Les unités internationales


Sommaire



Le système international d'unités (SI)


En France, c'est le décret n° 61-501 du 03 mai 1961 modifié successivement par les décrets n° 66-16 du 5 janvier 1966, n° 75-1200 du 4 décembre 1975 et du n° 82-203 du 26 févier 1982, qui a instauré le système International d'unités et définit chacune des sept unités fondamentales.

On peut dire sans prétention aucune que c'est la France qui est à l'origine du système SI, sa création initiale date de la Révolution Française.
Le 22 juin 1799, deux étalons en platine définissant le mètre et le kilogramme ont été déposés aux Archives de la République à Paris, ces dépôts attestent du fait marquant qui a conduit au système international d'unités tel que nous le connaissons aujourd’hui.

le Sceau du BIPM


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Définitions des sept unités fondamentales du SI


Définitions des sept unités fondamentales du SI
mètre [ m ]
Le mètre est l'unité fondamentale de la longueur. C'est la longueur du trajet dans le vide de la lumière pendant 1/299792458 de seconde.

kilogramme [ kg ]
Le kilogramme est l'unité fondamentale de la masse. C'est la masse du prototype sous forme de cylindre de platine iridié, sanctionné par la Conférence Générale des Poids et Mesures tenue à Paris en 1889.

seconde [ s ]
La seconde est l'unité du temps fondamentale. C'est la durée prise pendant 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome césium 133 (décret du 4/12/75).

ampère [ A ]
L'ampère est l'unité fondamentale du courant électrique. C'est l'intensité d'un courant électrique constant qui, maintenu entre deux fils parallèles, rectilignes, de longueur infini, de section circulaire négligeable et placés à une distance de 1 mètre l'un de l'autre dans le vide, produirait entre ces deux conducteurs une force de 2.10.7 newton par mètre de longueur.du nom du physicien Français André-Marie Ampère (1775-1836).

kelvin [ K ]
Le Kelvin est l'unité fondamentale de la température. Elle est la fraction 1/273,16 de la température thermodynamiqur du point triple d'eau.du mathématicien et physicien écossais de William Thomson Kelvin (1824-1907).

mole [mol ]
La mole est l'unité fondamentale de la substance. C'est la quantité de matière qui contient autant d'unités élémentaires qu'il y a d'atomes dans 0. 012 kilogramme de carbone 12.

candela [ Cd ]
La candela est l'unité fondamentale de l'intensité lumineuse. C'est l'intensité lumineuse dans une direction donnée d'une source qui émet un rayonnement monochromatique de fréquence 540 x 10ˆ12 hertz et dont l'intensité énergétique dans cette direction est de 1/683 watt par stéradian.

Toutes les autres unités sont dites dérivées ou, et supplémentaires.


Unités dérivées / supplémentaires du SI


À partir des 7 unités fondamentales du SI, toute les autres unités dites dérivées (car résultant de la composition des unités de base) sont déterminées, soit:


Unités géométriques


Longueur [m]
(du grec metron, mesure) Longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299 972 458 de seconde.

Surface / Aire [m²]
Carré d'un mètre de côté

Angle – plan – radian [rad]
(dérivé du latin radius, rayon) Angle qui ayant son sommet au centre d'un cercle, intercepte, sur la circonférence de ce cercle, un arc d'une longueur égale à celle du rayon du cercle. 1 rad = 180°/ pi, soit 57°17 ' 44", ou 63.662 gr.

Capacité [litre]
Défini en 1901 comme étant le volume occupé par un kilo d'eau pure à la température de 4°Celcius sous la pression de 760 mm de mercure.
On avait la relation : 1 L = 1.000 028 dm3 Définition abrogée en 1964.
Le mot le litre peut-être utilisé comme un nom spécial donné au dm3.

Volume [m3]
Cube de un mètre de côté.


Unités de masse


Masse [ M ]
Définition historique : poids d'un décimètre cube (litre) d'eau. Actuellement, Masse du prototype en platine iridié, sanctionné par la conférence générale des poids et mesures en 1889 et dépose au bureau international des poids et mesures.
Pour la France, l'étalon du kg est la copie numéro 35 du kg prototype international.

Concentration [ Kg/m3 ]
Concentration d'un échantillon homogène contenant un kilogramme du corps considéré dans un volume total de 1 mètre cube.
L'emploi d'appellations telles que degrés Baumé, degré Brix, etc., pour désigner des concentrations, densités ou litres est interdit.

Mole [ mol/m3 ]
La mole par mètre cube et la concentration d'un échantillon homogène contenant 1 mole du corps considéré dans un volume total de 1 m3.

Masse linéique [ lkg/m ]
Masse linéique d'un corps homogène de section uniforme dont la masse est 1kg et la longueur à mètre .tex: employé dans le commerce du textile 1 tex = 1g/Km.

