Système international d’unités (SI)
Le Système international d’unités (SI) est la forme moderne du système métrique et le système de mesure le plus répandu au monde. Il repose sur sept unités de base, dont toutes les autres dérivent.
Les sept unités de base du SI
Toute grandeur physique du SI peut s’exprimer à l’aide de sept unités de base. Depuis la redéfinition de 2019, chacune est définie en fixant la valeur numérique d’une constante physique fondamentale, et non un objet matériel.
| Grandeur | Unité | Symbole | Définition |
|---|---|---|---|
| Temps | seconde | s | Définie en fixant la fréquence de la transition hyperfine du césium 133, Δν_Cs, à exactement 9 192 631 770 Hz. |
| Longueur | mètre | m | Définie en fixant la vitesse de la lumière c à exactement 299 792 458 m/s, avec la seconde. |
| Masse | kilogramme | kg | Défini en fixant la constante de Planck h à exactement 6,626 070 15×10⁻³⁴ J·s, avec le mètre et la seconde. |
| Courant électrique | ampère | A | Défini en fixant la charge élémentaire e à exactement 1,602 176 634×10⁻¹⁹ C, avec la seconde. |
| Température | kelvin | K | Défini en fixant la constante de Boltzmann k à exactement 1,380 649×10⁻²³ J/K. |
| Quantité de matière | mole | mol | Définie comme contenant exactement 6,022 140 76×10²³ entités élémentaires, valeur fixée de la constante d’Avogadro N_A. |
| Intensité lumineuse | candela | cd | Définie en fixant l’efficacité lumineuse d’un rayonnement de 540 THz, K_cd, à exactement 683 lm/W. |
La redéfinition de 2019 par des constantes physiques
Le 20 mai 2019, les unités de base du SI ont été redéfinies pour ne plus dépendre d’aucun objet physique (comme le prototype platine-iridium du kilogramme). On fixe désormais exactement sept constantes de définition : la fréquence du césium Δν_Cs, la vitesse de la lumière c, la constante de Planck h, la charge élémentaire e, la constante de Boltzmann k, la constante d’Avogadro N_A et l’efficacité lumineuse K_cd. Les unités sont ainsi stables, universelles et reproductibles dans tout laboratoire.
Unités dérivées
Les unités dérivées se forment en combinant des unités de base. Beaucoup portent un nom propre : par exemple, le newton (N) pour la force vaut kg·m·s⁻², et le joule (J) pour l’énergie vaut kg·m²·s⁻².
| Unité | Symbole | En unités de base |
|---|---|---|
| hertz | Hz | s⁻¹ |
| newton | N | kg·m·s⁻² |
| pascal | Pa | kg·m⁻¹·s⁻² |
| joule | J | kg·m²·s⁻² |
| watt | W | kg·m²·s⁻³ |
| volt | V | kg·m²·s⁻³·A⁻¹ |
Questions fréquentes
Que signifie SI ?
SI vient du « Système international d’unités » : la forme moderne et mondialement adoptée du système métrique.
Pourquoi le kilogramme a-t-il été redéfini en 2019 ?
Jusqu’en 2019, le kilogramme était défini par un cylindre physique en platine-iridium dont la masse dérivait légèrement. Il est désormais défini en fixant la constante de Planck h : l’unité est parfaitement stable et réalisable partout.
Combien y a-t-il d’unités de base dans le SI ?
Il y a sept unités de base : la seconde, le mètre, le kilogramme, l’ampère, le kelvin, la mole et la candela. Toutes les autres unités du SI en dérivent.