Réglementation

Le kelvin a changé. Qu’est-ce que ça change ?

| 28 mai 2019 |

Le nouveau système international d’unités (SI) est entré en vigueur le 20 mai 2019. Christophe Marvillet directeur de l’IFFI*, nous explique l’incidence par rapport au kelvin.


L'unité de référence pour la température est le kelvin, noté K : il était défini depuis son introduction dans le Système international d’unités (SI) sur la propriété de la matière : le point triple de l’eau. la définition adoptée en 1954 est formulée ainsi : « Le kelvin, unité de température thermodynamique, est la fraction 1/273,16 de la température thermodynamique du point triple de l'eau ». Difficile à mettre en œuvre, et peu pratique pour les températures extrêmes (inférieures à 20 K ou supérieures à 1 300 K), le kelvin a été redéfini en 2018. La nouvelle définition est la suivante : "la valeur d'un kelvin, est définie en fixant la valeur numérique de la constante de Boltzmann à exactement 1,380 649 × 10−23 J K−1". Pour déterminer la valeur de la constante de Boltzmann, les scientifiques du Laboratoire commun de métrologie LNE-Cnam/LCM ont proposé un dispositif original appelé thermomètre acoustique qui permet de mesurer la vitesse du son dans un gaz placé dans une enceinte quasi sphérique à la température du point triple de l’eau. Avec cette nouvelle définition, les températures seront mesurables avec une incertitude meilleure qu'une partie par million sur l’ensemble de l’échelle de température.

Tout comme les nouvelles définitions du mètre et d'autres unités de base, la nouvelle définition de l'unité de température n'aura pas de conséquences sur les applications techniques et industrielles courantes. Par contre dans certaines disciplines telles que la climatologie, cette nouvelle définition permettra un gain significatif de précision sur les données de mesure.

* Professeur titulaire de la chaire d’Énergétique au CNAM, Président du GRETh

Vous avez dit Kelvin, Celsius et Fahrenheit... 

Les degrés Celsius (°C) sont définis par le fait que 0 °C = 273,15 K et qu'une variation de 1 °C est équivalente à une variation de 1 K. Les degrés Fahrenheit (°F) sont liés aux degrés Celsius par la relation suivante : T (°F) = 1,8 x T (°C) + 32

Pour calibrer l'échelle Fahrenheit, on a retenu tout d'abord  les valeurs de 32 °F et 212 °F comme points de solidification et d’ébullition de l’eau pure. Aujourd'hui , L'échelle Fahrenheit est définie par une stricte correspondance avec l'échelle Kelvin du Système international d'unités de mesure :

- le zéro absolu (0,00 K) est à −459,67 °F, et

- un écart de température de 5 K est égal à un écart de 9 °F.

Ainsi, échelles Celsius et Fahrenheit sont, dans l'ère moderne, complétement  corrélées à l'unité Kelvin, unité de référence universelle.



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