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Bureau international
Des poids et mesures
Le Système international d’unités
(SI)
9e édition 2019
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https://doi.org/10.59161/AUEZ1291
V4.01
juin 2026
Note concernant les droits d’auteur
La Brochure sur le SI est distribuée selon les termes et conditions de la licence Creative
Commons Attribution 4.0 International (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/),
qui permet l’utilisation sans restriction, la distribution et la reproduction sur quelque support
que soit, sous réserve de mentionner dûment l’auteur ou les auteurs originaux ainsi que la
source de l’œuvre, d’intégrer un lien vers la licence Creative Commons et d’indiquer si des
modifications ont été effectuées.
Édité par le BIPM,
Pavillon de Breteuil,
F-92312 Sèvres Cedex
France
ISBN 978-92-822-2272-0
Le BIPM et la Convention du Mètre • 5
Le BIPM
et la Convention du Mètre
Le Bureau international des poids et mesures (BIPM) a été créé par la Convention du Mètre
signée à Paris le 20 mai 1875 par dix-sept États, lors de la dernière séance de la Conférence
diplomatique du Mètre. Cette Convention a été modifiée en 1921.
Le Bureau international a son siège près de Paris, dans le domaine (43 520 m2) du Pavillon
de Breteuil (Parc de Saint-Cloud) mis à sa disposition par le Gouvernement français ;
son entretien est assuré à frais communs par les États Membres de la Convention du Mètre.
Le Bureau international a pour mission d’assurer l’unification mondiale des mesures ;
les objectifs du BIPM sont les suivants :
• représenter la communauté métrologique internationale afin d’en maximiser la
reconnaissance et l’impact,
• être un centre de collaboration scientifique et technique entre les États Membres,
leur permettant de développer des aptitudes pour les comparaisons internationales de
mesure, sur le principe des frais partagés,
• coordonner le système mondial de mesure, en garantissant la comparabilité et la
reconnaissance au niveau international des résultats de mesures.
Le Bureau international fonctionne sous la surveillance exclusive du Comité international
des poids et mesures (CIPM), placé lui-même sous l’autorité de la Conférence générale des
poids et mesures (CGPM) à laquelle il présente son rapport sur les travaux accomplis par le
Bureau international.
La Conférence générale rassemble des délégués de tous les États Membres et se réunit
généralement tous les quatre ans dans le but :
• de discuter et de provoquer les mesures nécessaires pour assurer la propagation et le
perfectionnement du Système international d’unités (SI), forme moderne du Système
métrique ;
• de sanctionner les résultats des nouvelles déterminations métrologiques fondamentales
et d’adopter diverses résolutions scientifiques de portée internationale ;
• d’adopter toutes les décisions importantes concernant la dotation, l’organisation et le
développement du Bureau international.
Le Comité international comprend dix-huit membres appartenant à des États différents ;
il se réunit actuellement tous les ans. Le bureau de ce Comité adresse aux Gouvernements
des États Membres un rapport annuel sur la situation administrative et financière du Bureau
international. La principale mission du Comité international est d’assurer l’unification
mondiale des unités de mesure, en agissant directement ou en soumettant des propositions à
la Conférence générale.
6 • Le BIPM et la Convention du Mètre
Limitées à l’origine aux mesures de longueur et de masse et aux études métrologiques en
relation avec ces grandeurs, les activités du Bureau international ont été étendues aux
étalons de mesure électriques (1927), photométriques et radiométriques (1937),
des rayonnements ionisants (1960), aux échelles de temps (1988) et à la chimie (2000).
Dans ce but, un agrandissement des premiers laboratoires construits en 1876-1878 a eu lieu
en 1929 ; de nouveaux bâtiments ont été construits en 1963-1964 pour les laboratoires de la
section des rayonnements ionisants, en 1984 pour le travail sur les lasers, en 1988 pour la
bibliothèque et des bureaux, et en 2001 a été inauguré un bâtiment pour l’atelier,
des bureaux et des salles de réunion.
Environ quarante-cinq physiciens et techniciens travaillent dans les laboratoires du Bureau
international. Ils y font principalement des recherches métrologiques, des comparaisons
internationales des réalisations des unités et des vérifications d’étalons. Ces travaux font
l’objet d’un rapport annuel du directeur.
Devant l’extension des tâches confiées au Bureau international en 1927, le Comité
international a institué, sous le nom de Comités consultatifs, des organes destinés à le
renseigner sur les questions qu’il soumet, pour avis, à leur examen. Ces Comités
consultatifs, qui peuvent créer des groupes de travail temporaires ou permanents pour
l’étude de sujets particuliers, sont chargés de coordonner les travaux internationaux
effectués dans leurs domaines respectifs et de proposer au Comité international des
recommandations concernant les unités.
Les Comités consultatifs ont un règlement commun (Document CIPM-D-01, Rules of
procedure for the Consultative Committees (CCs) created by the CIPM, CC working
groups and CC workshops). Ils tiennent leurs sessions à des intervalles irréguliers.
Le président de chaque Comité consultatif est désigné par le Comité international ;
il est généralement membre du Comité international. Les Comités consultatifs ont pour
membres des laboratoires de métrologie et des instituts spécialisés, dont la liste est établie
par le Comité international, qui envoient des délégués de leur choix. Ils comprennent aussi
des membres nominativement désignés par le Comité international, et un représentant du
Bureau international (Document CIPM-D-01, Rules of procedure for the Consultative
Committees (CCs) created by the CIPM, CC working groups and CC workshops).
Ces Comités sont actuellement au nombre de dix :
1. Le Comité consultatif d’électricité et magnétisme (CCEM), nouveau nom donné en
1997 au Comité consultatif d’électricité (CCE) créé en 1927 ;
2. Le Comité consultatif de photométrie et radiométrie (CCPR), nouveau nom donné en
1971 au Comité consultatif de photométrie (CCP) créé en 1933 (de 1930 à 1933 le
CCE s’est occupé des questions de photométrie) ;
3. Le Comité consultatif de thermométrie (CCT), créé en 1937 ;
4. Le Comité consultatif des longueurs (CCL), nouveau nom donné en 1997 au Comité
consultatif pour la définition du mètre (CCDM) créé en 1952 ;
5. Le Comité consultatif du temps et des fréquences (CCTF), nouveau nom donné en
1997 au Comité consultatif pour la définition de la seconde (CCDS) créé en 1956 ;
Le BIPM et la Convention du Mètre • 7
6. Le Comité consultatif des rayonnements ionisants (CCRI), nouveau nom donné en
1997 au Comité consultatif pour les étalons de mesure des rayonnements ionisants
(CCEMRI) créé en 1958. En 1969, ce Comité consultatif a institué quatre sections :
Section I (Rayons x et γ, électrons), Section II (Mesure des radionucléides), Section III
(Mesures neutroniques), Section IV (Étalons d’énergie α) ; cette dernière section a été
dissoute en 1975, son domaine d’activité étant confié à la Section II) ;
7. Le Comité consultatif des unités (CCU), créé en 1964 (ce Comité consultatif a
remplacé la « Commission du système d’unités » instituée par le Comité international
en 1954) ;
8. Le Comité consultatif pour la masse et les grandeurs apparentées (CCM), créé en
1980 ;
9. Le Comité consultatif pour la quantité de matière : métrologie en chimie et biologie
(CCQM), créé en 1993 ;
10. Le Comité consultatif de l’acoustique, des ultrasons et des vibrations (CCAUV),
créé en 1999.
Les travaux de la Conférence générale et du Comité international sont publiés par les soins
du Bureau international dans les collections suivantes :
• Comptes rendus des séances de la Conférence générale des poids et mesures ;
• Procès-verbaux des séances du Comité international des poids et mesures.
Le Comité international a décidé en 2003 que les rapports des sessions des Comités
consultatifs ne seraient plus imprimés, mais placés sur le site internet du BIPM, dans leur
langue originale.
Le Bureau international publie aussi des monographies sur des sujets métrologiques
particuliers et, sous le titre Le Système international d’unités (SI), une brochure remise à
jour périodiquement qui rassemble toutes les décisions et recommandations concernant les
unités.
La collection des Travaux et mémoires du Bureau international des poids et mesures
(22 tomes publiés de 1881 à 1966) a été arrêtée par décision du Comité international,
de même que le Recueil de travaux du Bureau international des poids et mesures
(11 volumes publiés de 1966 à 1988).
Les travaux du Bureau international font l’objet de publications dans des journaux
scientifiques.
Depuis 1965 la revue internationale Metrologia, éditée sous les auspices du Comité
international des poids et mesures, publie des articles sur la métrologie scientifique,
l’amélioration des méthodes de mesure, les travaux sur les étalons et sur les unités,
ainsi que des rapports concernant les activités, les décisions et les recommandations des
organes de la Convention du Mètre.
8 • Table des matières
Le Système international d’unités Table des matières
Préface à la 9e édition 10
1 Introduction 13
1.1 Le SI défini en fonction de constantes de la physique 13
1.2 Fondement de l’utilisation de constantes afin de définir le SI 13
1.3 Mise en œuvre du SI 14
2 Le Système international d’unités 15
2.1 Définition de l’unité d’une grandeur 15
2.2 Définition du SI 15
2.2.1 Nature des sept constantes définissant le SI 16
2.3 Définitions des unités du SI 17
2.3.1 Unités de base 18
2.3.2 Réalisation pratique des unités du SI 23
2.3.3 Dimension des grandeurs 24
2.3.4 Unités dérivées 25
2.3.5 Unités des grandeurs décrivant des effets biologiques et 29
physiologiques
2.3.6 Les unités SI dans le cadre de la théorie de la relativité générale 30
3 Multiples et sous-multiples décimaux des unités SI 31
4 Unités en dehors du SI 33
5 Règles d’écriture des noms et symboles d’unités et expression 35
des valeurs des grandeurs
5.1 Utilisation des symboles et noms des unités 35
5.2 Symboles des unités 35
5.3 Noms des unités 36
5.4 Règles et conventions stylistiques servant à exprimer 36
les valeurs des grandeurs
5.4.1 Valeur et valeur numérique d’une grandeur ; utilisation 36
du calcul formel
5.4.2 Symboles des grandeurs et unités 37
5.4.3 Écriture de la valeur d’une grandeur 38
5.4.4 Écriture des nombres et séparateur décimal 38
5.4.5 Expression de l’incertitude de mesure associée à la valeur 39
d’une grandeur
5.4.6 Multiplication ou division des symboles des grandeurs, des valeurs 39
des grandeurs et des nombres
5.4.7 Grandeurs d’unité « un » 39
Table des matières • 9
Annexe 1. Décisions de la CGPM et du CIPM 41
Annexe 2. Réalisation pratique des principales unités 95
Annexe 3. Unités pour la mesure des grandeurs 96
photochimiques et photobiologiques
Annexe 4. Notes historiques sur l’évolution du 97
Système international d’unités et de ses unités de base
Partie 1. L’évolution historique de la réalisation des unités du SI 97
Partie 2. L’évolution historique du Système international 99
Partie 3. Perspective historiques sur les unités de base du SI 102
Liste des sigles 106
10 • Préface
Préface
à la 9e édition
Depuis son établissement en 1960 par une résolution adoptée par la Conférence générale
des poids et mesures (CGPM) à sa 11e réunion, le Système international d’unités (SI) est
utilisé dans le monde entier comme le système préféré d’unités et comme le langage
fondamental de la science, de la technologie, de l’industrie et du commerce.
Cette Brochure sur le SI est publiée par le Bureau international des poids et mesures
(BIPM) afin d’expliquer et de promouvoir le SI. Elle regroupe les résolutions de la CGPM
et les décisions du Comité international des poids et mesures (CIPM) les plus importantes
concernant le système métrique depuis la première réunion de la CGPM en 1889.
Le SI a toujours été un système pratique et dynamique qui a évolué afin d’exploiter les
avancées scientifiques et technologiques les plus récentes. En particulier, les formidables
progrès réalisés ces 50 dernières années en physique atomique et en métrologie quantique
ont permis de réviser les définitions de la seconde et du mètre et d’ajuster la représentation
pratique des unités électriques afin de tirer parti des phénomènes atomiques et quantiques
pour atteindre, lors de la réalisation de ces unités, des niveaux d’exactitude qui ne sont
limités que par nos aptitudes techniques et non par les définitions elles-mêmes. Ces progrès
scientifiques, ainsi que l’évolution des technologies de mesure, ont conduit à apporter des
changements au SI qui ont tous été décrits dans les précédentes éditions de cette brochure.
La 9e édition de la Brochure sur le SI a été préparée à la suite de l’adoption par la CGPM à
sa 26e réunion d’un ensemble de changements profonds. La CGPM a adopté une nouvelle
manière de formuler les définitions des unités en général, et celles des sept unités de base
en particulier, en fixant la valeur numérique de sept constantes définissant le SI. Parmi ces
constantes figurent des constantes fondamentales de la nature, telles que la constante de
Planck et la vitesse de la lumière : ainsi, les définitions prennent pour fondement,
et représentent, notre compréhension actuelle des lois de la physique. Pour la première fois,
nous disposons d’un ensemble complet de définitions dont aucune ne fait référence à des
étalons physiques, des propriétés matérielles ou des descriptions de mesure.
Les changements apportés au SI permettent de réaliser l’ensemble des unités à un niveau
d’exactitude qui n’est finalement limité que par la structure quantique de la nature et nos
aptitudes techniques mais non par les définitions elles-mêmes. Toute équation valide de la
physique établissant un lien entre des constantes définissant le SI et une unité peut être
utilisée pour réaliser l’unité en question, ce qui ouvre la voie à de nouvelles possibilités
d’innovation, l’unité étant réalisable en tout lieu à un niveau d’exactitude croissant à
mesure que les technologies progressent. Ainsi, cette révision du SI constitue une avancée
historique fondamentale.
La révision du SI a été adoptée par la CGPM en novembre 2018 et les nouvelles définitions
prendront effet à compter du 20 mai 2019, date anniversaire de la signature de la
Convention du Mètre, célébrée par la Journée mondiale de la métrologie. Les changements
auront certes de profondes répercussions mais une attention particulière a été portée au fait
de garantir la cohérence de ces définitions avec celles en vigueur au moment de la mise en
œuvre de la révision du SI.
Préface • 11
Nous attirons l’attention sur le fait que depuis son établissement en 1960, le Système
international d’unités a, sous sa forme abrégée, toujours été désigné comme « le SI ».
Ce principe a été maintenu dans les huit précédentes éditions de la brochure et a été
réaffirmé dans la Résolution 1 adoptée par la CGPM à sa 26e réunion, qui a par ailleurs
confirmé que le titre de cette brochure était simplement « Le Système international
d’unités ». Cette cohérence des références au SI reflète les efforts de la CGPM et du CIPM
afin d’assurer la continuité des valeurs des mesures exprimées en unités du SI lors de
chaque changement effectué.
Le texte de la brochure a pour objectif de fournir une description complète du SI et d’en
donner le contexte historique. En outre, la brochure compte quatre annexes :
L’annexe 1 reproduit, par ordre chronologique, toutes les décisions (Résolutions,
Recommandations, déclarations) promulguées depuis 1889 par la CGPM et le
CIPM sur les unités de mesure et le Système international d’unités.
L’annexe 2 est uniquement disponible en version électronique (www.bipm.org).
Elle concerne la réalisation pratique des sept unités de base et d’autres unités
importantes pour chaque domaine métrologique. Cette annexe sera mise à jour
régulièrement afin de refléter les progrès des techniques expérimentales utilisées
pour réaliser les unités.
L’annexe 3 est uniquement disponible en version électronique (www.bipm.org).
Elle décrit les unités permettant de mesurer les grandeurs photochimiques et
photobiologiques.
L’annexe 4 rend compte de l’évolution historique du SI.
Nous tenons, pour conclure, à remercier les membres du Comité consultatif des unités
(CCU) du CIPM qui ont eu pour responsabilité de préparer cette brochure. Le CCU et le
CIPM ont tous deux approuvé le texte final.
mars 2019
B. Inglis J. Ullrich M.J.T. Milton
Président du CIPM Président du CCU Directeur du BIPM
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OD SUpVHQWDWLRQ GH OD %URFKXUH DLQVL OH SUpVLGHQW HW OH VHFUpWDLUH H[pFXWLI GX &&8
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O¶LQWHUSUpWDWLRQ
Introduction • 13
1 Introduction
1.1 Le SI défini en fonction de constantes de la physique
La Brochure sur le SI présente les informations nécessaires à la définition et à l’utilisation
du Système international d’unités, qui est universellement connu sous l’abréviation SI et
dont la Conférence générale des poids et mesures (CGPM) a la responsabilité. Le SI a été
formellement défini et établi en 1960 par la CGPM à sa 11e réunion ; il a ensuite été révisé
à plusieurs reprises afin de répondre aux exigences des utilisateurs et aux avancées de la
science et de la technologie. La révision la plus récente, et probablement la plus importante
depuis la création du SI, a été approuvée par la CGPM à sa 26e réunion (2018) : elle est
décrite dans cette 9e édition de la Brochure sur le SI. La Convention du Mètre et ses
organes, à savoir la CGPM, le Comité international des poids et mesures (CIPM) et le
Bureau international des poids et mesures (BIPM), ainsi que les Comités consultatifs,
sont décrits dans le texte « Le BIPM et la Convention du Mètre » (page 5).
