La balance de Kibble : Une réalisation primaire de la nouvelle définition de l’unité de masse. Conséquences pour la dissémination du kilogramme.​

Une conférence orale animée par Patrick Pinot

En novembre 2018, la 26ième CGPM a adopté un nouveau SI dont les 7 unités de base sont dorénavant toutes définies à partir de constantes physiques ou atomiques fondamentales.

Pour redéfinir le kilogramme, dernière des unités de base réalisée depuis 130 ans par le prototype international du kilogramme, deux méthodes expérimentales (la balance de Kibble et la méthode XRCD) ont permis de déterminer en 2017 la valeur de la constante de Planck avec l’incertitude requise.

La balance de Kibble

Le principe de la balance de Kibble combine des mesures expérimentales statiques et dynamiques et permet la comparaison entre une puissance électrique et une puissance mécanique. Cette expérience développée, entre autres, par la France nécessite de mesurer quasi-simultanément plusieurs grandeurs physiques à leur meilleur niveau d’incertitude.

Un défi relevé grâce à des avancées scientifiques et technologiques majeures de la fin du XXième siècle

Les lasers pour la mesure de position, la mesure de vitesse  ou la mesure de l’accélération locale de la pesanteur
> Les réseaux de jonctions Josephson et résistances à effet Hall quantique pour les mesures électriques
> Les horloges atomiques pour la mesure de vitesse et d’accélération

La mise en place de la dissémination de l’unité de masse à partir de sa nouvelle définition se fera en trois phases sur plusieurs années. Cette période transitoire qui débutera le 20 mai 2019, a pour but de consolider la mise en pratique de la nouvelle définition, d’assurer une continuité de la dissémination de l’unité de masse et d’aboutir à un consensus sur une valeur de référence. La nouvelle définition aura certaines conséquences sur les valeurs d’incertitudes d’étalonnage délivrées par les laboratoires nationaux ainsi que sur les valeurs de leurs CMC, mais devraient permettre de continuer à répondre aux besoins de la plupart des utilisateurs et de la métrologie légale.