Masse surfacique [ kg/m² ]
Masse surfacique d'un corps homogène d'épaisseur uniforme dont la masse est 1 kg et la surface 1 m².

Volume massique [ m3/kg ]
Volume massique d'un corps homogène dont le volume et 1 m3 et la masse 1 kg.

Masse volumique [ kg/m3 ]
Masse volumique de corps dont la masse et 1kg et le volume 1 m3. Gramme par cm3(g/cm3): 0.001 kg/cm3


Unités de temps


Temps [ T ]
Seconde : durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transmission entre deux niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium 133(décret du 4/12/1975).

Fréquence [ Hertz ]
L'hertz est l'unité SI de la fréquence d'un phénomène périodique. Un hertz indique que 1 cycle du phénomène se produit chaque seconde.
Le plus souvent est employé le kilohertz. [ kHz ] = 1000 hertz, le mégahertz [ MHz ] = 1 000 000 hertz, du physicien Allemand Heinrich Rudolph Hertz (1857-1894).


Unités mécaniques


Accélération linéaire [ m/s ]
Accélération d'un mobile animé d'un mouvement uniformément variée , dont la vitesse varie, en une seconde de 1 mètre.

Chaleur/quantité [ J ]
Quantité de chaleur nécessaire pour élever de 1°C la température de 1 g de corps dont la chaleur massive est légale à celle de l'eau à 15 °C sous la pression atmosphérique normale (101 325 pascals)

Contrainte et pression [ pascal ]
Le Pascal est l'unité SI de la pression.
Un Pascal est la pression uniforme qui agissant sur une surface plane de 1 mètre carré, exerce perpendiculairement à cette surface, une force totale de 1 Newton. La contrainte s'exerçant sur un élément de surface est le quotient, par l'aire de cet élément, de la force qui lui appliqué.
C'est une unité très petite unité, le plus souvent est employé le déca pascal [dPa] et le kilo pascal [ kPa ] du mathématicien, physicien et du philosophe Français Blaise Pascal (1623-1662).

[La pièze]
(du grec piezein, comprimer) est la pression produite par une force de 1 sthène sur une surface de 1 m².

[La Barye]
(du grec barus, lourd) est la pression produite par une force de 1 dyne sur une surface de 1 m².

[Le Bar]
ou hectopièze (hpz) : 100 000 Pascal ou 100 pz ou 0.98 atmosphère.

[Le Torr]
est égale à la pression exercée par colonne de mercure à 0°Celcius ayant une hauteur de 1 mm (unité non légale en France). de l'Italien Evangélista Torricelli (1608-1647).

[Pression atmosphérique]
La pression atmosphérique normale et par définition de 101 325 Pascals (1013 mb).Elle est égale à la pression exercée par une colonne de mercure de 0.76 mètre de auteur à zéro °C et sous l'accélération normale de la pesanteur 9.806 65 m/s. Bien qu'elle soit souvent exprimée en millibars (mb) ou en mm de mercure (mmhg), seul le Pascal hPa ou kPa) doit être utilisé.

Force [ Newton ]
Newton est l'unité SI de la force.
Un Newton est la force qui communique à un corps ayant une masse de 1 kilogramme une accélération de 1 mètre par seconde par seconde. du mathématicien et physicien Anglais Isaac Newton (1642-1727).
[ Sthène ]
Le sthène(du grec sthènos, robuste)communique cette accélération à une masse de 1 tonne. sthène (sn) = 1 000 Newton.

[ Dyne ]
Le dyne (du grec dunamis, force) (dyn)= 0.000 1 Newton.

[ kg/force]
Cette ancienne unité ne doit plus être employée (kgf) = 9.81 Newton.

Puissance [ watt ]
Le watt est l'unité SI de puissance.
Le watt est la puissance d'un système énergétique dans lequel est transféré uniformément une énergie de 1 joule pendant 1 seconde (ou 0.1019 kgm/s).Noms spéciaux du watt : le nom voltampère, symbole VA est utiliser pour mesurer la puissance apparente de courant électrique alternatif, le nom var symbole VAR est utilisé pour mesurer la puissance de électrique réactive.1000 = 1 kw = 1.359 62 cheval vapeur ou 102 kgm/s.de l'ingénieur Ecossais James Watt (1736-1819.

Travail et énergie [ joule ]
Le Joule est l'unité SI du travail ou de l'énergie.
Un Joule est travail produit par une force de 1 Newton dont le point d'application se déplace se déplace de 1 mètre dans la direction de la force : 10 000 000 ergs (ergon) ou 0.101 972 kgm (kilogramme force)du physicien Anglais James Joule (1818-1889).