Le SI est un système d’unités cohérent qui est utilisé dans tous les aspects de la vie, que ce
soit le commerce international, la production industrielle, la santé et la sécurité,
la protection de l’environnement, ou les sciences fondamentales qui sont à la base de tous
ces domaines. Le système de grandeurs qui sous-tend le SI et les équations définissant les
relations entre ces grandeurs reposent sur la description actuelle de la nature et sont connus
de tous les scientifiques, techniciens et ingénieurs.
Les définitions des unités du SI sont établies à partir d’un ensemble de sept constantes de la
physique. À partir des valeurs fixées de ces sept constantes, exprimées en unités SI, il est
possible de déduire toutes les unités du système. Ces sept constantes sont ainsi l’élément le
plus essentiel de la définition de tout le système d’unités. Le choix spécifique de ces
sept constantes a été considéré le meilleur possible, en tenant compte de la précédente
définition du SI – qui était fondée sur sept unités de base – et des progrès de la science.
Diverses méthodes expérimentales, décrites par les Comités consultatifs du CIPM, peuvent
être utilisées afin de réaliser les unités : ces descriptions sont également appelées des
« mises en pratique ». Ces réalisations sont susceptibles d’être révisées lorsque de nouvelles
expériences seront mises au point, c’est pourquoi la présente brochure ne contient pas de
recommandations en la matière : de telles informations sont disponibles sur le site internet
du BIPM.
1.2 Fondement de l’utilisation de constantes afin de définir le SI
Depuis l’établissement du SI, les unités du SI ont été présentées en fonction d’un ensemble
d’unités de base – au nombre de sept depuis quelques décennies. Toutes les autres unités,
appelées unités dérivées, sont formées à partir de produits de puissances des unités de base.
Différents types de définitions ont été utilisés pour les unités de base : des propriétés
particulières de certains artéfacts comme la masse du prototype international du
kilogramme pour l’unité « kilogramme » ; un état physique particulier tel que le point triple
de l’eau pour l’unité « kelvin » ; des principes expérimentaux nécessitant des conditions
idéalisées comme dans le cas des unités « ampère » et « candela » ; ou des constantes de la
nature telles que la vitesse de la lumière pour la définition de l’unité « mètre ».
14 • Introduction
Pour avoir une utilité pratique, ces unités doivent non seulement être définies mais elles
doivent également être réalisées concrètement pour pouvoir être disséminées. Dans le cas
d’un artéfact, la définition et la réalisation sont équivalentes. Ce choix a été privilégié par
d’anciennes civilisations avancées. Bien que cette méthode soit simple et claire,
les artéfacts présentent un risque de perte, d’endommagement ou de variation de leurs
caractéristiques. Les autres types de définitions d’une unité sont devenus de plus en plus
abstraits ou idéalisés. D’un point de vue conceptuel, les réalisations sont alors dissociées
des définitions, de sorte que les unités puissent, par principe, être réalisées de façon
indépendante en tout lieu et à tout moment. En outre, de meilleures réalisations pourront
être développées grâce aux progrès des sciences et des technologies, sans qu’il ne soit
nécessaire pour autant de redéfinir l’unité concernée. Comme le démontre l’histoire de la
définition du mètre, fondée d’abord sur des artéfacts puis sur une transition atomique de
référence et, enfin, sur la fixation d’une valeur numérique de la vitesse de la lumière,
ces avantages ont conduit à prendre la décision de définir toutes les unités à l’aide de
constantes choisies.
Le choix des unités de base n’a jamais été imposé ; ce choix s’est affirmé dans le temps et il
est désormais bien connu des utilisateurs du SI. La description du SI en fonction d’unités de
base et d’unités dérivées est conservée dans la présente brochure mais a été reformulée du
fait de l’adoption des constantes définissant le SI.
1.3 Mise en œuvre du SI
Les définitions des unités du SI, telles qu’adoptées par la CGPM, représentent le niveau de
référence le plus élevé en matière de traçabilité de mesure au SI.
Les laboratoires de métrologie à travers le monde mettent au point des réalisations pratiques
des définitions afin de permettre la traçabilité de leurs mesures au SI. Les Comités consultatifs
déterminent le cadre permettant d’établir l’équivalence des réalisations afin d’harmoniser la
traçabilité au niveau mondial.
Les organismes de normalisation peuvent donner des informations supplémentaires sur les
grandeurs et unités, ainsi que sur leurs règles d’application, lorsque cela est requis par les
parties intéressées. Lorsque des unités du SI sont mentionnées dans des normes, ces dernières
doivent faire référence aux définitions adoptées par la CGPM. De telles informations sont
notamment incluses dans les normes internationales élaborées par l’Organisation
internationale de normalisation (ISO) et la Commission électrotechnique internationale (IEC),
telles que les normes de la série ISO/IEC 80000.
Les États fixent par voie législative les règles concernant l’utilisation des unités sur le plan
national, soit pour l’usage général, soit pour certains domaines particuliers comme le
commerce, la santé, la sécurité publique ou l’enseignement. Dans la plupart des pays,
la législation est fondée sur l’emploi du SI. L’Organisation internationale de métrologie
légale (OIML) est en charge de l’harmonisation mondiale des spécifications techniques de
ces législations.
Le Système international d’unités • 15
2 Le Système international d’unités
2.1 Définition de l’unité d’une grandeur
La valeur d’une grandeur est généralement exprimée sous la forme du produit d’un nombre par
une unité. L’unité est un exemple particulier de la grandeur concernée, utilisée comme
référence. Le nombre est le rapport entre la valeur de la grandeur en question et l’unité.
Par exemple, la vitesse de la lumière dans le vide est une constante de la nature, notée c, dont la
valeur en unités SI est donnée par la relation c = 299 792 458 m/s où la valeur numérique est
299 792 458 et l’unité m/s.
Pour une grandeur particulière, différentes unités peuvent être utilisées. Par exemple, la valeur
de la vitesse v d’une particule peut être exprimée sous la forme v = 25 m/s ou v = 90 km/h,
les unités « mètre par seconde » et « kilomètre par heure » étant des unités alternatives pour
exprimer la même valeur de la grandeur « vitesse ».
Avant d’exprimer un résultat de mesure, il est essentiel que la grandeur considérée soit décrite
de façon appropriée. Cela peut être simple, comme dans le cas de la longueur d’une tige en acier
particulière, mais peut devenir plus compliqué lorsque qu’un plus haut niveau d’exactitude est
requis et lorsque des paramètres supplémentaires, tels que la température, doivent être indiqués.
Pour exprimer le résultat de mesure d’une grandeur spécifique, la valeur estimée du
mesurande (la grandeur à mesurer) et l’incertitude associée à la valeur de cette grandeur
sont requises : elles sont exprimées dans la même unité.
2.2 Définition du SI
Comme pour toute grandeur, la valeur d’une constante fondamentale peut être exprimée
sous la forme du produit d’un nombre par une unité.
Les définitions présentées ci-dessous précisent la valeur numérique exacte de chaque
constante lorsque sa valeur est exprimée dans l’unité du SI correspondante. En fixant la valeur
numérique exacte, l’unité devient définie car le produit de la valeur numérique par l’unité
doit être égal à la valeur de la constante qui, par hypothèse, est invariante.
Les sept constantes définissant le SI ont été choisies de sorte que toute unité du SI puisse
être exprimée à partir de l’une de ces sept constantes ou à partir de produits ou rapports de
ces constantes.
Le Système international d’unités, le SI, est le système d’unités selon lequel :
• la fréquence de la transition hyperfine de l’état fondamental de l’atome de
césium 133 non perturbé, ∆νCs, est égale à 9 192 631 770 Hz,
• la vitesse de la lumière dans le vide, c, est égale à 299 792 458 m/s,
• la constante de Planck, h, est égale à 6,626 070 15 × 10−34 J s,
• la charge élémentaire, e, est égale à 1,602 176 634 × 10−19 C,
• la constante de Boltzmann, k, est égale à 1,380 649 × 10−23 J/K,
• la constante d’Avogadro, NA, est égale à 6,022 140 76 × 1023 mol−1,
• l’efficacité lumineuse d’un rayonnement monochromatique de fréquence
540 × 1012 Hz, Kcd, est égale à 683 lm/W,
16 • Le Système international d’unités
où les unités hertz, joule, coulomb, lumen et watt, qui ont respectivement pour symbole Hz,
J, C, lm et W, sont reliées aux unités seconde, mètre, kilogramme, ampère, kelvin, mole et
candela, qui ont respectivement pour symbole s, m, kg, A, K, mol et cd, selon les relations
Hz = s–1, J = kg m2 s–2, C = A s, lm = cd sr, et W = kg m2 s–3.
La valeur numérique de chacune des sept constantes définissant le SI n’a pas d’incertitude.
Tableau 1. Les sept constantes définissant le SI et les sept unités qu’elles
définissent
___________________________________________________________________________
Constante Symbole Valeur numérique Unité
___________________________________________________________________________
fréquence de la transition ∆νCs 9 192 631 770 Hz
hyperfine du césium
vitesse de la lumière c 299 792 458 m s−1
dans le vide
constante de Planck h 6,626 070 15 × 10−34 Js
charge élémentaire e 1,602 176 634 × 10 −19
C
constante de Boltzmann k 1,380 649 × 10 −23
J K−1
constante d’Avogadro NA 6,022 140 76 × 10 23
mol−1
efficacité lumineuse Kcd 683 lm W−1
___________________________________________________________________________
Il a toujours été essentiel de préserver, autant que possible, la continuité du Système
international d’unités lorsque des modifications ont été apportées au SI. Les valeurs
numériques des sept constantes ont été choisies en cohérence avec les précédentes définitions
dans la mesure où les avancées de la science et des connaissances le permettaient.
2.2.1 Nature des sept constantes définissant le SI
La nature des sept constantes définissant le SI varie de constantes fondamentales de la
nature jusqu’à des constantes techniques.
L’utilisation d’une constante pour définir une unité dissocie la définition de la réalisation,
ce qui ouvre la voie au développement de réalisations pratiques totalement différentes ou
améliorées en fonction des progrès technologiques, sans qu’il soit nécessaire de modifier la
définition de l’unité.
Une constante technique telle que Kcd, efficacité lumineuse d’un rayonnement
monochromatique de fréquence 540 × 1012 Hz, fait référence à une application
spécifique. En principe, cette constante technique peut être choisie librement, notamment
pour inclure des facteurs physiologiques conventionnels ou d’autres facteurs de
pondération. En revanche, cela n’est pas possible en général lorsqu’on utilise une
constante fondamentale de la nature car elle est reliée par des équations de la physique à
d’autres constantes.
Les sept constantes définissant le SI ont été choisies afin de former un ensemble qui constitue
une référence fondamentale, stable et universelle, dont les réalisations pratiques permettent
d’obtenir les incertitudes les plus faibles possible. Les conventions choisies et spécifications
techniques retenues tiennent également compte des développements historiques.
Le Système international d’unités • 17
La constante de Planck, h, et la vitesse de la lumière dans le vide, c, sont appelées à juste
titre constantes fondamentales : elles régissent, respectivement, des effets quantiques et des
propriétés générales de l’espace-temps et affectent de la même façon particules et champs
sur toutes les échelles et dans tous les environnements.
La charge élémentaire, e, correspond à une constante de couplage de la force
électromagnétique via la constante de structure fine α = e2/(2cε0h) où ε0 est la permittivité
diélectrique du vide (également connue sous le nom de constante électrique). Certaines
théories prédisent une variation de α avec le temps. Les limites expérimentales de la
variation maximale possible de α sont néanmoins si faibles qu’un effet sur des mesures
pratiques à venir peut être exclu.
La constante de Boltzmann, k, est une constante de proportionnalité entre les grandeurs
« température » (avec pour unité le kelvin) et « énergie » (avec pour unité le joule), dont la
valeur numérique est obtenue à partir de spécificités historiques concernant l’échelle de
température. La température d’un système varie avec son énergie thermique mais cela n’est
pas forcément le cas concernant l’énergie interne du système. En physique statistique,
la constante de Boltzmann relie l’entropie, S, au nombre Ω d’états quantiques accessibles,
S = k ln Ω.
La fréquence du césium, ∆νCs, fréquence de la transition hyperfine de l’état fondamental de
l’atome de césium 133 non perturbé, a le caractère d’un paramètre atomique qui peut être
affecté par l’environnement – par des champs électromagnétiques par exemple. Toutefois,
la transition sous-jacente est parfaitement connue et stable ; elle constitue, d’un point de
vue pratique, un bon choix de transition de référence. Le choix d’un paramètre atomique
comme ∆νCs ne dissocie pas la définition de la réalisation comme dans le cas de h, c, e ou k,
mais précise la référence retenue.
La constante d’Avogadro, NA, est une constante de proportionnalité entre la grandeur
« quantité de matière » (dont l’unité est la mole) et la grandeur « nombre d’entités
élémentaires » (dont l’unité est le nombre « un », symbole 1). Elle a ainsi le caractère d’une
constante de proportionnalité similaire à la constante de Boltzmann, k.
L’efficacité lumineuse d’un rayonnement monochromatique de fréquence 540 × 1012 Hz,
Kcd, est une constante technique qui établit une relation numérique exacte entre les
caractéristiques purement physiques du flux énergétique stimulant l’œil humain à une
fréquence de 540 × 1012 hertz (W) et la réponse photobiologique provoquée par le flux
lumineux reçu par un observateur moyen (lm).
2.3 Définitions des unités du SI
Avant l’adoption de la révision du SI en 2018, le SI était défini à partir de sept unités de
base, les unités dérivées étant formées à partir de produits de puissances des unités de base.
En définissant le SI en fixant la valeur numérique de sept constantes spécifiques,
cette distinction n’est en principe pas nécessaire car les définitions de toutes les unités,
qu’elles soient de base ou dérivées, peuvent être directement établies à partir des
sept constantes. Toutefois, les concepts d’unités de base et d’unités dérivées sont conservés
car ils sont pratiques et historiquement bien établis ; par ailleurs, la série de normes
ISO/IEC 80000 précise les grandeurs de base et les grandeurs dérivées qui doivent
nécessairement correspondre aux unités de base du SI et aux unités dérivées, définies dans
la présente brochure.
18 • Le Système international d’unités
2.3.1 Unités de base
Les unités de base du SI sont rassemblées dans le tableau 2.
Tableau 2. Unités SI de base
_____________________________________________________________________________
Grandeur de base Unité de base
_____________________________________________________________________________
Nom Symbole caractéristique Nom Symbole
_____________________________________________________________________________
temps t seconde s
longueur l, x, r, etc. mètre m
masse m kilogramme kg
courant électrique I, i ampère A
température thermodynamique T kelvin K
quantité de matière n mole mol
intensité lumineuse Iv candela cd
_____________________________________________________________________________
La définition du SI fondée sur les valeurs numériques fixées des sept constantes choisies permet
de déduire la définition de chacune des sept unités de base du SI à l’aide d’une ou plusieurs de
ces constantes, selon les cas. Les définitions qui en découlent sont indiquées ci-après.
La seconde
La seconde, symbole s, est l’unité de temps du SI. Elle est définie en prenant la valeur
numérique fixée de la fréquence du césium, ∆νCs, la fréquence de la transition
hyperfine de l’état fondamental de l’atome de césium 133 non perturbé, égale à
9 192 631 770 lorsqu’elle est exprimée en Hz, unité égale à s−1.
Cette définition implique la relation exacte ∆νCs = 9 192 631 770 Hz. En inversant cette
relation, la seconde est exprimée en fonction de la constante ∆νCs :
∆𝑣𝑣Cs 9 192 631 770
1 Hz = ou 1s= .
9 192 631 770 ∆𝑣𝑣Cs
Il résulte de cette définition que la seconde est égale à la durée de 9 192 631 770 périodes
de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l’état
fondamental de l’atome de césium 133 non perturbé.
Il est fait référence à un atome non perturbé afin d’indiquer clairement que la définition de
la seconde du SI se fonde sur un atome de césium isolé qui n’est pas perturbé par un champ
externe quel qu’il soit, tel que la radiation d’un corps noir à température ambiante.
La seconde ainsi définie est l’unité de temps propre, au sens de la théorie générale de la
relativité. Pour établir une échelle de temps coordonné, les signaux de différentes horloges
primaires dans le monde sont combinés, puis des corrections sont appliquées pour tenir
compte du décalage relativiste de fréquence entre les étalons à césium (voir section 2.3.6).
