Kilogramme
Unité de base SI · grandeur : masse
01 · Définition
Jusqu'en 2019, le kilogramme était une chose : un cylindre de platine iridié sous trois cloches de verre dans un sous-sol près de Paris. C'est désormais la constante de Planck, recalculée à travers le mètre et la seconde.
Le kilogramme est défini par la fixation de h = 6,626 070 15·10⁻³⁴ joule-seconde. Le joule-seconde, c'est kg·m²/s : connaissant le mètre et la seconde, la masse découle de la constante de Planck. En pratique, c'est l'affaire de la balance de Kibble : une force électromagnétique équilibre la charge, et la masse se calcule à partir de grandeurs électriques, elles-mêmes reproduites par des effets quantiques. Une seule bizarrerie est restée dans le nom : le kilogramme est une unité de base avec un préfixe incorporé, si bien que les multiples se construisent à partir du gramme, et non du kilogramme.
La balance de Kibble égale la puissance mécanique m·g·v à la puissance électrique U·I ; U et I proviennent des effets Josephson et Hall — c'est-à-dire de la constante de Planck. La masse se mesure sans un seul poids.
02 · Conversion
Saisissez une masse — le passeport la convertira
Dans le SI, les préfixes s'accrochent au gramme : milligramme, microgramme, mégagramme. Dans la vie courante, le mégagramme s'appelle la tonne — hors SI, mais admise. Les mesures russes d'avant 1918 étaient liées à la livre anglaise, si bien que le poud et le zolotnik se convertissent exactement.
Le kilogramme-force (kgf) n'est pas une masse mais le poids d'un kilogramme : exactement 9,806 65 N. Le SI ne connaît pas cette unité, mais les vieux plans en sont couverts à chaque page.
| Unité | Nom | Valeur | Où on la rencontre |
|---|---|---|---|
| µg | microgramme | 1·10⁹ | pharmacologie, impuretés à l'état de traces |
| mg | milligramme | 1 000 000 | comprimés, poinçons de bijouterie, analyse |
| g | gramme | 1000 | cuisine, poste, laboratoire |
| kg | kilogramme | 1 | l'écriture de base de la masse dans le SI |
| t | tonne = Mg | 0,001 | fret, machines, industrie |
| kt | kilotonne = Gg | 1·10⁻⁶ | flotte, matières premières, statistiques de production |
Les préfixes s'accrochent au gramme : 1 t = 1 Mg, 1 kt = 1 Gg — le « kilokilogramme » n'existe pas dans le SI
03 · Ordres de grandeur
de l'électron à l'étoileKilogramme : un litre d'eau, une rame de papier
04 · Instruments de mesure
Avec quoi l'on mesure les kilogrammes
La réalisation primaire : la puissance mécanique est égalée à l'électrique. Le kilogramme découle de la constante de Planck, exactitude 10⁻⁸.
Il compare l'étalon à un poids de travail sous vide : résolution de 0,1 µg sur un kilogramme. C'est ainsi que la masse descend la chaîne d'étalonnage.
La méthode XRCD : les atomes d'une sphère parfaite sont comptés via le réseau cristallin. Une voie indépendante vers le kilogramme — par le nombre d'Avogadro.
Compensation électromagnétique au lieu de poids : elle affiche une masse mais mesure une force — c'est pourquoi on l'étalonne pour le g local.
05 · Règles d'écriture
Les préfixes s'accrochent au gramme, pas au kilogramme
Le kilogramme est la seule unité de base dont le nom contient un préfixe : le « kilokilogramme » est donc impossible — mille kilogrammes font un mégagramme, autrement dit une tonne. Le symbole est en minuscules : kg ; « Kg » et « kgs » ne sont pas du SI. Le symbole reste invariable au pluriel : 5 kg, jamais « 5 kgs ».
06 · Unités voisines
Toute la mécanique pousse à partir du kilogramme : multipliez par une accélération, vous obtenez le newton ; par une vitesse au carré — le joule. Treize unités dérivées du SI contiennent le kilogramme ; la tonne et le gramme sont ses plus proches parents du quotidien.
porteur des préfixes
base SI
kg·m/s²
La masse mesure à la fois l'inertie et l'énergie emmagasinée : un kilogramme de matière recèle 9·10¹⁶ joules.
07 · Section historique
Avec quoi l'on pesait avant le kilogramme
Quarante livres russes. La mesure du grain, de la fonte et des redevances ; elle a tenu dans les plans et les bordereaux jusqu'aux années 1920.
1/96 de la livre russe. Mesure d'apothicaire et de bijoutier : « petit est le zolotnik, mais cher » — ce dicton parle de lui.
Exactement 200 milligrammes depuis 1907. Avant cela, chaque marché avait son propre carat — de 188 à 213 mg.
Un cylindre de platine iridié, 39 mm de diamètre, sous trois cloches de verre. Pendant cent trente ans, il fut le kilogramme.
La dernière unité qui fut une chose — et la chose se mit à maigrir
Dans les années 1990, le constat s'imposa : le prototype international et ses copies officielles divergent d'environ 50 microgrammes par siècle. Impossible de dire lequel était « le vrai » — le kilogramme, par définition, égalait le prototype ; ce n'était donc pas lui qui maigrissait, mais le reste du monde. Ce fut l'argument central de la réforme de 2019 : masse, énergie et fréquence sont désormais liées par la constante de Planck, et le cylindre de Sèvres ne demeure un étalon que pour l'histoire de la métrologie.
Catalogue · Système international d'unités
Un passeport pour chaque grandeur
Sept unités de base, vingt-deux dérivées portant un nom propre et des archives de systèmes retirés de la circulation. Chacune est une feuille à part : définition, dimension, conversion, instruments, règles d'écriture. En 33 langues.
Unités de base
ouvrez le passeport du kilogrammeUnités dérivées à nom propre
en terracotta — celles dont la définition contient le kilogrammeSystèmes historiques
archives des notationsLangue du passeport
33 langues. Le symbole kg et les formules ne se traduisent pas — ils sont identiques dans toutes les versions ; on traduit la description, les exemples et les règles d'écriture propres à chaque écriture.