[Erg ](abréviation du grec Ergon,
travail) l'erg est que le travail de 1 dyne dont le point et d'application se déplace de 1 cm : 1 erg = 0.000 000 1 Joule.
[ kgm ]
Le kilogrammètre et le trav de 1 kg force dont le pourrait d'applation se déplace de 1 mètre 1 kgm = 9.81 joule.

[ W/h ]
Le watt/heure et le travail effectué pendant une heure par une machine dont la puissance et de 1 Watt : 1 watt/h = 3600 joule ou 860 calorie.

Energie électrique [ watts/h ]
L'énergie électrique se mesure en watts/heures, c'est l'énergie fournie en une heure par la puissance de 1 watt.
Viscosité cinématique [ stoke - m²/s ]
L'unité de viscosité cinématique (m²/s) est la viscosité cinématique d'un fluide dont la viscosité dynamique est de 1 pascal seconde et la masse volumique de 1 kg par m3 : 10 000 St Stokes (St) : 0,0001 m²/s (systèm cgs) de mathématicien Irlandais Gabriel Stokes, (1819-1903).

Viscosité dynamique [ Pa/s - poisseuille ]
Le Pascal/seconde est la viscosité dynamique d'un fluide dans lequel le mouvement rectiligne et uniforme, dans son plan, d'une surface plane, solide, indéfinie, donne lieu à une force retardatrice de un 1 newton par m² de la surface en contact avec le fluide homogène et isotherme en écoulement relatif devenu permanent, lorsque le gradient de la vitesse du fluide, à la surface du solide et par m² d'écartement normal à ladite surface, est de 1 m/s : pascal-seconde (Pa.s) ou 10 Poise.1 Poise = 0.1 Pa/s 1 sthène seconde/m² (sn.s/m²) = 10 000 Poise du médecin physiologiste Français Jean Poisseuille 1799-1869.

Vitesse linéaire [ m/s]
Le mètre par seconde et la vitessse d'un mobile qui animé d'un mouvement uniforme, parcours une distance de 1 mètre en 1 seconde. m/s = 1/3.6 km/h


Unités électriques


Ampère [ A ]
L'ampère est l'unité fondamentale du courant électrique.
C'est l'intensité d'un courant électrique constant qui, maintenu entre deux fils parallèles, rectilignes, de longueur infini, de section circulaire négligeable et placés à une distance de 1 mètre l'un de l'autre dans le vide, produirait entre ces deux conducteurs une force de 2.10.7 newton par mètre de longueur du nom du physicien Français André-Marie Ampère (1775-1836).

Coulomd [ C ]
Le coulomb est la quantité d'électricité transportée en 1 seconde par un courant de 1 ampère. 1 kilocoulomb [KC] = 1000 C. du physicien Français Charles de coulomb (1736-1806).

Farad [ F ]
Le farad est l'unité SI de la capacité d'un système électrique, c'est-à-dire la capacité de stocker l'électricité.
C'est une unité plutôt grande, le plus souvent est employé le microfarad. du chimiste et du physicien Anglais Michael Faraday (1791-1867).

Ohm [ O ]
L'ohm est l'unité SI de la résistance électrique. C'est la résistance entre 2 points d'un fil conducteur lorsqu'une différence de potentiel de 1 volt , appliquée entre ces deux points produit dans ce conducteur un courrant de 1 ampère, ledit conducteur n'étant le siège d'aucune force électromotrice. Son symbole, est la lettre grecque capitale 'Omega '. du physicien Allemand Ohm Georg Simon (1789-1854).

Volt [ V ]
Volt est l'unité SI du potentiel électrique. Un volt est la différence de potentiel qui existe entre deux points d'un fil conducteur électrique parcouru par un courant constant de 1 ampère lorsque la puissance.

Watt [ W ]
Le watt est l'unité SI de puissance. Le watt (W): 1/s ou 1 VA (Voir énergie mécanique).de l'écossais James Watt(1736-1819.


Unités de mesures calorifiques du thermicien


Quantité de chaleur [joule]
Voir détail à unité à : mécanique/travail et énergie /joule
L'ancienne unité de chaleur du système des techniciens,la kilocalorie était la quantité d'énergie permettant d'élever de 1°C (de 14.5 à 15.5 °C) 1 kg d'eau dans des conditions normales de pression.

Puissance thermique ou flux de chaleur [Watt]
P = Q / t
P = Puissance, Q = Quantité, t = temps Voir détail à unité : mécanique puissance-Watt.

Densité ou flux de chaleur [W/m²]
Φ = P / S = Q / S.t
C'est la quantité de chaleur échangée par unité de temps et par unité de surface d'échange,S s'exprime en W/m².