Le CIPM a adopté différentes représentations secondaires de la seconde fondées sur un
nombre choisi de raies spectrales d’atomes, ions ou molécules. Les fréquences non
perturbées de ces raies peuvent être déterminées avec une incertitude relative qui n’est pas
Le Système international d’unités • 19
inférieure à celle de la réalisation de la seconde fondée sur la transition hyperfine de
l’atome de 133Cs mais certaines peuvent être reproduites avec une meilleure stabilité.
Le mètre
Le mètre, symbole m, est l’unité de longueur du SI. Il est défini en prenant la valeur
numérique fixée de la vitesse de la lumière dans le vide, c, égale à 299 792 458
lorsqu’elle est exprimée en m s−1, la seconde étant définie en fonction de ∆νCs.
Cette définition implique la relation exacte c = 299 792 458 m s−1. En inversant cette
relation, le mètre est exprimé en fonction des constantes c et ∆νCs :
𝑐𝑐 9 192 631 770 𝑐𝑐 𝑐𝑐
1m=� � s= ≈ 30,663 319 .
299 792 458 299 792 458 ∆𝑣𝑣Cs ∆𝑣𝑣Cs
Il résulte de cette définition que le mètre est la longueur du trajet parcouru dans le vide par
la lumière pendant une durée de 1/299 792 458 de seconde.
Le kilogramme
Le kilogramme, symbole kg, est l’unité de masse du SI. Il 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 c et ∆νCs.
Cette définition implique la relation exacte h = 6,626 070 15 × 10−34 kg m2 s−1. En inversant
cette relation, le kilogramme est exprimé en fonction des trois constantes h, ∆νCs et c :
ℎ
1 kg = � � m−2 s
6,626 070 15 × 10−34
relation identique à
(299 792 458)2 ℎ ∆𝑣𝑣Cs ℎ ∆𝑣𝑣Cs
1 kg = ≈ 1,475 5214 × 1040 .
(6,626 070 15 × 10 )(9 192 631 770) 𝑐𝑐
−34 2 𝑐𝑐 2
Cette définition permet de définir l’unité kg m2 s−1 (l’unité des grandeurs physiques
« action » et « moment cinétique »). Ainsi associée aux définitions de la seconde et du
mètre, l’unité de masse est exprimée en fonction de la constante de Planck h.
La précédente définition du kilogramme fixait la valeur de la masse du prototype
international du kilogramme K, m(K), à exactement un kilogramme ; la valeur de la
constante de Planck h devait donc être déterminée de façon expérimentale. L’actuelle
définition du kilogrammme fixe la valeur numérique de h de façon exacte et la masse du
prototype doit désormais être déterminée de façon expérimentale.
Le nombre choisi pour fixer la valeur numérique de la constante de Planck est tel qu’au
moment de l’adoption de cette définition de l’unité de masse, le kilogramme était égal à la
masse du prototype international m(K) = 1 kg avec une incertitude-type relative égale à
1 × 10−8, soit l’incertitude-type de la combinaison des meilleures estimations de la valeur de
la constante de Planck à ce moment-là.
Il est à noter que cette définition de l’unité de masse permet d’établir, en principe,
des réalisations primaires à tout point de l’échelle de masse.
20 • Le Système international d’unités
L’ampère
L’ampère, symbole A, est l’unité de courant électrique du SI. Il 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
∆νCs.
Cette définition implique la relation exacte e = 1,602 176 634 × 10−19 A s. En inversant
cette relation, l’ampère est exprimé en fonction des constantes e et ∆νCs :
𝑒𝑒
1A=� � s −1
1,602 176 634 × 10−19
relation identique à
1
1A= ∆𝑣𝑣 𝑒𝑒 ≈ 6,789 6868 × 108 ∆𝑣𝑣Cs 𝑒𝑒 .
(9 192 631 770)(1,602 176 634 × 10−19 ) Cs
Il résulte de cette définition qu’un ampère est le courant électrique correspondant au flux de
1/(1,602 176 634 × 10−19) charges élémentaires par seconde.
La précédente définition de l’ampère, fondée sur la force produite entre deux conducteurs
traversés par du courant, fixait la valeur de la perméabilité magnétique du vide μ0 (également
connue sous le nom de constante magnétique) à exactement 4π × 10−7 H m−1 = 4π × 10−7 N A−2,
H et N représentant les unités dérivées cohérentes « henry » et « newton », respectivement.
La nouvelle définition de l’ampère fixe la valeur numérique de e et non plus celle de μ0.
Par conséquent, μ0 doit désormais être déterminée de façon expérimentale.
Ainsi, comme la permittivité diélectrique du vide ε0 (également connue sous le nom de
constante électrique), l’impédance du vide caractéristique Z0 et l’admittance du vide Y0 sont
égales à 1/μ0c2, μ0c et 1/μ0c respectivement, les valeurs de ε0, Z0, et Y0 doivent désormais
être déterminées de façon expérimentale et ont la même incertitude-type relative que μ0
puisque la valeur de c est connue avec exactitude. Le produit ε0μ0 = 1/c2 et le quotient
Z0/μ0 = c restent exacts. Au moment de l’adoption de l’actuelle définition de l’ampère,
µ0 était égale à 4π × 10−7 H/m avec une incertitude-type relative de 2,3 × 10−10.
Le kelvin
Le kelvin, symbole K, est l’unité de température thermodynamique du SI. Il 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 h, c et ∆νCs.
Cette définition implique la relation exacte k = 1,380 649 × 10−23 kg m2 s−2 K−1.
En inversant cette relation, le kelvin est exprimé en fonction des constantes k, h et ∆νCs :
1,380 649 × 10−23
1K=� � kg m2 s −2
𝑘𝑘
relation identique à
1,380 649 × 10−23 ∆𝑣𝑣Cs ℎ ∆𝑣𝑣Cs ℎ
1K= ≈ 2,266 6653 .
(6,626 070 15 × 10−34 ) (9 192 631 770) 𝑘𝑘 𝑘𝑘
Le Système international d’unités • 21
Il résulte de cette définition qu’un kelvin est égal au changement de la température
thermodynamique résultant d’un changement de l’énergie thermique kT de
1,380 649 × 10−23 J.
La précédente définition du kelvin établissait la température du point triple de l’eau TTPW
comme étant exactement égale à 273,16 K. Étant donné que l’actuelle définition du kelvin
fixe la valeur numérique de k et non plus celle de TTPW, cette dernière doit désormais être
déterminée de façon expérimentale. Au moment de l’adoption de l’actuelle définition du
kelvin, TTPW était égale à 273,16 K avec une incertitude-type relative de 3,7 × 10−7
déterminée à partir des mesures de k réalisées avant la redéfinition.
En raison de la manière dont les échelles de température étaient habituellement définies,
il est resté d’usage courant d’exprimer la température thermodynamique, symbole T,
en fonction de sa différence par rapport à la température de référence T0 = 273,15 K
proche du point de congélation de l’eau. Cette différence de température est appelée
température Celsius, symbole t ; elle est définie par l’équation aux grandeurs :
t = T − T0 .
L’unité de température Celsius est le degré Celsius, symbole °C, qui par définition est égal
en amplitude à l’unité « kelvin ». Une différence ou un intervalle de température peut
s’exprimer aussi bien en kelvins qu’en degrés Celsius, la valeur numérique de la différence
de température étant la même dans les deux cas. La valeur numérique de la température
Celsius exprimée en degrés Celsius est liée à la valeur numérique de la température
thermodynamique exprimée en kelvins par la relation :
t/°C = T/K − 273,15
(voir section 5.4.1 pour une explication de la notation utilisée ici).
Le kelvin et le degré Celsius sont aussi les unités de l’Échelle internationale de température
de 1990 (EIT-90) adoptée par le CIPM en 1989 dans sa Recommandation 5 (CI-1989, PV,
57, 26). Il est à noter que l’EIT-90 définit les deux grandeurs T90 et t90 qui sont de très
bonnes approximations des températures thermodynamiques correspondantes T et t.
Il est également à noter que l’actuelle définition de l’unité de température
thermodynamique permet d’établir, en principe, des réalisations primaires du kelvin à tout
point de l’échelle de température.
La mole
La mole, symbole mol, 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.
La quantité de matière, symbole n, d’un système est une représentation du nombre
d’entités élémentaires spécifiées. Une entité élémentaire peut être un atome,
une molécule, un ion, un électron, ou toute autre particule ou groupement spécifié de
particules.
Cette définition implique la relation exacte NA = 6,022 140 76 × 1023 mol−1. En inversant
cette relation, on obtient l’expression exacte de la mole en fonction de la constante NA :
6,022 140 76 × 1023
1 mol = � �.
𝑁𝑁A
22 • Le Système international d’unités
Il résulte de cette définition que la mole est la quantité de matière d’un système qui contient
6,022 140 76 × 1023 entités élémentaires spécifiées.
La précédente définition de la mole fixait la valeur de la masse molaire du carbone 12,
M(12C), comme étant exactement égale à 0,012 kg/mol. Selon l’actuelle définition de la
mole, M(12C) n’est plus connue avec exactitude et doit être déterminée de façon
expérimentale. La valeur choisie pour NA est telle qu’au moment de l’adoption de la
présente définition de la mole, M(12C) était égale à 0,012 kg/mol avec une incertitude-type
relative de 4,5 × 10−10.
La masse molaire d’un atome ou d’une molécule X peut toujours être obtenue à partir de sa
masse atomique relative à l’aide de l’équation :
M(X) = Ar(X) [M(12C)/12] = Ar(X) Mu
et la masse molaire d’un atome ou d’une molécule X est également reliée à la masse d’une
entité élémentaire m(X) par la relation :
M(X) = NA m(X) = NA Ar(X) mu.
Dans ces équations, Mu est la constante de masse molaire, égale à M(12C)/12, et mu est la
constante de masse atomique unifiée, égale à m(12C)/12. Elles sont liées à la constante
d’Avogadro par la relation :
Mu = NA mu.
Dans le terme « quantité de matière », le mot « matière » sera généralement remplacé par
d’autres mots précisant la matière en question pour chaque application particulière ;
on pourrait par exemple parler de « quantité de chlorure d’hydrogène » ou de « quantité de
benzène ». Il est important de définir précisément l’entité élémentaire en question (comme
le souligne la définition de la mole), de préférence en précisant la formule chimique
moléculaire du matériau concerné. Bien que le mot « quantité » ait une définition plus
générale dans le dictionnaire, cette abréviation du nom complet « quantité de matière » est
parfois utilisée par souci de concision. Ceci s’applique aussi aux grandeurs dérivées telles
que la concentration de quantité de matière, qui peut simplement être appelée
« concentration de quantité ». Dans le domaine de la chimie clinique, le nom
« concentration de quantité de matière » est généralement abrégé en « concentration de
matière ».
La candela
La candela, symbole cd, est l’unité du SI d’intensité lumineuse dans une direction
donnée. Elle 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 cd sr kg−1 m−2 s3,
le kilogramme, le mètre et la seconde étant définis en fonction de h, c et ∆νCs.
Cette définition implique la relation exacte Kcd = 683 cd sr kg−1 m−2 s3 pour le rayonnement
monochromatique de fréquence ν = 540 × 1012 Hz. En inversant cette relation, la candela
est exprimée en fonction des constantes Kcd, h et ∆νCs :
𝐾𝐾cd
1 cd = � � kg m2 s−3 sr−1
683
Le Système international d’unités • 23
relation identique à
.
1
1 cd = (∆𝑣𝑣Cs )2 ℎ 𝐾𝐾cd
(6,626 070 15 × 10−34 ) (9 192 631 770)2 683
≈ 2,614 8305 × 1010 (∆𝑣𝑣Cs )2 ℎ 𝐾𝐾cd .
Il résulte de cette définition que la candela est l’intensité lumineuse, dans une direction
donnée, d’une source qui émet un rayonnement monochromatique de fréquence
540 × 1012 Hz et dont l’intensité énergétique dans cette direction est (1/683) W sr-1.
La définition du stéradian est donnée au bas du tableau 4.
2.3.2 Réalisation pratique des unités du SI
Les méthodes expérimentales de haut niveau utilisées pour réaliser les unités à l’aide
d’équations de la physique sont appelées « méthodes primaires ». Une méthode primaire a
pour caractéristique essentielle de permettre de mesurer une grandeur dans une unité
particulière en utilisant seulement des mesures de grandeurs qui n’impliquent pas l’unité en
question. Dans la présente formulation du SI, le fondement des définitions est différent de
celui utilisé précédemment, c’est pourquoi de nouvelles méthodes peuvent être utilisées
pour la réalisation pratique des unités du SI.
Chaque définition qui indique une condition ou un état physique spécifique impose une
limite fondamentale à l’exactitude de la réalisation. Un utilisateur est désormais libre de
choisir toute équation de la physique appropriée qui relie les constantes définissant le SI à
la grandeur à mesurer. Cette approche pour définir les unités de mesure les plus courantes
est beaucoup plus générale car elle n’est pas limitée par l’état actuel de la science ou des
technologies : en fonction des progrès à venir, d’autres manières de réaliser les unités à un
niveau d’exactitude plus élevé pourront être développées. Avec un tel système d’unités,
il n’existe en principe aucune limite concernant l’exactitude avec laquelle une unité peut
être réalisée. L’exception reste la seconde pour laquelle la transition micro-onde du césium
doit être conservée, pour le moment, comme base de la définition.
Une description plus détaillée de la réalisation des unités du SI figure à l’Annexe 2.
24 • Le Système international d’unités
2.3.3 Dimension des grandeurs
Les grandeurs physiques peuvent être organisées selon un système de dimensions qui a été
décidé par convention. Chacune des sept grandeurs de base du SI est considérée avoir sa
propre dimension. Les symboles utilisés pour les grandeurs de base et ceux utilisés pour
indiquer leur dimension sont présentés dans le tableau 3.
Tableau 3. Grandeurs de base et dimensions utilisées avec le SI
_____________________________________________________________________________
Grandeur de base Symbole caractéristique Symbole
de la grandeur de la dimension
_____________________________________________________________________________
temps t T
longueur l, x, r, etc. L
masse m M
courant électrique I, i I
température thermodynamique T Θ
quantité de matière n N
intensité lumineuse Iv J
_____________________________________________________________________________
Toutes les autres grandeurs, à l’exception de celles qui sont un nombre d’entités, sont des
grandeurs dérivées qui peuvent être exprimées en fonction des grandeurs de base à l’aide des
équations de la physique. Les dimensions des grandeurs dérivées sont écrites sous la forme
de produits de puissances des dimensions des grandeurs de base au moyen des équations qui
relient les grandeurs dérivées aux grandeurs de base. En général, la dimension d’une
grandeur Q s’écrit sous la forme d’un produit dimensionnel,
dim Q = Tα LβM γ Iδ Θε Nζ Jη
où les exposants α, β, γ, δ, ε, ζ et η, qui sont en général de petits nombres entiers positifs,
négatifs ou nuls, sont appelés exposants dimensionnels.
Certaines grandeurs Q sont définies par une équation aux grandeurs telle que tous les
exposants dimensionnels de l’équation de la dimension de Q sont égaux à zéro. C’est vrai,
en particulier, pour une grandeur définie comme le rapport entre deux grandeurs de même
espèce. Par exemple, l’indice de réfraction d’un milieu est le rapport de deux vitesses et la
permittivité relative est le rapport entre la permittivité d’un milieu diélectrique et celle du
vide. De telles grandeurs sont simplement des nombres. L’unité associée est l’unité « un »,
symbole 1, bien que l’unité « un » soit rarement explicitement écrite (voir section 5.4.7).
Il existe également des grandeurs qui ne peuvent pas être décrites au moyen des
sept grandeurs de base du SI mais qui sont un nombre d’entités. C’est, par exemple, un
nombre d’entités cellulaires ou biomoléculaires ou la dégénérescence en mécanique
quantique. Ces grandeurs sont également des grandeurs d’unité « un ».
L’unité « un » est nécessairement l’élément neutre de tout système d’unités : elle est
automatiquement présente. Il n’y a pas lieu d’introduire l’unité « un » dans le SI par une
décision spécifique. Il est possible d’établir la traçabilité formelle au SI par des procédures
adéquates et validées.
Le Système international d’unités • 25
Pour des raison historiques et de convention, les angles plans et solides sont considérés dans
le SI comme des grandeurs d’unité « un » (voir section 2.3.4). Au besoin, les symboles rad
et sr sont écrits explicitement de façon à souligner que la grandeur considérée, pour les
radians ou stéradians, est – ou implique – respectivement l’angle plan ou l’angle solide.
L’usage des stéradians souligne par exemple la distinction entre les unités de flux et
d’intensité en radiométrie et photométrie. Il est à noter qu’en mathématiques et dans certains
domaines des sciences, les symboles rad et sr ne sont pas utilisés.
