En métrologie, un étalon réalise la définition d’une grandeur pour une valeur déterminée dans un système cohérent d’unités et avec une incertitude de mesure associée. Il peut être un système de mesure, une mesure matérialisée ou un matériau de référence. L’étalon sert de référence pour l’obtention des valeurs mesurées et des incertitudes de mesure. Il permet de contrôler l’exactitude des résultats donnés par un appareil de mesure ou d’étalonner l’appareil. L’exactitude d’un résultat de mesure est l’étroitesse de l’accord entre la valeur mesurée et la valeur vraie de la grandeur mesurée.
La valeur d’un étalon primaire est obtenue sans se référer à un étalon d’une grandeur de même nature mais il peut se référer à des étalons d’autres grandeurs. Par exemple, une balance de pression, étalon primaire pour la pression, peut être traçable au mètre, par des mesures de surfaces mais pas par rapport à un autre étalon de pression.
Les origines du Système international d’unités (SI) remontent au XVIIIe siècle, avec la création du système métrique décimal qui donna une première base d’uniformisation des unités de mesure. Avec les évolutions scientifiques et technologiques, particulièrement à la fin du XIXe siècle et tout au long du XXe, un nombre important de chercheurs ont essayé de définir les unités de mesure à partir de constantes physiques de la nature, par essence plus universelles que celles issues de réalisations pratiques (comme le point triple de l’eau) ou d’artefacts matériels (tel que le prototype international du kilogramme étalon).
Cependant, même si la précision des unités ne cessait de s’améliorer, dans le cadre du SI, certaines définitions d’unités restaient difficilement réalisables voire impossibles à mettre en œuvre (l’ampère par exemple).
Tous ces éléments ont conduit la communauté des métrologues à réfléchir à de nouvelles définitions des unités de mesure, fondées sur des constantes physiques. Entre 1967 et 1983, trois unités (la seconde, la candela et le mètre) ont été redéfinies par rapport à une constante physique. Puis, d’autres travaux de recherche menés sur plusieurs décennies à travers le monde ont permis cette nouvelle « révolution » de 2018, où le kilogramme, l’ampère, le kelvin et la mole se basent désormais également sur des constantes physiques de la nature. Ainsi les sept unités de base du SI ont été transformées, ouvrant de nouvelles perspectives pour accompagner les progrès technologiques. Après les évolutions du SI et sa dernière édition de 2018, l’article présente les principaux étalons primaires de mesure réalisés pour les grandeurs physiques et chimiques, en suivant l’ordre de définition des unités de base du SI.
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