Coefficient d'échange [W/m².°C.] (K, h)
K = Q / T . S. Δt
Le coefficient d'échange ou de transmission globale à travers une paroi c'est la quantité de chaleur échangée par unité de temps à travers l'unité de surface sous l'action d'un écart de température de 1°C. K ou h s'exprime en W/m².°C (h est plus précisément le coefficient d'échange superficiel entre une ambiance et la surface de la paroi que limite cette ambiance)

Résistance thermique
1 / K = 1 / h = R
C'est l'inverse du coefficient d'échange.

Coefficient de conductivité [W/m.°C.]
λ = Q / tS . Δt / e
C'est la quantité de chaleur échangée par unité de temps,par unité de surface,au travers d'une paroi d'épaisseur égale à l'unité de longueur et sous l'action d'un écart de température de 1°C. ? s'exprime en W/m.°C
Chaleur volumique [j/m3.°C]
Cv = Q / V.Δt
C'est la quantité de chaleur nécessaire pour élever de 1°C l'unité de volume d'un corps sans changer son état physique.
CV s'exprime en joule/m3.°C

Chaleur massique [j/kg.°C]
Cm = Q / M.Δt
C'est la quantité de chaleur nécessaire pour élever d'un degré l'unité de masse d'un corps sans changer son état physique. Cm s'exprime en joule/kg.°C

Chaleur, entropie, massive [j/kg/k]
Chaleur massive d'un corps homogène de masse de 1 kg dans lequel l'apport d'une quantité de chaleur de 1 joule produit une élévation de température thermodynamique de 1 Kelvin.

Capacité thermique, entropie [j/k]
Augmentation de l'entropie d'un système recevant une quantité de chaleur de 1 joule à la température thermodynamique constante de la Kelvin, pourvu qu'aucun changement irréversible n'ait lieu dans le système.

Conductivité thermique [w/m.k]
Conductivités thermiques d'un corps homogène isotrope dans lequel une différence de température de 1 Kelvin produit entre deux plans parallèles, ayant une aire de 1 m² et distantes de 1 mètre, un flux thermique de 1 Watt.


Températures


Températures: a[Celcius] b[Fahrenheit] c[Kelvin] d[Rankine] e[Réaumur]

a) Celcius [°C]
Le ° Celcius (dit centésimale avant 1948) : attribué au Suédois Anders Celcius (1701- 1744)
Utilisé légalement en France et dans les pays ayant adopté le système métrique.
1°C = 1 K ou 1.8 °F , le zéro absolu = 273.15 °C

b) Fahrenheit [°F]
Inventé par le prussien Fahrenheit (1686-1736): utilisé légalement aux nos États-Unis, en grande Bretagne et dans les pays anglo-saxons.
1 °F = 0.56 K ou 0.56 °C, le zéro absolu = 459.67 °F

c) Kelvin [K]
Inventé par l'anglais Lord Kelvin (1824-1907): Le Kelvin et la fraction 1/273.16 de la température thermodynamique du point triple" de l'eau.
1 K = 1°C ou 1.8°F, le zéro absolu = 0 Kelvin.
Nota ("): le point triple appartient en même temps aux trois courbes de transformation ce quisolide-liquide, liquide-gaz, et solide-gaz.

d) Rankine [R]
Inventé par l'écossais Rankine (1820-1872) le zéro absolu = 0° Rankine

e) Réaumur [Ré]
Inventé par le français Réaumur (1683-1757) : n'est plus utilisé de nos jours.

Tableau des correspondances des températures.

Kelvin 1 123 173 223 273 323 333
Fahrenheit -460 -238 -149 -58 32 122 212
Celcius -273 -150 -100 -50 0 50 100


Conversion des températures


Tableau de conversion

°Celcius °Fahrenheit °Kelin (t° Abs)
°C 1 -1.8 °C + 32 °C + 273
°F 5/9 - (°F -32) 1 5/9 - (°F + 460)
°K °K - 273 1.8 °K - 460 1


Les préfixes du SI


Le SI permet aux tailles des unités d'être rendues plus grandes ou plus petites par l'utilisation des préfixes appropriés.
Par exemple, l'unité électrique d'un watt n'est pas une grande unité même en termes d'utilisation normale courante, ainsi elle est généralement employée en termes de 1000 watts à la fois.
Le préfixe pour 1000 est kilo ainsi nous employons le kilowatts [kW] pour unité de la mesure.
Pour des fabricants de l'électricité, ou de plus grands usagers tels que l'industrie, elle est courante au mégawatts [mW d'utilisation] ou même au gigawatts [gW ].

La gamme complète des préfixes avec leurs [des symboles ou des abréviations] et leurs facteurs se multipliants qui sont également donnés sous d'autres formes est:

Les préfixes du SI





L'alphabet grec


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