Il est particulièrement important de disposer d’une description claire de toute grandeur
d’unité « un » (voir section 5.4.7), qui peut s’exprimer comme un rapport de grandeurs de
même nature (rapports de longueur, fractions molaires, etc.) ou comme un nombre d’entités
(nombre de photons, désintégrations, etc.).
2.3.4 Unités dérivées
Les unités dérivées sont définies comme des produits de puissances des unités de base.
Lorsque le facteur numérique de ce produit est un, les unités dérivées sont appelées unités
dérivées cohérentes. Les unités de base et les unités dérivées cohérentes du SI forment un
ensemble cohérent désigné sous le nom d’ensemble cohérent des unités SI. Le terme
« cohérent » signifie que les équations reliant les valeurs numériques des grandeurs prennent
exactement la même forme que les équations reliant les grandeurs proprement dites.
Certaines unités dérivées cohérentes du SI ont reçu un nom spécial. Le tableau 4 établit la
liste des 22 unités ayant un nom spécial. Les sept unités de base (voir tableau 2) et les
unités dérivées cohérentes constituent la partie centrale de l’ensemble des unités du SI :
toutes les autres unités du SI sont des combinaisons de certaines de ces 29 unités.
Il est important de noter que n’importe laquelle des 7 unités de base et des 22 unités ayant
un nom spécial peut être formée directement à partir des sept constantes définissant le SI.
En effet, les unités de ces sept constantes incluent à la fois des unités de base et des unités
dérivées.
La CGPM a adopté une série de préfixes servant à former des multiples et sous-multiples
décimaux des unités SI cohérentes (voir chapitre 3). Ces préfixes sont pratiques pour
exprimer les valeurs de grandeurs beaucoup plus grandes ou beaucoup plus petites que
l’unité cohérente. Cependant, quand un préfixe est utilisé avec une unité du SI, l’unité
dérivée obtenue n’est plus cohérente car le préfixe introduit un facteur numérique différent
de un. Des préfixes peuvent être utilisés avec l’ensemble des 7 unités de base et des
22 unités ayant un nom spécial, à l’exception de l’unité de base « kilogramme », comme
expliqué en détail au chapitre 3.
26 • Le Système international d’unités
Tableau 4. Les 22 unités SI ayant un nom spécial et un symbole particulier
_________________________________________________________________________________
Grandeur dérivée Nom spécial Symbole Expression Expression
de l’unité de l’unité de l’unité
en unités de base (a) en d’autres unités SI
_________________________________________________________________________________
angle plan radian (b) rad (b) 1
angle solide stéradian (c) sr (c) 1
fréquence hertz (d) Hz s−1
force newton N kg m s−2
pression, contrainte pascal Pa kg m−1 s−2 N/m2
énergie, travail, joule J kg m2 s−2 Nm
quantité de chaleur
puissance, flux énergétique watt W kg m2 s−3 J/s
charge électrique coulomb C As
différence volt V kg m2 s−3 A−1 W/A
de potentiel électrique (e)
capacité électrique farad F kg−1 m−2 s4 A2 C/V
résistance électrique ohm Ω kg m2 s−3 A−2 V/A
conductance électrique siemens S kg−1 m−2 s3 A2 A/V
flux d’induction magnétique weber Wb kg m2 s−2 A−1 Vs
induction magnétique tesla T kg s−2 A−1 Wb/m2
inductance henry H kg m2 s−2 A−2 Wb/A
température Celsius degré Celsius (f) °C K
flux lumineux lumen lm cd sr (g) cd sr
éclairement lumineux lux lx cd sr m−2 lm/m2
activité d’un becquerel Bq s−1
radionucléide (d, h)
dose absorbée, kerma gray Gy m2 s−2 J/kg
équivalent de dose sievert (i) Sv m2 s−2 J/kg
activité catalytique katal kat mol s−1
(a) L’ordre des symboles des unités de base dans le tableau 4 est différent de celui utilisé dans la
8e édition de la Brochure sur le SI par suite à la décision prise par le CCU à sa 21e réunion (2013) de
revenir à l’ordre originel défini dans la Résolution 12 adoptée par la CGPM à sa 11e réunion (1960),
selon laquelle le newton est noté : kg m s−2, le joule : kg m2 s−2 et J s : kg m2 s−1. L’objectif est de
refléter les principes physiques sous-jacents aux équations correspondantes des grandeurs bien que,
pour certaines unités dérivées plus complexes, cela puisse s’avérer impossible.
(b) Le radian est l’unité cohérente d’angle plan. Un radian est un angle compris entre deux rayons d’un
cercle qui, sur la circonférence du cercle, interceptent un arc de longueur égale à celle du rayon.
Cela suggère que rad = m/m mais cette représentation n’est pas intrinsèque et pourrait porter à confusion
car l’angle n’est pas une grandeur de même nature que d’autres rapports de longueurs. Une autre
définition possible serait que l’angle droit est égal à π/2 rad. Le radian est aussi l’unité cohérente d’angle
de phase. Pour les phénomènes périodiques, l’angle de phase augmente de 2π rad à chaque période.
(c) Le stéradian est l’unité cohérente d’angle solide. Un stéradian est un angle solide d’un cône qui,
ayant son sommet au centre d’une sphère, découpe sur la surface de cette sphère une aire égale à
celle d’un carré ayant pour côté une longueur égale au rayon de la sphère. Cela suggère que
sr = m2/m2 mais cette représentation n’est pas intrinsèque et pourrait porter à confusion car l’angle
Le Système international d’unités • 27
solide n’est pas une grandeur de même nature que d’autres rapports de surfaces. Une autre définition
possible serait qu’une sphère entière sous-tend, depuis son centre, un angle solide de 4π sr.
(d) Le hertz ne doit être utilisé que pour les phénomènes périodiques et le becquerel que pour les
processus aléatoires liés à la mesure de l’activité d’un radionucléide.
(e) La différence de potentiel électrique est également appelée « tension » ou « tension électrique »
dans certains pays.
(f) Le degré Celsius est utilisé pour exprimer des températures Celsius. La valeur numérique d’une
différence de température ou d’un intervalle de température est identique quand elle est exprimée en
degrés Celsius ou en kelvins.
(g) En photométrie, on maintient généralement le nom et le symbole du stéradian, sr, dans l’expression
des unités.
(h) L’activité d’un radionucléide est parfois appelée de manière incorrecte radioactivité.
(i) Voir la Recommandation 2 du CIPM sur l’utilisation du sievert (PV, 2002, 70, 102).
________________________________________________________________________________
Les 7 unités de base et les 22 unités ayant un nom spécial et un symbole particulier peuvent
être combinées pour exprimer des unités d’autres grandeurs dérivées. Étant donné le
nombre illimité de grandeurs, il n’est pas possible de fournir une liste complète des
grandeurs et unités dérivées. Le tableau 5 présente un certain nombre d’exemples de
grandeurs dérivées, avec les unités dérivées cohérentes correspondantes exprimées en
unités de base. En outre, le tableau 6 présente des exemples d’unités dérivées cohérentes
dont les noms et symboles comprennent également des unités dérivées. L’ensemble des
unités SI comprend l’ensemble des unités cohérentes et les multiples et sous-multiples
formés à l’aide de préfixes SI.
Tableau 5. Exemples d’unités dérivées cohérentes du SI exprimées à partir
des unités de base
______________________________________________________________________________________
Grandeur dérivée Symbole caractéristique Unité dérivée
de la grandeur exprimée en unités de base
______________________________________________________________________________________
superficie A m2
volume V m3
vitesse v m s−1
accélération a m s−2
nombre d’ondes σ m−1
masse volumique ρ kg m−3
masse surfacique ρA kg m−2
volume massique v m3 kg−1
densité de courant j A m−2
champ magnétique H A m−1
concentration de quantité de matière c mol m−3
concentration massique ρ, γ kg m−3
luminance lumineuse Lv cd m−2
______________________________________________________________________________________
28 • Le Système international d’unités
Tableau 6. Exemples d’unités dérivées cohérentes du SI dont le nom et le
symbole comprennent des unités dérivées cohérentes du SI ayant
un nom spécial et un symbole particulier
Grandeur dérivée Nom de l’unité Symbole Unité dérivée
dérivée cohérente exprimée en unités de base
viscosité dynamique pascal seconde Pa s kg m−1 s−1
moment d’une force, couple newton mètre Nm kg m2 s−2
tension superficielle newton par mètre N m−1 kg s−2
vitesse angulaire, radian par seconde rad s−1
fréquence angulaire
accélération angulaire radian par seconde carrée rad s−2
flux thermique surfacique, watt par mètre carré W m−2 kg s−3
éclairement énergétique
capacité thermique, entropie joule par kelvin J K−1 kg m2 s−2 K−1
capacité thermique massique, joule par kilogramme kelvin J kg−1 K−1 m2 s−2 K−1
entropie massique
énergie massique joule par kilogramme J kg−1 m2 s−2
conductivité thermique watt par mètre kelvin W m−1 K−1 kg m s−3 K−1
énergie volumique joule par mètre cube J m−3 kg m−1 s−2
champ électrique volt par mètre V m−1 kg m s−3 A−1
charge électrique volumique coulomb par mètre cube C m−3 A s m−3
charge électrique surfacique coulomb par mètre carré C m−2 A s m−2
induction électrique, coulomb par mètre carré C m−2 A s m−2
déplacement électrique
permittivité farad par mètre F m−1 kg−1 m−3 s4 A2
perméabilité henry par mètre H m−1 kg m s−2 A−2
énergie molaire joule par mole J mol−1 kg m2 s−2 mol−1
entropie molaire, joule par mole kelvin J mol−1 K−1 kg m2 s−2 mol−1 K−1
capacité thermique molaire
exposition (rayons x et γ) coulomb par kilogramme C kg−1 A s kg−1
débit de dose absorbée gray par seconde Gy s−1 m2 s−3
intensité énergétique watt par stéradian W sr−1 kg m2 s−3 sr−1 (a)
luminance énergétique watt par mètre carré stéradian W m−2 sr−1 kg s−3 sr−1
concentration de l’activité katal par mètre cube kat m−3 mol s−1 m−3
catalytique
(a) En radiométrie, on maintient généralement le nom et le symbole du stéradian, sr, dans l’expression des unités.
Il est important de souligner que chaque grandeur physique n’a qu’une seule unité SI
cohérente, même si cette unité peut être exprimée sous différentes formes au moyen de
noms spéciaux ou de symboles particuliers.
Toutefois, l’inverse n’est pas vrai car, de façon générale, la même unité SI peut être
employée pour exprimer différentes grandeurs. Par exemple, le joule par kelvin est le nom
de l’unité SI pour la grandeur « capacité thermique » et pour la grandeur « entropie ».
De même, l’ampère est le nom de l’unité SI pour la grandeur de base « courant électrique »
et pour la grandeur dérivée « force magnétomotrice ». Il est important de remarquer qu’il ne
suffit pas d’indiquer le nom de l’unité pour spécifier la grandeur mesurée. Cette règle
Le Système international d’unités • 29
s’applique non seulement aux textes scientifiques et techniques mais aussi, par exemple,
aux appareils de mesure (en effet, ces derniers doivent afficher non seulement l’unité mais
aussi la grandeur mesurée).
En pratique on exprime l’unité de certaines grandeurs en employant de préférence un nom
spécial afin de réduire le risque de confusion entre des grandeurs différentes ayant la même
dimension. Dans ce cas, on peut rappeler comment la grandeur est définie. Par exemple,
la grandeur « couple » est le produit vectoriel d’un vecteur position et d’un vecteur force : son
unité SI est le « newton mètre ». Bien que le couple ait la même dimension que l’énergie
(exprimée en unité SI « joule »), le joule n’est jamais utilisé pour exprimer un couple.
L’unité SI de fréquence est le hertz ; l’unité SI de vitesse angulaire et de fréquence
angulaire est le radian par seconde. L’unité SI d’activité est le becquerel, impliquant un
comptage par seconde. L’emploi de noms différents sert à souligner la différence de nature
des grandeurs en question. Il est particulièrement important de distinguer les fréquences des
fréquences angulaires car leurs valeurs numériques diffèrent par définition d’un facteur de
2π (voir la norme ISO 80000-3 pour plus de détails). Ignorer cela peut provoquer une erreur
de 2π. On remarque que dans certains pays les valeurs de fréquence sont exprimées par
convention à l’aide de « cycle/s » (« cps ») ou « révolution/s » (« rev/s ») au lieu de l’unité
SI « Hz », bien que « cycle », « cps », « révolution » et « rev » ne soient pas des unités du
SI. On remarque également qu’il est courant, bien que cela ne soit pas recommandé,
d’utiliser le terme « fréquence » pour des grandeurs exprimées en rad/s. De ce fait, il est
recommandé de toujours exprimer les grandeurs « fréquence », « fréquence angulaire » et
« vitesse angulaire » de façon explicite en Hz ou rad/s mais pas en s−1.
Dans le domaine des rayonnements ionisants, l’unité SI utilisée est le becquerel plutôt que la
seconde moins un, et les unités SI « gray » et « sievert » plutôt que le joule par kilogramme
pour, respectivement, la dose absorbée et l’équivalent de dose. Les noms spéciaux
« becquerel », « gray » et « sievert » ont été introduits en raison des dangers pour la santé
humaine qui pourraient résulter d’erreurs dans le cas où les unités « seconde à la puissance
moins un » et « joule par kilogramme » seraient utilisées à tort pour expliciter ces grandeurs.
L’expression de températures ou de différences de température requiert une attention
particulière. Une différence de température de 1 K équivaut à une différence de température
de 1 °C mais il faut prendre en considération la différence de 273,15 K pour exprimer une
température thermodynamique. L’unité degré Celsius n’est cohérente que lorsqu’elle est
utilisée pour exprimer des différences de température.
2.3.5 Unités des grandeurs décrivant des effets biologiques et
physiologiques
Quatre des unités du SI listées dans les tableaux 2 et 4 incluent des coefficients
physiologiques de pondération : il s’agit de la candela, du lumen, du lux et du sievert.
Le lumen et le lux sont dérivés de l’unité de base « candela ». Comme la candela,
ils donnent des informations sur la vision humaine. La candela a été adoptée comme unité
de base en 1954 afin de reconnaître l’importance de la lumière dans la vie courante.
De plus amples informations sur les unités et les conventions utilisées pour définir des
grandeurs photochimiques et photobiologiques sont données dans l’Annexe 3.
30 • Le Système international d’unités
Les rayonnements ionisants déposent de l’énergie dans la matière irradiée. Le rapport entre
l’énergie déposée et la masse est appelé « dose absorbée », D. Conformément à la décision
prise par le CIPM en 2002 la grandeur « équivalent de dose » H = Q D est le produit de la
dose absorbée D et du facteur numérique de qualité Q, qui prend en compte l’efficacité
biologique du rayonnement et qui dépend de l’énergie et du type de rayonnement.
Il existe des unités de grandeurs décrivant des effets biologiques et impliquant des facteurs
de pondération qui ne sont pas des unités SI. On peut citer deux exemples.
Le son cause des fluctuations de pression dans l’air qui s’ajoutent à la pression
atmosphérique normale et qui sont perçues par l’oreille humaine. La sensibilité de l’oreille
dépend de la fréquence sonore mais ne suit pas une relation simple, ni en fonction de
l’amplitude des variations de pression, ni en fonction de la fréquence. Par conséquent,
des grandeurs pondérées en fonction de la fréquence sont utilisées en acoustique pour
donner une approximation de la manière dont le son est perçu. Elles sont par exemple
utilisées pour des mesures concernant la protection contre les dommages auditifs. L’effet
des ondes acoustiques ultrasonores est source de préoccupations similaires dans le
diagnostic médical et dans le domaine thérapeutique.
Il existe une classe d’unités servant à quantifier l’activité biologique de certaines substances
utilisées pour le diagnostic médical et la thérapie, qui ne peuvent pas encore être définies en
fonction des unités du SI. Cette absence de définition est due au mécanisme de l’effet
biologique spécifique à ces substances qui n’est pas encore suffisamment bien compris pour
être quantifiable en fonction de paramètres physico-chimiques. Compte tenu de leur
importance pour la santé humaine et la sécurité, l’Organisation mondiale de la santé (OMS)
a pris la responsabilité de définir des unités internationales OMS pour l’activité biologique
de ces substances.
2.3.6 Les unités SI dans le cadre de la théorie de la relativité générale
La réalisation pratique d’une unité et le processus de comparaison requièrent un ensemble
d’équations dans le cadre d’une description théorique. Dans certains cas, ces équations
comprennent des effets relativistes.
Pour les étalons de fréquence, il est possible de conduire des comparaisons à distance au
moyen de signaux électromagnétiques. Pour interpréter les résultats, il est nécessaire de
faire appel à la théorie de la relativité générale puisque celle-ci prédit, entre autres,
un décalage de fréquence entre les étalons d’environ 1 × 10−16 en valeur relative par mètre
d’altitude à la surface de la Terre. Des effets de cet ordre de grandeur doivent être corrigés
lors de la comparaison des meilleurs étalons de fréquence.
