Histoire de la Métrologie

Un peu d’histoire

De nos jours rien n’est plus simple que de réaliser une mesure de température, une pesée chez le boucher, … mais savez vous qu’il en était bien autrement il y a tout compte fait fort peu de temps ?

ARCHIMEDE : 287 – 212 avant J.C. 
Mathématicien et physicien grec, connu pour son principe : Tout corps plongé dans un liquide subit une poussée verticale, dirigée de bas en haut, égale au poids du volume du fluide déplacée. 
La légende raconte que lorsqu’il était dans son bain il trouva la solution. Il put mesurer le volume d’une couronne par immersion dans l’eau puis la peser afin de comparer sa masse volumique à celle de l’or massif.
Ce principe fondamental a une répercussion importante dans le domaine du pesage. En effet, dans la très grande majorité des cas, les pesages sont effectuées dans l’air et de ce fait, la valeur que nous lisons sur une balance ne représente pas la quantité de matière réelle, mais cette matière diminuée de la poussée de l’air sur le produit pesé peut amener à commettre des erreurs supérieures à 1%o, soit 1g pour 1000g.

ERATOSTHENE : 276 – 194 avant J.C. 
En 205 avant J.C., le grec Eratosthène, alors Directeur de la Grande Bibliothèque d’Alexandrie en Égypte, propose une méthode purement géométrique pour mesurer la longueur du méridien terrestre (circonférence passant par les pôles).
Il va partir de l’observation d’ombres portées faites en deux lieux, Alexandrie et Syène (aujourd’hui Assouan), éloignés d’environ 800 Km (distance estimée d’après le temps mis par les caravanes de chameaux pour relier ces deux villes) ; au moment du solstice d’été et à l’heure du midi solaire local. La distance obtenue était de 5000 stades, soit 787,5 km, mesure très proche de la réalité.
Grâce à ces observations, mais aussi à d’autres qui lui permettent d’être convaincu que la terre à un forme sphérique, ératosthène va réussir à déterminer la circonférence de la Terre.
Son résultat est de 39 250 km, soit une erreur de moins de 2% par rapport aux mesures actuelles. Observation et maîtrise du processus ont permis de réaliser une mesure de grande qualité.
Bien plus tard l’on prit la circonférence de la terre comme référence de longueur pour bâtir le mètre .
Cet homme passionné devenu aveugle, se laissa mourir de ne pas pouvoir admirer les étoiles.

DELAMBRE Jean Baptiste : 1749 – 1822  
Astronome et géodésien français, il eut pour mission, avec Pierre MECHAIN, de réaliser le Mesure de la circonférence de la terre, afin de définir l’unité de longueur, le mètre, comme étant le dix millionième partie du quart du méridien terrestre. Cette lourde entreprise durera de 1792 à 1799, après plusieurs interruptions dues aux troubles de la Révolution et à l’absence de toute autorité scientifique entre 1793 et 1795.
En juin 1972 il fut chargé de mesurer la distance entre Dunkerque et Rodez pendant que Pierre Méchain mesura celle de Rodez à Barcelone. Cela permit d'établir précisément la valeur du mètre.
En 1793, à Montjouy à Barcelone, Méchain détecta une incohérence entre les longueurs relevées et le relevé astronomique de la position des étoiles. La guerre franco-espagnole l'empêcha de réitérer ses mesures. Cet écart (qui n'était en fait pas dû à une erreur de manipulation mais à l’incertitude des instruments utilisés) le plonge dans un profond trouble et il met tout en œuvre pour éviter de devoir rendre compte de ses travaux à Paris. En 1799, il se résigne à se rendre à une conférence internationale qui salue son œuvre scientifique. Il maquille alors ses résultats, ce qui rendra le mètre trop court de 0,2 mm. La « fraude » ne sera découverte par Delambre qu'en 1806, année où il réétudiera l'ensemble des résultats lors de la rédaction de Base du système métrique considéré toujours comme un chef-d’œuvre d’analyse et de rigueur scientifique.

MECHAIN Pierre : 1744 – 1804  
Ses travaux en astronomie avaient permis à Pierre MECHAIN de découvrir 12 comètes et de démontrer le caractère planétaire d’Uranus. L’Académie des Sciences lui confie la charge de la Connaissance des Temps en 1788 et, en 1792, il entreprend avec Jean Baptiste DELAMBRE la détermination de la circonférence de la Terre.
Son programme concernait la partie espagnole de l’arc, puis la remontée jusqu’à Rodez. La mission était particulièrement difficile, d’autant que Pierre MECHAIN était convaincu d’avoir commis une erreur de mesure.
L’écart était dû au cumul des petits effets : déviation locale des verticales, erreurs
instrumentales, réfraction imprécises des étoiles basses. Méchain n’avait commis aucune erreur…. Il venait de se confronter à la difficulté essentielle de la Métrologie : Les incertitudes de mesure.