CTIBA METROLOGIE

les unités de bases

les unités de base en métrologie scientifique

"Le SI est un système évolutif qui reflète les meilleures pratiques en matière de mesure du moment

Extrait de la brochure sur le SI, Comité Consultatif des Unités du CIPM, 9ème édition, 2019.

Les unités de base du SI

Le Système international d’unités (SI) est l’ensemble des unités de mesure constitué des 7 unités de base associées aux 7 grandeurs de base. Il se complète par des unités dérivées et des préfixes.

Les sept grandeurs de base sont : longueur, masse, temps, intensité d'un courant électrique, température thermodynamique, quantité de matière et intensité lumineuse. Les unités de base sont le socle sur lequel sont construites toutes les unités utilisées pour exprimer quantitativement les grandeurs mesurées. Les étalons et références de mesure sont des matérialisations de la grandeur mesurée.

Leurs définitions, à ce jour, sont les suivantes :

Le mètre


Symbole
 : m

Grandeur : longueur

Définition :  Le mètre, unité de longueur du SI, est défini en prenant la valeur numérique fixée de la vitesse de la lumière dans le vide, c, à 299 792 458 lorsqu’elle est exprimée en m·s–1, la seconde étant définie en fonction de ΔνCs.

 

 

Des unités dérivées du mètre

Grandeur Unité Expression en unités de base
aire, superficie mètre carré m2
volume mètre cube m3
angle plan radian (rad) m⋅m-1
angle solide stéradian (sr)  m2⋅m-2
dose absorbée  gray (Gy) m2⋅s-2

 

Le kilogramme


Symbole
 : kg

Grandeur : masse

Définition :  Le kilogramme, unité de masse du SI, est défini en prenant la valeur numérique fixée de la constante de Planck, h, égale à 6,626 070 15 × 10–34 lorsqu’elle est exprimée en J·s, unité égale à kg·m2·s–1, le mètre et la seconde étant définis en fonction de et de ΔνCs.

 

 

Des unités dérivées du kilogramme

Grandeur Unité Expression en unités de base
force newton (N) mkgs-2
pression pascal (Pa) m-1kgs-2
différence de potentiel électrique volt (V) m2kg.s-3A-1
énergie joule (J) m2kgs-2
puissance, flux énergétique watt (W) m2kgs-3 

 

La seconde


Symbole
 : s

Grandeur : temps

Définition :  La seconde, unité de temps du SI, est définie en prenant la valeur numérique de la fréquence du césium, ΔνCs, la fréquence de transition hyperfine de l’état fondamental de césium 133 non perturbé, égale à 9 192 631 770 lorsqu’elle est exprimée avec l’unité Hz, qui est équivalente à s–1.

 

 

Des unités dérivées de la seconde

Grandeur Unité Expression en unités de base
fréquence hertz (Hz) s-1
activité d’un radionucléide becquerel (Bq) s-1
équivalent de dose sievert (Sv) m2s-2 
dose absorbée gray (Gy) m2⋅s-2

 

L'ampère


Symbole
 : A

Grandeur : intensité de courant électrique

Définition :  L'ampère, unité de courant électrique du SI, est défini en prenant la valeur numérique fixée de la charge élémentaire, e, égale à 1,602 176 634 × 10–19 lorsqu’elle est exprimée en C, unité égale à A·s, la seconde étant définie en fonction de ΔνCs.

 

Des unités dérivées de l'ampère

Grandeur Unité Expression en unités de base
charge électrique coulomb (C) sA
différence de potentiel électrique volt (V) m2kgs−3A−1
résistance électrique ohm (?) m2kgs−3A−2
capacité électrique farad (F) m−2kg−1s4A2
inductance henry (H) m2kgs−2A−2
induction magnétique tesla (T) kgs−2A−1

 

Le kelvin


Symbole
 : K

Grandeur : température

Définition :  Le kelvin, unité de température thermodynamique du SI, est défini en prenant la valeur numérique fixée de la constante de Boltzmann, k, égale à 1,380 649 × 10–23 lorsqu’elle est exprimée en J·K–1, unité égale à kg·m2·s–2·K–1, le kilogramme, le mètre et la seconde étant définis en fonction de het ΔνCs.

 

 

Des unités dérivées du kelvin

Grandeur     Unité Expression en unités de base

température Celsius

t/°C
 degré Celsius (°C)

K

T/K – 273,15
conductivité thermique watt par mètre kelvin mkgs-3K-1
résistance thermique surfacique mètre carré kelvin par watt kg-1s3K
capacité thermique  joule par kelvin  m2kgs-2K-1 

 

La candela


Symbole
: cd

Grandeur : intensité lumineuse

Définition :  La candela, unité du SI d’intensité lumineuse dans une direction donnée, est définie en prenant la valeur numérique fixée de l’efficacité lumineuse d’un rayonnement monochromatique de fréquence 540 × 1012 Hz, Kcd, égale à 683 lorsqu’elle est exprimée en lm·W–1, unité égale à cd·sr·W-1, ou kg-1·m-2·s3·cd·sr, le kilogramme, le mètre et la seconde définis en fonction de het ΔνCs.

 

 

Des unités dérivées de la candela

Grandeur     Unité Expression en unités de base

flux lumineux

lumen (lm)

cd.sr = m2m-2cd

éclairement lumineux lux (lx) lmm-2 = m-2cd 

 

La mole


Symbole
 : mol

Grandeur : quantité de matière

Définition :  La mole est l’unité de quantité de matière du SI. Une mole contient exactement 6,022 140 76 × 1023 entités élémentaires. Ce nombre, appelé « nombre d’Avogadro », correspond à la valeur numérique fixée de la constante d’Avogadro NA lorsqu’elle est exprimée en mol-1.

 

Des unités dérivées de la mole

Grandeur     Unité Expression en unités de base

concentration

mole par mètre cube

molm-3

activité catalytique   katal (kat)  mols-1

Les multiples et sous-multiples des unités SI

Facteur Nom Symbole Facteur Nom Symbole
101 deca da 10-1 deci d
102 hecto h 10-2 centi c
103 kilo k 10-3 milli m
106 mega M 10-6 micro µ
109 giga G 10-9 nano n
1012 tera T 10-12 pico p
1015 peta P 10-15 femto f
1018 exa E 10-18 atto a
1021 zetta Z 10-21 zepto z
1024 yotta Y 10-24 yocto y