Lorsque des réalisations pratiques sont comparées au niveau local, c’est-à-dire dans une
zone spécifique de l’espace-temps, les effets liés à la courbure de l’espace-temps décrits par
la théorie de la relativité générale peuvent être négligés. Si des réalisations ont les mêmes
coordonnées dans l’espace-temps (par exemple, même trajectoire et même accélération ou
même champ gravitationnel), les effets relativistes peuvent être complètement ignorés.
Multiples et sous-multiples décimaux • 31
3 Multiples et sous-multiples décimaux des unités SI
Des multiples et sous-multiples décimaux de 1030 à 10−30 peuvent être utilisés avec les
unités SI. Les noms et les symboles des préfixes adoptés pour former les noms et symboles
des multiples et sous-multiples décimaux des unités sont présentés dans le tableau 7.
Les symboles des préfixes sont écrits en caractères romains, comme les symboles d’unités,
quelle que soit la police utilisée dans le reste du texte ; ils sont attachés aux symboles
d’unités, sans espace entre le symbole du préfixe et celui de l’unité. À l’exception des
symboles da (déca), h (hecto), et k (kilo), tous les symboles des préfixes des multiples sont
en majuscules et tous les symboles des préfixes des sous-multiples sont en minuscules.
Tous les noms de préfixes sont en minuscules, sauf en début de phrase.
Tableau 7. Préfixes du SI
_____________________________________________________________________________
Facteur Nom Symbole Facteur Nom Symbole
101 déca da 10−1 déci d
10 2
hecto h 10−2 centi c
10 3
kilo k 10 −3
milli m
106 méga M 10−6 micro µ
10 9
giga G 10 −9
nano n
10 12
téra T 10 −12
pico p
1015 péta P 10−15 femto f
10 18
exa E 10 −18
atto a
1021 zetta Z 10−21 zepto z
10 24
yotta Y 10 −24
yocto y
10 27
ronna R 10 −27
ronto r
1030 quetta Q 10−30 quecto q
___________________________________________________________________________
Le groupe formé par le symbole d’un préfixe attaché au symbole d’une unité constitue un
nouveau symbole d’unité inséparable (indiquant un multiple ou sous-multiple de l’unité en
question) qui peut être élevé à une puissance positive ou négative et qui peut être combiné à
d’autres symboles d’unités pour former des symboles d’unités composés.
Exemples : pm (picomètre), mmol (millimole), GΩ (gigaohm), THz (terahertz)
2,3 cm3 = 2,3 (cm)3 = 2,3 (10−2 m)3 = 2,3 × 10−6 m3
1 cm−1 = 1 (cm)−1 = 1 (10−2 m)−1 = 102 m−1 = 100 m−1.
De même, les noms de préfixes ne sont pas séparés des noms d’unités auxquels ils sont
attachés. Par exemple, millimètre, micropascal et méganewton s’écrivent en un seul mot.
Les symboles de préfixes composés, c’est-à-dire les symboles de préfixes formés par
juxtaposition de deux ou plusieurs symboles de préfixes, sont interdits. Cette règle
s’applique aussi aux noms de préfixes composés.
32 • Multiples et sous-multiples décimaux
Les symboles de préfixes ne peuvent pas être utilisés seuls ou attachés au nombre 1,
le symbole de l’unité « un ». De même, les noms de préfixes ne peuvent pas être attachés au
nom de l’unité « un », c’est-à-dire au mot « un ».
Le kilogramme est la seule unité SI cohérente dont le nom et le symbole, pour des raisons
historiques, contiennent un préfixe. Les noms et les symboles des multiples et
sous-multiples décimaux de l’unité de masse sont formés par l’adjonction de noms de
préfixes au mot « gramme » et de symboles de ces préfixes au symbole de l’unité « g ».
Ainsi, 10−6 kg s’écrit milligramme, mg, et non microkilogramme, µkg.
Les préfixes SI représentent strictement des puissances de 10. Ils ne doivent pas être utilisés
pour exprimer des puissances de 2 (par exemple, un kilobit représente 1000 bits et non
1024 bits). Les noms et symboles recommandés pour les préfixes correspondant à des
puissances de 2 sont les suivants : kibi (Ki) pour 210, mebi (Mi) pour 220, gibi (Gi) pour 230,
tebi (Ti) pour 240, pebi (Pi) pour 250, exbi (Ei) pour 260, zebi (Zi) pour 270, yobi (Yi) pour
280, robi (Ri) pour 290, et quebi (Qi) pour 2100 (voir la norme ISO 80000-13 pour plus
de détails).
Unités en dehors du SI • 33
4 Unités en dehors du SI
Il est admis que certaines unités en dehors du SI sont très utilisées et, selon toute
vraisemblance, continueront à l’être pendant de nombreuses années. Il est donc important
de rappeler la valeur de ces unités en dehors du SI en unités SI car le SI est le système de
référence reconnu au niveau international à partir duquel toutes les autres unités sont
définies. Le tableau 8 présente une liste non exhaustive d’unités en dehors du SI,
regroupées en catégories indicatives pour en faciliter la lecture.
Tableau 8. Unités en dehors du SI
Nom Symbole
Catégorie d’unités Grandeur Valeur en unités SI
de l’unité de l’unité
Unités de temps et temps minute min 1 min = 60 s
d’angle établies de heure h 1 h = 60 min = 3600 s
longue date jour d 1 d = 24 h = 86 400 s
angle plan et degré ° 1° = (π/180) rad
de phase minute ′ 1′ = (1/60)° = (π/10 800) rad
seconde (a) ″ 1″ = (1/60)′ = (π/648 000) rad
Noms historiques superficie are (b) a 1 a = 1 dam2 = 102 m2
de multiples et hectare (b) ha 1 ha = 1 hm2 = 104 m2
sous-multiples barn (c) b 1 b = 100 fm2 = 10−28 m2
décimaux des
unités SI volume litre (d) l, L 1 l = 1 L = 1 dm3 = 10−3 m3
masse tonne (e) t 1 t = 1 Mg = 103 kg
longueur angström (f) Å 1 Å = 0,1 nm = 10−10 m
accélération gal (g) Gal 1 Gal = 1 cm/s2 = 10−2 m/s2
pression bar (h) bar 1 bar = 0,1 MPa = 105 Pa
Unités masse dalton (i) Da 1 Da =
internationalement 1,660 539 068 92(52) × 10−27 kg
reconnues qui ne
sont ni des longueur unité au 1 au = 149 597 870 700 m
multiples ni des astronomique (j)
sous-multiples mille marin (k) 1 mille marin = 1852 m
décimaux des vitesse nœud (k) 1 mille marin par heure =
unités SI (1852/3600) m/s
énergie électronvolt (l) eV 1 eV = 1,602 176 634 × 10−19 J
Unités utilisées logarithme néper (m) Np (m)
dans des disciplines d’un rapport bel (m) B (m)
techniques décibel (m) dB (m)
spécialisées
puissance var (n) var 1 var = 1 V A = 1 W
réactive
34 • Unités en dehors du SI
(a) Pour certaines applications, comme en astronomie, les petits angles sont mesurés en secondes d’arc
(symboles d’unité: as ou ″) ou en milliarcsecondes, microarcsecondes et picoarcsecondes (symboles
d’unité : mas, μas et pas, respectivement), où seconde d’arc est un synonyme de seconde d’angle plan.
(b) Le CIPM a adopté les unités are et hectare, et leurs symboles, en 1879. Elles sont utilisées pour
exprimer la superficie de terres.
(c) Le barn est utilisé en physique nucléaire pour exprimer les sections efficaces.
(d) Le litre et son symbole l (en minuscule) ont été adoptés par le CIPM en 1879 (PV, 1879, 41).
Le symbole L (en majuscule) a été adopté par la CGPM à sa 16e réunion (1979, Résolution 6 ; CR, 101
et Metrologia, 1980, 16, 56-57), comme alternative pour éviter le risque de confusion entre la lettre l et
le chiffre un, 1.
(e) La tonne et son symbole t ont été adoptés par le CIPM en 1879 (PV, 1879, 41). Dans les pays de
langue anglaise, cette unité est généralement désignée sous le nom « tonne métrique ».
(f) L’angström est utilisé pour exprimer la longueur de liaisons chimiques, la taille d’atomes et molécules,
et la longueur d’onde.
(g) Le gal est utilisé en géodésie et en géophysique pour exprimer l’accélération due à la gravité et
provient du système CGS.
(h) Le bar et son symbole ont été inclus à la Résolution 7 adoptée par la CGPM à sa 9e réunion en 1948.
(i) Le dalton (Da) et l’unité de masse atomique unifiée (u) sont d’autres noms (et symboles) pour la même
unité, égale à 1/12 de la masse de l’atome de 12C libre, au repos et dans son état fondamental. Cette valeur
du dalton est la valeur recommandée dans l’ajustement de 2022 de CODATA.
(j) L’unité astronomique a été définie lors de la XXVIIIe Assemblée générale de l’Union astronomique
internationale (Résolution B2, 2012).
(k) Le mille nautique et le nœud sont utilisés en navigation maritime et aérienne pour exprimer
respectivement la distance et la vitesse. Il n’existe pas de symbole d’unité internationalement reconnu
pour ces deux unités. La valeur du mille marin, ou mille nautique, a été fixée par la 1re Conférence
hydrographique internationale extraordinaire en 1929.
(l) L’électronvolt est l’énergie cinétique acquise par un électron après traversée d’une différence de
potentiel de 1 V dans le vide. L’électronvolt est souvent combiné aux préfixes du SI. Suite à l’adoption
de la Résolution 1 par la CGPM à sa 26e réunion en 2018, qui a fixé la valeur numérique de la charge
élémentaire, ce facteur de conversion est devenu exact.
(m) Le néper, le bel et le décibel servent à exprimer les valeurs de grandeurs logarithmiques spécifiques.
Lorsqu’on utilise ces unités, il est important de préciser la grandeur en question et toute valeur de
référence employée. Le néper (Np) exprime les valeurs de grandeurs dont les valeurs numériques sont
fondées sur le logarithme népérien (ou naturel), ln = logₑ, généralement appliqué aux rapports
d’amplitude logarithmiques. L’expression LA = n Np (où n est un nombre) signifie que n = ln(A₂/A₁).
Le symbole A désigne généralement l’amplitude d’un signal sinusoïdal, et LA est alors appelé
logarithme népérien du rapport d’amplitude. Le bel (B) et le décibel (dB), où 1 dB = (1/10) B, servent à
exprimer les valeurs de grandeurs de rapports logarithmiques dont les valeurs numériques sont fondées
sur le logarithme décimal, lg = log₁₀, généralement appliqué aux rapports de puissance logarithmiques.
L’expression LX = m dB = (m/10) B (où m est un nombre) signifie que m = 10 lg(X/X0). Si X représente
un signal quadratique moyen ou une grandeur de type puissance, LX est appelé niveau de puissance par
référence à X0.
(n) Le var est un nom spécifique pour l’unité de puissance réactive. Il est identique à l’unité SI cohérente
volt ampère.
Règles d’écriture des noms et symboles • 35
5 Règles d’écriture des noms et symboles d’unités
et expression des valeurs des grandeurs
5.1 Utilisation des symboles et noms des unités
Les principes généraux concernant l’écriture des symboles des unités et des nombres furent
d’abord proposés par la CGPM à sa 9e réunion (1948, Résolution 7). Ils furent ensuite
adoptés et mis en forme par l’ISO, l’IEC et d’autres organisations internationales. Il existe
donc un consensus général sur la manière dont doivent être exprimés les symboles et noms
d’unités, y compris les symboles et noms de préfixes, ainsi que les symboles et les valeurs
des grandeurs. Le respect de ces règles et des conventions de style, dont les plus
importantes sont présentées dans ce chapitre, aide à la lisibilité et à la clarté des résultats
numériques exprimés en unités SI.
5.2 Symboles des unités
Les symboles des unités sont obligatoires. Ils sont imprimés en caractères droits, quelle que
soit la police employée dans le texte où ils figurent. En général les symboles des unités sont
écrits en minuscules mais, si le nom de l’unité dérive d’un nom propre, la première lettre du
symbole est en majuscule.
Le symbole du litre constitue une exception à cette règle. La CGPM à sa 16e réunion (1979,
Résolution 6) a approuvé l’utilisation de la lettre L en majuscule ou l en minuscule comme
symbole du litre afin d’éviter la confusion entre le chiffre 1 (un) et la lettre l.
Si l’on utilise un préfixe de multiple ou sous-multiple, celui-ci fait partie de l’unité et
précède le symbole de l’unité, sans espace entre le symbole du préfixe et le symbole de
l’unité. Un préfixe n’est jamais utilisé seul et l’on n’utilise jamais de préfixe composé.
Les symboles d’unités sont des entités mathématiques et non des abréviations.
Par conséquent, ils ne doivent pas être suivis d’un point, sauf s’ils se trouvent placés à la fin
d’une phrase. Ils restent invariables au pluriel et il ne faut pas mélanger des symboles
d’unités avec des noms d’unités dans une même expression puisque les noms ne sont pas
des entités mathématiques.
Les règles classiques de multiplication ou de division algébriques s’appliquent pour former les
produits et quotients de symboles d’unités. La multiplication doit être indiquée par une espace
ou un point à mi-hauteur centré (⋅) pour éviter que certains préfixes soient interprétés à tort
comme un symbole d’unité. La division est indiquée par une ligne horizontale, par une barre
oblique (/) ou par des exposants négatifs : par exemple, m/s = m s−1 et mol/mol = mol mol−1.
Lorsque l’on combine plusieurs symboles d’unités, il faut prendre soin d’éviter toute ambiguïté
en utilisant par exemple des crochets, des parenthèses ou des exposants négatifs. Il ne faut pas
utiliser plus d’une barre oblique dans une expression donnée s’il n’y a pas de parenthèses pour
lever toute ambiguïté.
Il n’est pas autorisé d’utiliser des abréviations pour les symboles et noms d’unités, comme
sec (pour s ou seconde), mm car. (pour mm2 ou millimètre carré), cc (pour cm3 ou
centimètre cube), ou mps (pour m/s ou mètre par seconde). L’utilisation correcte des
symboles des unités du SI et des unités en général, dont il a été fait mention dans les
36 • Règles d’écriture des noms et symboles
chapitres précédents de cette brochure, est obligatoire. C’est ainsi que l’on évite les
ambiguïtés et les erreurs de compréhension concernant les valeurs des grandeurs.
5.3 Noms des unités
Les noms des unités sont imprimés en caractères droits et sont considérés comme des noms
ordinaires. En français et en anglais, les noms d’unités commencent par une minuscule
(même si le symbole de l’unité commence par une majuscule) sauf s’ils se trouvent placés
au début d’une phrase ou dans un titre en majuscules. Selon cette règle, l’écriture correcte
du nom de l’unité dont le symbole est °C est « degré Celsius » (l’unité degré commence par
la lettre d en minuscule et le qualificatif « Celsius » commence par la lettre C en majuscule,
parce que c’est un nom propre).
Bien que les valeurs des grandeurs soient généralement exprimées au moyen de nombres et
de symboles d’unités, si pour une raison quelconque le nom de l’unité est plus approprié
que son symbole, il convient d’écrire en toutes lettres le nom de l’unité.
Lorsque le nom de l’unité est accolé au nom d’un préfixe d’un multiple ou sous-multiple,
il n’y a pas d’espace ni de tiret entre le nom du préfixe et celui de l’unité. L’ensemble
formé du nom du préfixe et de celui de l’unité constitue un seul mot (voir aussi chapitre 3).
Lorsque le nom d’une unité dérivée est constitué par juxtaposition de noms d’unités
individuelles, il convient d’utiliser une espace ou un tiret pour séparer chaque nom d’unité.
5.4 Règles et conventions stylistiques servant à exprimer les
valeurs des grandeurs
5.4.1 Valeur et valeur numérique d’une grandeur ; utilisation du calcul
formel
Les symboles des grandeurs sont donnés à titre de recommandation. Ils sont en général
formés d’une seule lettre de l’alphabet grec ou latin imprimée en italique mais des
informations complémentaires sur la grandeur peuvent être précisées par un indice ou un
exposant ajouté au symbole ou au moyen de parenthèses. Par exemple, C est le symbole
recommandé pour la capacité thermique, cm pour la capacité thermique molaire, cm,p pour
la capacité thermique molaire à pression constante et cm,V pour la capacité thermique
molaire à volume constant.
