique, beaucoup plus fiable qu'un objet étalon forcément imparfait malgré toutes les précautions prises.

Fatima Rahmoun et Sophie Edouard

Transcription

Présentatrice
La 14e fête de la Science, qui s’est déroulée dans toute la France, s’achève demain. Une fois encore, les scientifiques nous ouvrent leurs portes. Ce fut le cas aujourd’hui au laboratoire national de Métrologie et d’Essais, une première. Pascale Justice, Sibylline Broomberg.
Intervenant
On dépose 10 kilogrammes sur la balance.
Journaliste
Les balances, comme toutes les machines, finissent un jour par se dérégler.
Intervenant
Elle affiche 4,632 kg, et en métrologie légale, ce n’est pas possible qu’il y ait des erreurs comme celle-ci. C’est un instrument de mesure, il a le droit d’être faux. L’essentiel, c’est qu’il ne soit pas en service.
Journaliste
Il faut alors l’étalonner pour que l’addition ne soit pas trop salée. Et c’est l’une des missions du laboratoire de Métrologie et d’Essais, gardien national de nos unités de mesure comme le kilogramme.
Inconnu
Moi, je trouve que beaucoup de gens prennent pour argent comptant l’indication que la balance donne. Alors que quelquefois, il peut y avoir des erreurs.
Journaliste
Elle est obligatoire et doit être visible car seule l’étiquette verte indiquant la date de validité du contrôle garantit le bon fonctionnement d’une balance. Outre la métrologie légale, le laboratoire travaille aussi pour l’industrie.
(Bruit)
Journaliste
Cette machine hydraulique est l’une des plus performantes au monde. Grâce à ses cylindres de référence pouvant atteindre 900 tonnes, elle permet d’étalonner les instruments de mesure des industriels.
Marc Mortureux
Aussi bien la grande industrie très courante, l’automobile, que les technologies très pointues, pour le nucléaire, pour Airbus, pour le programme A380, par exemple, où nous étalonnons des capteurs pour vérifier la tenue des matériaux. Et puis, nous intervenons également dans un cadre de recherche pour accompagner l’innovation technologique.
Journaliste
Comme cette salle blanche qui fait la fierté du labo. On y entre encapuchonné pour ne pas polluer l’environnement, car on trouve ici des poids en acier inoxydable de 10 kg ou d’1 milligramme. Mais le plus grand des trésors, il n’est visible qu’en photo, car l’original est au coffre-fort. Il s’agit de l’unique exemplaire détenu par la France du kilogramme en platine iridié.