Les noms et symboles recommandés pour les grandeurs figurent dans de nombreux
ouvrages de référence, tels que la série de normes ISO/IEC 80000 « Grandeurs et unités »,
le « livre rouge » de l’IUPAP SUNAMCO intitulé « Symbols, Units and Nomenclature in
Physics » et le « livre vert » de l’IUPAC intitulé « Quantities, Units and Symbols in
Physical Chemistry ». Toutefois, les symboles des grandeurs ne sont que recommandés
(alors qu’il est obligatoire d’utiliser les symboles corrects des unités). Dans certaines
circonstances, les auteurs peuvent préférer utiliser le symbole de leur choix pour une
grandeur donnée, par exemple pour éviter un conflit résultant de l’utilisation du même
symbole pour deux grandeurs différentes. Il faut alors préciser clairement quelle est la
signification du symbole. Le nom d’une grandeur, ou le symbole utilisé pour l’exprimer,
n’oblige en aucun cas à choisir une unité en particulier.
Règles d’écriture des noms et symboles • 37
Les symboles des unités sont traités comme des entités mathématiques. Lorsque l’on
exprime la valeur d’une grandeur comme le produit d’une valeur numérique par une unité,
la valeur numérique et l’unité peuvent être traitées selon les règles ordinaires de l’algèbre.
Une telle démarche applique les principes du calcul formel ou de l’algèbre des grandeurs.
Par exemple l’équation p = 48 kPa peut aussi s’écrire p/kPa = 48. Il est courant d’écrire le
quotient d’une grandeur et d’une unité en tête de colonne d’un tableau, afin que les entrées
du tableau soient simplement des nombres. Par exemple, un tableau exprimant la vitesse au
carré en fonction d’une pression peut prendre la forme suivante :
p/kPa v2/(m/s)2
48,73 94 766
72,87 94 771
135,42 94 784
Les axes d’un graphique peuvent aussi être identifiés de cette manière, afin que les
graduations soient uniquement identifiées par des nombres, comme illustré sur la figure
ci-dessous.
94 790
94 780
v2/(m/s)2
94 770
94 760
94 750
0 50 100 150
p /kPa
5.4.2 Symboles des grandeurs et unités
Le symbole de l’unité ne doit pas être utilisé pour fournir des informations spécifiques sur
la grandeur en question et il ne doit jamais être la seule source d’information sur la
grandeur. Les unités ne doivent jamais servir à fournir des informations complémentaires
sur la nature de la grandeur ; ce type d’information doit être attaché au symbole de la
grandeur et non à celui de l’unité. Par exemple, la différence de potentiel électrique
maximale s’exprime sous la forme Umax = 1000 V mais pas U = 1000 Vmax. La fraction
massique du cuivre de l’échantillon de silicium s’exprime sous la forme w(Cu) = 1,3 × 10−6
mais pas 1,3 × 10−6 w/w.
38 • Règles d’écriture des noms et symboles
5.4.3 Écriture de la valeur d’une grandeur
La valeur numérique précède toujours l’unité et il y a toujours une espace entre le nombre
et l’unité. Ainsi, la valeur d’une grandeur étant le produit d’un nombre par une unité,
l’espace entre le nombre et l’unité est considérée comme un signe de multiplication
(tout comme l’espace entre les unités). Les seules exceptions à la règle sont les symboles
d’unité pour le degré, la minute et la seconde d’angle plan (respectivement °, ′ et ″) pour
lesquels il n’y a pas d’espace entre la valeur numérique et le symbole de l’unité.
Par exemple, m = 12,3 g où m est utilisé comme symbole de la grandeur « masse » mais
φ = 30° 22′ 8″ où φ est utilisé comme symbole de la grandeur « angle plan ».
Cette règle signifie que le symbole °C pour le degré Celsius est précédé d’une espace pour
exprimer la valeur de la température Celsius, t. Par exemple, on écrit t = 30,2 °C mais pas
t = 30,2°C ni t = 30,2° C.
En anglais, même lorsque la valeur d’une grandeur est utilisée comme adjectif, il convient
de laisser une espace entre la valeur numérique et le symbole de l’unité. Ce n’est que
lorsque l’on écrit le nom de l’unité en toutes lettres que l’on applique les règles
grammaticales ordinaires (voir un exemple en anglais page 144).
Dans une expression donnée, une seule unité doit être utilisée : par exemple, l = 10,234 m
mais pas l = 10 m 23,4 cm. Les valeurs des grandeurs « temps » et « angle plan » exprimées
au moyen d’unités en dehors du SI font exception à cette règle. Toutefois, en ce qui
concerne l’angle plan, il est généralement préférable de diviser le degré de manière
décimale. Ainsi, il est préférable d’écrire 22,20° plutôt que 22° 12′, sauf dans les domaines
tels que la navigation, la cartographie, l’astronomie et la mesure d’angles très petits.
5.4.4 Écriture des nombres et séparateur décimal
Le symbole utilisé pour séparer le nombre entier de sa partie décimale est appelé
« séparateur décimal ». Conformément à la décision de la CGPM à sa 22e réunion
(2003, Résolution 10), « le symbole du séparateur décimal pourra être le point sur la ligne
ou la virgule sur la ligne ». Le séparateur décimal choisi sera celui qui est d’usage courant
selon la langue concernée et le contexte.
Si le nombre se situe entre +1 et −1, le séparateur décimal est toujours précédé d’un zéro :
par exemple, −0,234 mais pas −,234.
Conformément à la décision de la CGPM à sa 9e réunion (1948, Résolution 7) et à sa
22e réunion (2003, Résolution 10), les nombres comportant un grand nombre de chiffres
peuvent être partagés en tranches de trois chiffres, séparées par une espace, afin de faciliter
la lecture. Ces tranches ne sont jamais séparées par des points, ni par des virgules : par
exemple, 43 279,168 29 mais pas 43.279,168.29. Cependant, lorsqu’il n’y a que
quatre chiffres avant ou après le séparateur décimal, il est d’usage de ne pas isoler un
chiffre par une espace. L’habitude de grouper ainsi les chiffres est question de choix
personnel ; elle n’est pas toujours suivie dans certains domaines spécialisés tels que le
dessin industriel, les documents financiers et les scripts qui doivent être lus par ordinateur :
on écrit dans ce cas soit 3279,1683, soit 3 279,168 3.
Le format utilisé pour écrire les nombres dans un tableau doit rester cohérent dans une
même colonne.
Règles d’écriture des noms et symboles • 39
5.4.5 Expression de l’incertitude de mesure associée à la valeur d’une
grandeur
L’incertitude associée à la valeur estimée d’une grandeur doit être évaluée et exprimée en
accord avec le Guide JCGM 100:2008 (GUM 1995 avec des corrections mineures),
Évaluation des données de mesure - Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure.
L’incertitude-type associée à une grandeur x est désignée par u(x). Un moyen commode de
représenter l’incertitude-type est donné dans l’exemple suivant :
mn = 1,674 927 471 (21) × 10−27 kg
où mn est le symbole de la grandeur (ici la masse du neutron) et le nombre entre parenthèses
la valeur numérique de l’incertitude-type sur les deux derniers chiffres de la valeur estimée
de mn, dans le cas présent : u(mn) = 0,000 000 021 × 10−27 kg. Si une incertitude élargie
U(x) est utilisée au lieu de l’incertitude-type u(x), alors la probabilité d’élargissement p et le
facteur d’élargissement k doivent être précisés.
5.4.6 Multiplication ou division des symboles des grandeurs, des valeurs
des grandeurs et des nombres
Pour multiplier ou diviser les symboles des grandeurs, il est possible d’utiliser n’importe
laquelle des écritures suivantes :
𝑎𝑎
ab, a b, a⋅ b, a × b, a/b, 𝑏𝑏, a b−1
Par exemple, on écrit F = ma pour une force égale à la masse multipliée par l’accélération.
Lorsque l’on multiplie la valeur des grandeurs, il convient d’utiliser un signe de
multiplication ×, des parenthèses (ou des crochets), mais pas le point (centré) à mi-hauteur :
par exemple, (53 m/s) × 10,2 s, ou (53 m/s)(10,2 s) mais pas 53 m/s ⋅ 10.2 s. Lorsque l’on
multiplie des nombres, il convient d’utiliser uniquement le signe de multiplication × : par
exemple, 25 × 60,5 mais pas 25 ⋅ 60,5.
Lorsque l’on divise les valeurs des grandeurs au moyen d’une barre oblique, on utilise des
parenthèses pour lever toute ambiguïté : par exemple, (20 m)/(5 s) = 4 m/s et (a/b)/c, mais
pas a/b/c.
5.4.7 Grandeurs d’unité « un »
Comme mentionné dans la section 2.3.3, les valeurs des grandeurs d’unité « un » peuvent
être simplement exprimées par des nombres. Le symbole d’unité, 1, ou le nom d’unité
« un » sont rarement écrits de façon explicite : par exemple, n = 1,51 mais pas n = 1,51 × 1
où n est le symbole de la grandeur « indice de réfraction ». Comme les symboles de
préfixes du SI ne peuvent pas être attachés au symbole 1 ni au nom d’unité « un »,
les puissances de 10 sont utilisées pour exprimer les valeurs particulièrement grandes ou
particulièrement petites.
Les grandeurs qui sont des rapports de grandeurs de même nature (rapports de longueur,
fractions molaires, etc.) peuvent être exprimées avec des unités (m/m, mol/mol) afin de
faciliter la compréhension de la grandeur exprimée et afin de permettre l’utilisation de
préfixes du SI, si cela est préférable (µm/m, nmol/mol). Cela n’est pas possible avec les
grandeurs qui sont un nombre d’entités.
40 • Règles d’écriture des noms et symboles
Bien que ne faisant pas partie du SI, des termes descriptifs sont couramment utilisés pour
remplacer l’unité « un » afin de qualifier les entités considérées lors de l’expression de
valeurs de grandeurs qui sont un nombre d’entités. Lorsque tel est le cas, ces termes et leur
convention d’utilisation doivent être clairement définis. En outre, les principes généraux
présentés au chapitre 5 de la Brochure sur le SI doivent être respectés.
Le symbole % (pour cent), qui est internationalement reconnu, peut être utilisé avec le SI.
Quand il est utilisé, il convient de mettre une espace entre le nombre et le symbole %. Il est
préférable d’utiliser le symbole % plutôt que le nom « pour cent ». Dans un texte écrit,
le symbole % signifie en général « parties par centaine ». Les expressions telles que
« pourcentage de masse », « pourcentage de volume », « pourcentage de quantité de
matière », ne doivent pas être utilisées ; les informations sur la grandeur en question doivent
être données par le nom et le symbole de la grandeur.
Le terme « partie par million » ou « ppm », qui signifie 10−6 en valeur relative ou 1 × 10−6,
est également utilisé. L’expression est analogue à « pour cent » dans le sens de parties par
centaine. Les termes « partie par milliard » et « partie par millier de milliards » [billion
(États-Unis)/trillion (Royaume-Uni)] et leur abréviation respective « ppb » et « ppt » sont
également utilisés mais comme leur signification varie selon la langue, il est préférable
d’éviter de les employer.
Annexe 1 • 41
Annexe 1. Décisions de la Conférence générale
des poids et mesures et du Comité
international des poids et mesures
Cette annexe regroupe les décisions de la Conférence générale des poids et mesures
(CGPM) et du Comité international des poids et mesures (CIPM) qui concernent
directement les définitions des unités SI, les préfixes à utiliser avec le SI, ainsi que les
conventions relatives à l’écriture des symboles d’unités et des nombres. Il ne s’agit pas
d’une liste exhaustive des décisions de la CGPM et du CIPM. Pour consulter toutes ces
décisions, il faut se référer aux volumes successifs des Comptes rendus de la Conférence
générale des poids et mesures (CR) et des Procès-verbaux du Comité international des
poids et mesures (PV) et, pour les décisions récentes, à Metrologia.
Le SI n’est pas statique, il suit les progrès de la métrologie, aussi certaines décisions
ont-elles été abrogées ou modifiées ; d’autres ont été précisées par des adjonctions. Des
notes ont été ajoutées aux décisions ayant fait l’objet de telles modifications. Ces notes,
ainsi que d’autres notes informatives, sont en italique et ne font pas partie du texte original.
Les décisions de la CGPM et du CIPM figurent dans cette annexe par ordre chronologique,
de 1889 à 2022, afin de préserver la continuité. Cependant, afin de pouvoir identifier
facilement les décisions concernant un domaine particulier, une table des matières par sujet
indique les réunions pendant lesquelles ces décisions ont été adoptées et donne les numéros
des pages où sont reproduites les publications originelles.
42 • Annexe 1
Table des matières de l’annexe 1
Décisions concernant l’établissement du SI page
9e CGPM, 1948 : décision d’établir le SI 50
10e CGPM, 1954 : décision d’adopter les six premières unités de base 52
CIPM 1956 : décision d’adopter le nom Système international d’unités 53
11e CGPM, 1960 : confirmation du nom et de l’abréviation SI, noms des préfixes 54
téra à pico, établissement des unités supplémentaires rad et sr,
établissement de la liste de certaines unités dérivées
CIPM, 1969 : déclarations concernant les unités de base, supplémentaires, 61
dérivées et cohérentes, et utilisation des préfixes
CIPM, 2001 : « unités SI » et « unités du SI » 73
23e CGPM, 2007 : éventuelle redéfinition de certaines unités de base 81
du Système international d’unités (SI)
24e CGPM, 2011 : éventuelle révision à venir du Système international 83
d’unités, le SI
25e CGPM, 2014 : révision à venir du Système international d’unités, le SI 89
26e CGPM, 2018 : révision du Système international d’unités (SI) 92
(mise en œuvre le 20 mai 2019)
Décisions concernant les unités de base du SI
Longueur
1re CGPM, 1889 : sanction du Prototype du mètre 47
7e CGPM, 1927 : définition du mètre par le Prototype international 48
10e CGPM, 1954 : adoption du mètre comme unité de base 52
11e CGPM, 1960 : redéfinition du mètre au moyen de la radiation 53
du krypton 86
15e CGPM, 1975 : recommandation de la valeur de la vitesse de la lumière 63
17e CGPM, 1983 : redéfinition du mètre en fonction de la vitesse de la lumière, 67
mise en pratique de la définition du mètre
CIPM, 2002 : révision de la mise en pratique de la définition du mètre 74
CIPM, 2003 : révision de la liste des radiations recommandées 76
CIPM, 2005 : révision de la liste des radiations recommandées 78
CIPM, 2007 : révision de la liste des radiations recommandées 79
23e CGPM, 2007 : révision de la mise en pratique de la définition du mètre et 80
mise au point de nouveaux étalons optiques de fréquence
CIPM, 2009: mises à jour de la liste des fréquences étalons 82
24e CGPM, 2011 : éventuelle révision à venir du Système international 83
d’unités, le SI
Annexe 1 • 43
page
24e CGPM, 2011 : révision de la mise en pratique de la définition du mètre et 83
mise au point de nouveaux étalons optiques de fréquence
CIPM, 2013 : mises à jour de la liste des fréquences étalons 87
26e CGPM, 2018 : révision du Système international d’unités (SI) 92
(mise en œuvre le 20 mai 2019)
Masse
1re CGPM, 1889 : sanction du Prototype du kilogramme 47
3e CGPM, 1901 : déclaration au sujet de la différence entre masse et poids, 48
et valeur conventionnelle de gn
10e CGPM, 1954 : adoption du kilogramme comme unité de base 52
CIPM, 1967 : déclaration sur les préfixes du gramme 58
21e CGPM, 1999 : redéfinition éventuelle du kilogramme 72
23e CGPM, 2007 : éventuelle redéfinition de certaines unités de base 81
du Système international d’unités (SI)
24e CGPM, 2011 : éventuelle révision à venir du Système international 83
d’unités, le SI
25e CGPM, 2014 : révision à venir du Système international d’unités, le SI 89
26e CGPM, 2018 : révision du Système international d’unités (SI) 92
(mise en œuvre le 20 mai 2019)
Temps
10e CGPM, 1954 : adoption de la seconde comme unité de base 52
CIPM, 1956 : définition de la seconde comme la fraction de l’année 52
tropique 1900
11e CGPM, 1960 : ratification de la définition de la seconde donnée 54
par le CIPM en 1956
CIPM, 1964 : déclaration selon laquelle l’étalon à employer est 56
la transition hyperfine du césium 133
12e CGPM, 1964 : pouvoir au CIPM de désigner les étalons de 56
fréquence atomique et moléculaire à employer
13 CGPM, 1967/68 : définition de la seconde au moyen de la transition du césium
e 58
CCDS, 1970 : définition du Temps atomique international, TAI 61
14e CGPM, 1971 : demande au CIPM de définir et d’établir le 62
Temps atomique international, TAI
15 CGPM, 1975 : sanction du Temps universel coordonné, UTC
e
63
CIPM, 2006 : représentations secondaires de la seconde 79
23e CGPM, 2007 : révision de la mise en pratique de la définition du mètre et 80
mise au point de nouveaux étalons optiques de fréquence
CIPM, 2009 : mises à jour de la liste des fréquences étalons 82
24 e CGPM, 2011 : éventuelle révision à venir du Système international 83
d’unités, le SI
24e CGPM, 2011 : révision de la mise en pratique de la définition du mètre et 83
mise au point de nouveaux étalons optiques de fréquence
44 • Annexe 1
page
CIPM, 2013 : mises à jour de la liste des fréquences étalons 87
CIPM, 2015 : mises à jour de la liste des fréquences étalons 90
26e CGPM, 2018 : révision du Système international d’unités (SI) 92
(mise en œuvre le 20 mai 2019)
Unités électriques
CIPM, 1946 : définition des unités électriques cohérentes dans le système 49
d’unités MKS (mètre-kilogramme-seconde)
(mise en œuvre le 1er janvier 1948)
10e CGPM, 1954 : adoption de l’ampère comme unité de base 52
14e CGPM, 1971 : adoption du nom siemens, symbole S, pour la conductance 62
électrique
18e CGPM, 1987 : ajustement prévu des représentations du volt et de l’ohm 69
CIPM, 1988 : définition de la valeur conventionnelle de la constante 69
de Josephson (mise en œuvre le 1er janvier 1990)
CIPM, 1988 : définition de la valeur conventionnelle de la constante 70
de von Klitzing (mise en œuvre le 1er janvier 1990)
23e CGPM, 2007 : éventuelle redéfinition de certaines unités de base 81
du Système international d’unités (SI)
24e CGPM, 2011 : éventuelle révision à venir du Système international 83
d’unités, le SI
25e CGPM, 2014 : révision à venir du Système international d’unités, le SI 89
26e CGPM, 2018 : révision du Système international d’unités (SI) 92
(mise en œuvre le 20 mai 2019)
Température thermodynamique
9e CGPM, 1948 : adoption du point triple de l’eau comme point de référence pour 50
la température thermodynamique, adoption du degré Celsius,
et définition du zéro comme étant la température de référence
inférieure de 0,01 degré à celle du point triple de l’eau
CIPM, 1948 : adoption du nom degré Celsius pour l’échelle de 50
température Celsius
10 CGPM, 1954 : définition de la température thermodynamique du point
e
52
triple de l’eau à 273,16 degrés Kelvin exactement,
définition de l’atmosphère normale
10 CGPM, 1954 : adoption du degré Kelvin comme unité de base
e
52
13e CGPM, 1967/68 : définition officielle du kelvin, symbole K 59
CIPM, 1989 : Échelle internationale de température de 1990, EIT-90 71
CIPM, 2005 : note ajoutée à la définition du kelvin à propos de la 77
composition isotopique de l’eau
23 CGPM, 2007 : clarification de la définition du kelvin, unité de
e 80
température thermodynamique
23e CGPM, 2007 : éventuelle redéfinition de certaines unités de base 81
du Système international d’unités (SI)
Annexe 1 • 45
page
24e CGPM, 2011 : éventuelle révision à venir du Système international 83
d’unités, le SI
25e CGPM, 2014 : révision à venir du Système international d’unités, le SI 89
26e CGPM, 2018 : révision du Système international d’unités (SI) 92
(mise en œuvre le 20 mai 2019)
Quantité de matière
14e CGPM, 1971 : définition de la mole, symbole mol, comme 63
7e unité de base, et règles d’utilisation
21e CGPM, 1999 : adoption du nom spécial katal, kat 73
23e CGPM, 2007 : éventuelle redéfinition de certaines unités de base 81
du Système international d’unités (SI)
24e CGPM, 2011 : éventuelle révision à venir du Système international 83
d’unités, le SI
25e CGPM, 2014 : révision à venir du Système international d’unités, le SI 89
26e CGPM, 2018 : révision du Système international d’unités (SI) 92
(mise en œuvre le 20 mai 2019)
Intensité lumineuse
CIPM, 1946 : définition des unités photométriques, bougie nouvelle 48
et lumen nouveau (mise en œuvre le 1er janvier 1948)
10e CGPM, 1954 : adoption de la candela comme unité de base 52
13e CGPM, 1967/68 : définition de la candela, symbole cd, en fonction du corps noir 60
16e CGPM, 1979 : redéfinition de la candela à partir d’un rayonnement 65
monochromatique
24 CGPM, 2011 : éventuelle révision à venir du Système international
e 83
d’unités, le SI
26 CGPM, 2018 : révision du Système international d’unités (SI)
e
92
(mise en œuvre le 20 mai 2019)
Décisions concernant les unités SI dérivées et les unités supplémentaires
Unités SI dérivées
12e CGPM, 1964 : décision d’accepter de continuer à utiliser le curie 57
comme unité en dehors du SI
13e CGPM, 1967/68 : exemples d’unités dérivées 60
15e CGPM, 1975 : adoption des noms spéciaux becquerel, Bq, et gray, Gy 64
16e CGPM, 1979 : adoption du nom spécial sievert, Sv 65
CIPM, 1984 : décision de clarifier les relations entre la dose absorbée 68
(unité SI gray) et l’équivalent de dose (unité SI sievert)
CIPM, 2002 : modification des relations entre la dose absorbée et 76
l’équivalent de dose
46 • Annexe 1
Unités supplémentaires page
CIPM, 1980 : décision d’interpréter les unités supplémentaires 66
comme des unités dérivées sans dimension
20e CGPM, 1995 : décision de supprimer la classe des unités supplémentaires, 72
et confirmation de l’interprétation du CIPM selon laquelle
ce sont des unités dérivées sans dimension
Décisions concernant la terminologie et approbation des unités en usage avec le SI
Préfixes SI
12e CGPM, 1964 : décision d’ajouter femto et atto à la liste des préfixes 57
15e CGPM, 1975 : décision d’ajouter péta et exa à la liste des préfixes 64
19e CGPM, 1991 : décision d’ajouter zetta, zepto, yotta et yocto à la liste 71
des préfixes
27e CGPM, 2022 : décision d’ajouter ronna, ronto, quetta et quecto à la liste 94
des préfixes
Symboles d’unités et nombres
9e CGPM, 1948 : décision sur les règles d’écriture des symboles d’unités 51
et des nombres
Noms d’unités
13e CGPM, 1967/68 : abrogation de l’utilisation du micron et de la bougie nouvelle 61
comme unités en usage avec le SI
Séparateur décimal
22e CGPM, 2003 : décision d’autoriser l’usage du point ou de la virgule 77
sur la ligne comme séparateur décimal
Unités en usage avec le SI : un exemple, le litre
3e CGPM, 1901 : définition du litre comme le volume d’1 kg d’eau 47
11e CGPM, 1960 : demande au CIPM d’étudier la différence 56
entre le décimètre cube et le litre
CIPM, 1961 : recommandation d’exprimer les volumes en unités SI 56
et non en litres
12e CGPM, 1964 : abrogation de la précédente définition du litre et 57
recommandation d’utiliser le litre comme nom spécial
donné au décimètre cube
16e CGPM, 1979 : décision, à titre exceptionnel, d’autoriser les 66
deux symboles L et l pour le litre
Annexe 1 • 47
1re CGPM, 1889
 Sanction des prototypes internationaux du mètre et du kilogramme
(CR, 34-38)
La Conférence générale,
considérant
• le « Compte rendu du Président du Comité international » et le « Rapport du Comité
international des poids et mesures », d’où il résulte que, par les soins communs de la Section
française de la Commission internationale du Mètre, et du Comité international des poids et
mesures, les déterminations métrologiques fondamentales des prototypes internationaux et
nationaux du mètre et du kilogramme ont été exécutées dans toutes les conditions de
garantie et de précision que comporte l’état actuel de la science ;
• que les prototypes internationaux et nationaux du mètre et du kilogramme sont formés de
platine allié à 10 pour 100 d’iridium, à 0,0001 près ;
l’identité de longueur du Mètre et l’identité de la masse du Kilogramme internationaux avec la
longueur du Mètre et la masse du Kilogramme déposés aux Archives de France ;
• que les équations des Mètres nationaux, par rapport au Mètre international, sont renfermées
dans la limite de 0,01 millimètre et que ces équations reposent sur une échelle
thermométrique à hydrogène qu’il est toujours possible de reproduire, à cause de la
permanence de l’état de ce corps, en se plaçant dans des conditions identiques ;
• que les équations des Kilogrammes nationaux, par rapport au Kilogramme international, sont
renfermées dans la limite de 1 milligramme ;
• que le Mètre et le Kilogramme internationaux et que les Mètres et les Kilogrammes nationaux
remplissent les conditions exigées par la Convention du Mètre,
sanctionne
A. En ce qui concerne les prototypes internationaux :
1. Le Prototype du mètre choisi par le Comité international. Ce prototype représentera
désormais, à la température de la glace fondante, l’unité métrique de longueur.
2. Le Prototype du kilogramme adopté par le Comité international. Ce prototype sera considéré
désormais comme unité de masse.
3. L’échelle thermométrique centigrade à hydrogène par rapport à laquelle les équations des
Mètres prototypes ont été établies.
B. En ce qui concerne les prototypes nationaux :
...
Note : La définition du mètre a été abrogée en 1960 par la CGPM à sa 11e réunion
(Résolution 6, voir p. 53). La définition du kilogramme a été abrogée en 2018 par la CGPM
à sa 26e réunion (Résolution 1, voir p. 92).
3e CGPM, 1901
 Déclaration concernant la définition du litre (CR, 38-39)
...
La Conférence déclare :
1. L’unité de volume, pour les déterminations de haute précision, est le volume occupé par la
masse de 1 kilogramme d’eau pure, à son maximum de densité et sous la pression
atmosphérique normale ; ce volume est dénommé « litre ».
2. . . .
Note : La définition du litre a été abrogée en 1964 par la CGPM à sa 12e réunion
(Résolution 6, voir p. 57).
48 • Annexe 1
 Déclaration relative à l’unité de masse et à la définition du poids ; valeur
conventionnelle de gn (CR, 70)
Vu la décision du Comité international des poids et mesures du 15 octobre 1887,
par laquelle le kilogramme a été défini comme unité de masse ;
Vu la décision contenue dans la formule de sanction des prototypes du Système métrique,
acceptée à l’unanimité par la Conférence générale des poids et mesures dans sa réunion du
26 septembre 1889 ;
Considérant la nécessité de faire cesser l’ambiguïté qui existe encore dans l’usage courant sur
la signification du terme poids, employé tantôt dans le sens du terme masse, tantôt dans le sens
du terme effort mécanique ;
La Conférence déclare :
1. Le kilogramme est l’unité de masse ; il est égal à la masse du prototype international du
kilogramme ;
2. Le terme poids désigne une grandeur de la même nature qu’une force ; le poids d’un corps
est le produit de la masse de ce corps par l’accélération de la pesanteur ;
en particulier, le poids normal d’un corps est le produit de la masse de ce corps par
l’accélération normale de la pesanteur ;
3. Le nombre adopté dans le Service international des Poids et Mesures pour la valeur de
l’accélération normale de la pesanteur est 980,665 cm/s2, nombre sanctionné déjà par
quelques législations.
Note : La définition du kilogramme a été abrogée en 2018 par la CGPM à sa 26e réunion
(Résolution 1, voir p. 92).
La valeur de l’accélération normale de la pesanteur était la valeur conventionnelle de
référence pour le calcul de l’unité kilogramme-force maintenant abolie.
7e CGPM, 1927
 Définition du mètre par le Prototype international (CR, 49)
L’unité de longueur est le mètre, défini par la distance, à 0°, des axes des deux traits médians
tracés sur la barre de platine iridié déposée au Bureau international des poids et mesures, et
déclarée Prototype du mètre par la Première Conférence générale des poids et mesures, cette
règle étant soumise à la pression atmosphérique normale et supportée par deux rouleaux d’au
moins un centimètre de diamètre, situés symétriquement dans un même plan horizontal et à la
distance de 571 mm l’un de l’autre.
Note : La définition du mètre a été abrogée en 1960 par la CGPM à sa 11e réunion
(Résolution 6, voir p. 53).
CIPM, 1946
 Définition des unités photométriques (PV, 20, 119-122)
Résolution
...
4. Les unités photométriques peuvent être définies comme suit :
Bougie nouvelle (unité d’intensité lumineuse). — La grandeur de la bougie nouvelle est telle
que la brillance du radiateur intégral à la température de solidification du platine soit de
60 bougies nouvelles par centimètre carré.
Lumen nouveau (unité de flux lumineux). — Le lumen nouveau est le flux lumineux émis dans
l’angle solide unité (stéradian) par une source ponctuelle uniforme ayant une intensité
lumineuse de 1 bougie nouvelle.
5. . . .
Annexe 1 • 49
Note : Les deux définitions contenues dans cette Résolution ont été ratifiées par la CGPM
à sa 9e réunion en 1948, qui a en outre approuvé le nom de candela donné à la « bougie
nouvelle » (CR, 54). Pour le lumen, le qualificatif « nouveau » a été abandonné par la
suite. La définition de la candela a été modifiée par la CGPM à sa 13e réunion en 1967
(Résolution 5, voir p. 60).
 Définitions des unités électriques (PV, 20, 132-133)
Résolution 2
...
4. (A) Définitions des unités mécaniques utilisées dans les définitions des unités électriques :
Unité de force. — L’unité de force [dans le système MKS (mètre, kilogramme, seconde)] est la
force qui communique à une masse de 1 kilogramme l’accélération de 1 mètre par seconde,
par seconde.
Joule (unité d’énergie ou de travail). — Le joule est le travail effectué lorsque le point
d’application de 1 unité MKS de force [newton] se déplace d’une distance égale à 1 mètre
dans la direction de la force.
Watt (unité de puissance). — Le watt est la puissance qui donne lieu à une production d’énergie
égale à 1 joule par seconde.
(B) Définitions des unités électriques. Le Comité [international] admet les propositions
suivantes définissant la grandeur théorique des unités électriques :
Ampère (unité d’intensité de courant électrique). — L’ampère est l’intensité d’un courant
constant qui, maintenu dans deux conducteurs parallèles, rectilignes, de longueur infinie, de
section circulaire négligeable et placés à une distance de 1 mètre l’un de l’autre dans le vide,
produirait entre ces conducteurs une force égale à 2 × 10−7 unité MKS de force [newton] par
mètre de longueur.
Volt (unité de différence de potentiel et de force électromotrice). — Le volt est la différence de
potentiel électrique qui existe entre deux points d’un fil conducteur transportant un courant
constant de 1 ampère, lorsque la puissance dissipée entre ces points est égale à 1 watt.
Ohm (unité de résistance électrique). — L’ohm est la résistance électrique qui existe entre
deux points d’un conducteur lorsqu’une différence de potentiel constante de 1 volt, appliquée
entre ces deux points, produit, dans ce conducteur, un courant de 1 ampère, ce conducteur
n’étant le siège d’aucune force électromotrice.
Coulomb (unité de quantité d’électricité). — Le coulomb est la quantité d’électricité transportée
en 1 seconde par un courant de 1 ampère.
Farad (unité de capacité électrique). — Le farad est la capacité d’un condensateur électrique
entre les armatures duquel apparaît une différence de potentiel électrique de 1 volt, lorsqu’il
est chargé d’une quantité d’électricité égale à 1 coulomb.
Henry (unité d’inductance électrique). — Le henry est l’inductance électrique d’un circuit fermé
dans lequel une force électromotrice de 1 volt est produite lorsque le courant électrique qui
parcourt le circuit varie uniformément à raison de 1 ampère par seconde.
Weber (unité de flux magnétique). — Le weber est le flux magnétique qui, traversant un circuit
d’une seule spire, y produirait une force électromotrice de 1 volt, si on l’amenait à zéro en
1 seconde par décroissance uniforme.
Note : Les définitions contenues dans cette Résolution ont été approuvées par la CGPM à
sa 9e réunion en 1948 (CR, 49), qui a en outre adopté le nom newton (Résolution 7 ; voir
p. 51) pour l’unité MKS de force.
En 1954, la CGPM à sa 10e réunion (Résolution 6 ; voir p. 52) a établi un système
pratique d’unités de mesure pour les relations internationales. L’ampère fut l’une des
unités de base de ce système.
La définition de l’ampère a été abrogée en 2018 par la CGPM à sa 26e réunion
(Résolution 1, voir p. 92).
50 • Annexe 1
9e CGPM, 1948
 Point triple de l’eau ; échelle thermodynamique à un seul point fixe ; unité de
quantité de chaleur (joule) (CR, 55 et 63)
Résolution 3
1. En l’état actuel de la technique, le point triple de l’eau est susceptible de constituer un repère
thermométrique avec une précision plus élevée que le point de fusion de la glace.
En conséquence, le Comité consultatif [de thermométrie et calorimétrie] estime que le zéro
de l’échelle thermodynamique centésimale doit être défini comme étant la température
inférieure de 0,0100 degré à celle du point triple de l’eau pure.
2. Le Comité consultatif [de thermométrie et calorimétrie] admet le principe d’une échelle
thermodynamique absolue ne comportant qu’un seul point fixe fondamental, constitué
actuellement par le point triple de l’eau pure, dont la température absolue sera fixée
ultérieurement.
L’introduction de cette nouvelle échelle n’affecte en rien l’usage de l’Échelle internationale,
qui reste l’échelle pratique recommandée.
3. L’unité de quantité de chaleur est le joule.
Note : Il est demandé que les résultats d’expériences calorimétriques soient autant que possible
exprimés en joules. Si les expériences ont été faites par comparaison avec un échauffement
d’eau (et que, pour une raison quelconque, on ne puisse éviter l’usage de la calorie), tous les
renseignements nécessaires pour la conversion en joules doivent être fournis. Il est laissé aux
soins du Comité international, après avis du Comité consultatif de thermométrie et calorimétrie,
d’établir une table qui présentera les valeurs les plus précises que l’on peut tirer des expériences
faites sur la chaleur spécifique de l’eau, en joules par degré.
Une table, établie conformément à cette demande, a été approuvée et publiée par le Comité
international en 1950 (PV, 22, 92).
Note : Le kelvin a été redéfini par la CGPM à sa 26e réunion en 2018 (Résolution 1,
voir p. 92).
 Adoption de « degré Celsius » [CIPM, 1948 (PV, 21, 88) et 9e CGPM, 1948 (CR, 64)]
Entre les trois termes (« degré centigrade », « degré centésimal », « degré Celsius ») proposés
pour désigner le degré de température, le Comité international a choisi « degré Celsius »
(PV, 21, 88).
Ce terme est également adopté par la 9e Conférence générale (CR, 64).
 Proposition d’établissement d’un système pratique d’unités de mesure (CR, 64)
Résolution 6
La Conférence générale,
considérant
• que le Comité international des poids et mesures a été saisi d’une demande de l’Union
internationale de physique le sollicitant d’adopter pour les relations internationales un
système pratique international d’unités, recommandant le système MKS et une unité
électrique du système pratique absolu, tout en ne recommandant pas que le système CGS
soit abandonné par les physiciens ;
• qu’elle-même a reçu du Gouvernement français une demande analogue, accompagnée d’un
projet destiné à servir de base de discussion pour l’établissement d’une réglementation
complète des unités de mesure ;
Annexe 1 • 51
charge le Comité international :
• d’ouvrir à cet effet une enquête officielle sur l’opinion des milieux scientifiques, techniques et
pédagogiques de tous les pays (en offrant effectivement comme base le document français)
et de la pousser activement ;
• de centraliser les réponses ;
• et d’émettre des recommandations concernant l’établissement d’un même système pratique
d’unités de mesure, susceptible d’être adopté dans tous les pays signataires de la
Convention du Mètre.
 Écriture des symboles d’unités et des nombres (CR, 70)
Résolution 7
Principes
Les symboles des unités sont exprimés en caractères romains, en général minuscules ;
toutefois, si les symboles sont dérivés de noms propres, les caractères romains majuscules sont
utilisés. Ces symboles ne sont pas suivis d’un point.
Dans les nombres, la virgule (usage français) ou le point (usage britannique) sont utilisés
seulement pour séparer la partie entière des nombres de leur partie décimale.
Pour faciliter la lecture, les nombres peuvent être partagés en tranches de trois chiffres :
ces tranches ne sont jamais séparées par des points, ni par des virgules.
Unités Symboles Unités Symboles
• mètre m ampère A
• mètre carré m 2 volt V
• mètre cube m 3 watt W
• micron µ ohm Ω
• litre l coulomb C
• gramme g farad F
• tonne t henry H
seconde s hertz Hz
erg erg poise P
dyne dyn newton N
degré Celsius °C • candela (bougie nouvelle) cd
• degré absolu °K lux lx
calorie cal lumen lm
bar bar stilb sb
heure h
Remarques
1. Les symboles dont les unités sont précédées d’un point sont ceux qui avaient déjà été
antérieurement adoptés par une décision du Comité international.
2. L’unité de volume stère, employée dans le mesurage des bois, aura pour symbole « st » et
non plus « s », qui lui avait été précédemment affecté par le Comité international.
3. S’il s’agit, non d’une température, mais d’un intervalle ou d’une différence de température,
le mot « degré » doit être écrit en toutes lettres ou par l’abréviation « deg ».
Note : La Conférence générale a abrogé un certain nombre de décisions concernant les
unités et la terminologie, en particulier celles relatives au micron, au degré absolu et aux
noms « degré » et « deg », 13e CGPM, 1967/68 (Résolutions 7 et 3, voir pp. 61 et 59,
respectivement), ainsi qu’au litre, 16e CGPM, 1979 (Résolution 6, voir p. 66).
52 • Annexe 1
10e CGPM, 1954
 Définition de l’échelle thermodynamique de température (CR, 79)
Résolution 3
La Dixième Conférence générale des poids et mesures décide de définir l’échelle
thermodynamique de température au moyen du point triple de l’eau comme point fixe
fondamental, en lui attribuant la température 273,16 degrés Kelvin, exactement.
Note : La CGPM à sa 13e réunion en 1967/68 (Résolution 4, voir p. 59) a explicitement
défini le kelvin. Le kelvin a été redéfini par la CGPM à sa 26e réunion en 2018
(Résolution 1, voir p. 92).
 Définition de l’atmosphère normale (CR, 79)
Résolution 4
La Dixième Conférence générale des poids et mesures, ayant constaté que la définition de
l’atmosphère normale donnée par la Neuvième Conférence générale des poids et mesures dans
la définition de l’Échelle internationale de température a laissé penser à quelques physiciens que
la validité de cette définition de l’atmosphère normale était limitée aux besoins de la
thermométrie de précision,
déclare qu’elle adopte, pour tous les usages, la définition :
1 atmosphère normale = 1 013 250 dynes par centimètre carré,
c’est-à-dire : 101 325 newtons par mètre carré.
 Système pratique d’unités de mesure (CR, 80)
Résolution 6
La Dixième Conférence générale des poids et mesures, en exécution du vœu exprimé dans sa
Résolution 6 par la Neuvième Conférence générale concernant l’établissement d’un système
pratique d’unités de mesure pour les relations internationales,
décide d’adopter comme unités de base de ce système à établir, les unités suivantes :
longueur mètre
masse kilogramme
temps seconde
intensité de courant électrique ampère
température thermodynamique degré Kelvin
intensité lumineuse candela
Note : Le nom de l’unité de température thermodynamique a été changé en « kelvin » en
1967 par la CGPM à sa 13e réunion (Résolution 3, p. 59).
CIPM, 1956
 Définition de l’unité de temps (seconde) (PV, 25, 77)
Résolution 1
En vertu des pouvoirs que lui a conférés la Dixième Conférence générale des poids et mesures
par sa Résolution 5, le Comité international des poids et mesures,
considérant
1. que la Neuvième Assemblée générale de l’Union astronomique internationale (Dublin, 1955)
a émis un avis favorable au rattachement de la seconde à l’année tropique,
Annexe 1 • 53
2. que, selon les décisions de la Huitième Assemblée générale de l’Union astronomique
internationale (Rome, 1952), la seconde de temps des éphémérides (T.E.) est la fraction
12 960 276 813
× 10−9 de l’année tropique pour 1900 janvier 0 à 12 h T.E.,
408 986 496
décide
« La seconde est la fraction 1/31 556 925,9747 de l’année tropique pour 1900 janvier 0 à
12 heures de temps des éphémérides. »
Note : La définition de la seconde a été abrogée en 1967 par la CGPM à sa 13e réunion
(Résolution 1, voir p. 58).
 Système international d’unités (PV, 25, 83)
Résolution 3
Le Comité international des poids et mesures,
considérant
• la mission dont l’a chargé la Neuvième Conférence générale des poids et mesures par sa
Résolution 6 concernant l’établissement d’un système pratique d’unités de mesure
susceptible d’être adopté par tous les pays signataires de la Convention du Mètre,
• l’ensemble des documents envoyés par les vingt et un pays qui ont répondu à l’enquête
prescrite par la Neuvième Conférence générale des poids et mesures,
• la Résolution 6 de la Dixième Conférence générale des poids et mesures fixant le choix des
unités de base du système à établir,
recommande
1. que soit désigné comme « Système international d’unités » le système fondé sur les unités
de base adoptées par la Dixième Conférence générale, qui sont :
[Suit la liste des six unités de base avec leur symbole, reproduite dans la
Résolution 12 de la 11e CGPM (1960)].
2. que soient employées les unités de ce système énumérées au tableau suivant, sans
préjudice d’autres unités qu’on pourrait ajouter à l’avenir :
[Suit le tableau des unités reproduit dans le paragraphe 4 de la Résolution 12 de
la 11e CGPM (1960)].
11e CGPM, 1960
 Définition du mètre (CR, 85)
Résolution 6
La Onzième Conférence générale des poids et mesures,
considérant
• que le Prototype international ne définit pas le mètre avec une précision suffisante pour les
besoins actuels de la métrologie,
• qu’il est d’autre part désirable d’adopter un étalon naturel et indestructible,
décide
1. Le mètre est la longueur égale à 1 650 763,73 longueurs d’onde dans le vide de la radiation
correspondant à la transition entre les niveaux 2p10 et 5d5 de l’atome de krypton 86.
2. La définition du mètre en vigueur depuis 1889, fondée sur le Prototype international en
platine iridié, est abrogée.
3. Le Prototype international du mètre sanctionné par la Première Conférence générale des
poids et mesures en 1889 sera conservé au Bureau international des poids et mesures dans
les mêmes conditions que celles qui ont été fixées en 1889.
54 • Annexe 1
Note : La définition du mètre a été abrogée en 1983 par la CGPM à sa 17e réunion
(Résolution 1, voir p. 67).
 Définition de l’unité de temps (seconde) (CR, 86)
Résolution 9
La Onzième Conférence générale des poids et mesures,
considérant
• le pouvoir donné par la Dixième Conférence générale des poids et mesures au Comité
international des poids et mesures de prendre une décision au sujet de la définition de l’unité
fondamentale de temps,
• la décision prise par le Comité international des poids et mesures dans sa session de 1956,
ratifie la définition suivante :
« La seconde est la fraction 1/31 556 925,9747 de l’année tropique pour 1900 janvier 0 à
12 heures de temps des éphémérides. »
Note : La définition de la seconde a été abrogée en 1967 par la CGPM à sa 13e réunion
(Résolution 1, voir p. 58).
 Système international d’unités (CR, 87)
Résolution 12
La Onzième Conférence générale des poids et mesures,
considérant
• la Résolution 6 de la Dixième Conférence générale des poids et mesures par laquelle elle a
adopté les six unités devant servir de base à l’établissement d’un système pratique de
mesure pour les relations internationales :
longueur mètre m
masse kilogramme kg
temps seconde s
intensité de courant électrique ampère A
température thermodynamique degré Kelvin °K
intensité lumineuse candela cd
• la Résolution 3 adoptée par le Comité international des poids et mesures en 1956,
• les recommandations adoptées par le Comité international des poids et mesures en 1958
concernant l’abréviation du nom de ce système et les préfixes pour la formation des multiples
et sous-multiples des unités,
décide
1. le système fondé sur les six unités de base ci-dessus est désigné sous le nom de « Système
international d’unités » ;
2. l’abréviation internationale du nom de ce Système est : SI ;
3. les noms des multiples et sous-multiples des unités sont formés au moyen des préfixes suivants :
Facteur par lequel l’unité Préfixe Symbole Facteur par lequel l’unité Préfixe Symbole
est multipliée est multipliée
1 000 000 000 000 = 1012 téra T 0,1 = 10−1 déci d
1 000 000 000 = 109 giga G 0,01 = 10−2 centi c
−3
1 000 000 = 106 méga M 0,001 = 10 milli m
−6
1 000 = 103 kilo k 0,000 001 = 10 micro µ
100 = 102 hecto h 0,000 000 001 = 10−9 nano n
−12
10 = 101 déca da 0,000 000 000 001 = 10 pico p
Annexe 1 • 55
4. sont employées dans ce Système les unités ci-dessous, sans préjudice d’autres unités qu’on
pourrait ajouter à l’avenir
Unités supplémentaires
angle radian rad
angle solide stéradian sr
Unités dérivées
superficie mètre carré m2
volume mètre cube m3
fréquence hertz Hz 1/s
masse volumique (densité) kilogramme par mètre cube kg/m 3
vitesse mètre par seconde m/s
vitesse angulaire radian par seconde rad/s
accélération mètre par seconde carrée m/s2
accélération angulaire radian par seconde carrée rad/s2
force Newton N kg · m/s2
pression (tension mécanique) newton par mètre carré N/m2
viscosité cinématique mètre carré par seconde m2/s
viscosité dynamique newton-seconde N · s/m2
par mètre carré
travail, énergie, quantité de joule J N·m
chaleur
puissance watt W J/s
quantité d’électricité coulomb C A·s
tension électrique, différence de volt V W/A
potentiel, force électromotrice
intensité de champ électrique volt par mètre V/m
résistance électrique ohm Ω V/A
capacité électrique farad F A · s/V
flux d’induction magnétique weber Wb V·s
inductance henry H V · s/A
induction magnétique tesla T Wb/m2
intensité de champ magnétique ampère par mètre A/m
force magnétomotrice ampère A
flux lumineux lumen lm cd · sr
luminance candela par mètre carré cd/m2
éclairement lux lx lm/m2
Note : La CGPM a ultérieurement abrogé certaines de ces décisions et complété la liste
des préfixes SI : voir notes ci-dessous.
Le nom et symbole de l’unité de température thermodynamique ont été modifiés par la
CGPM à sa 13e réunion en 1967 (Résolution 3, voir p. 59).
Une septième unité de base, la mole, a été adoptée par la CGPM à sa 14e réunion en 1971
(Résolution 3, voir p. 63).
D’autres préfixes ont été adoptés par la CGPM à sa 12e réunion en 1964 (Résolution 8,
voir p. 57), par la CGPM à sa 15e réunion en 1975 (Résolution 10, voir p. 64), par la
56 • Annexe 1
CGPM à sa 19e réunion en 1991 (Résolution 4, voir p. 71) et par la CGPM à sa
27e réunion en 2022 (Résolution 3, voir p. 94).
La CGPM à sa 20e réunion en 1995 a abrogé la classe des unités supplémentaires dans le
SI (Résolution 8, voir p. 72). Ces unités sont maintenant considérées comme des unités
dérivées.
La CGPM à sa 13e réunion en 1967 (Résolution 6, voir p. 60) a ajouté d’autres unités à
cette liste d’unités dérivées, qui, en principe, n’est pas limitative.
 Décimètre cube et litre (CR, 88)
Résolution 13
La Onzième Conférence générale des poids et mesures,
considérant
• que le décimètre cube et le litre sont inégaux et diffèrent d’environ 28 millionièmes,
• que les déterminations de grandeurs physiques impliquant des mesures de volume ont une
précision de plus en plus élevée, aggravant par là les conséquences d’une confusion
possible entre le décimètre cube et le litre,
invite le Comité international des poids et mesures à mettre ce problème à l’étude et à présenter
ses conclusions à la Douzième Conférence générale.
CIPM, 1961
 Décimètre cube et litre (PV, 29, 34)
Recommandation
Le Comité international des poids et mesures recommande que les résultats des mesures
précises de volume soient exprimés en unités du Système international et non en litres.
CIPM, 1964
 Étalons de fréquence (PV, 32, 26 et CR, 93)
Déclaration
Le Comité international des poids et mesures,
habilité par la Résolution 5 de la Douzième Conférence générale des poids et mesures à
désigner les étalons atomiques ou moléculaires de fréquence à employer temporairement pour
les mesures physiques de temps,
déclare que l’étalon à employer est la transition entre les niveaux hyperfins F = 4, M = 0 et
F = 3, M = 0 de l’état fondamental 2S1/2 de l’atome de césium 133 non perturbé par des champs
extérieurs, et que la valeur 9 192 631 770 hertz est assignée à la fréquence de cette transition.
12e CGPM, 1964
 Étalon atomique de fréquence (CR, 93)
Résolution 5
La Douzième Conférence générale des poids et mesures,
considérant
• que la Onzième Conférence générale des poids et mesures a constaté dans sa
Résolution 10 l’urgence pour les buts de la haute métrologie d’arriver à un étalon atomique
ou moléculaire d’intervalle de temps,
• que, malgré les résultats acquis dans l’utilisation des étalons atomiques de fréquence à
césium, le moment n’est pas encore venu pour la Conférence générale d’adopter une
nouvelle définition de la seconde, unité de base du Système international d’unités, en raison
des progrès nouveaux et importants qui peuvent être obtenus à la suite des études en cours,
Annexe 1 • 57
considérant aussi qu’on ne peut pas attendre davantage pour fonder les mesures physiques de
temps sur des étalons atomiques ou moléculaires de fréquence,
habilite le Comité international des poids et mesures à désigner les étalons atomiques ou
moléculaires de fréquence à employer temporairement,
invite les Organisations et les Laboratoires experts dans ce domaine à poursuivre les études
utiles à une nouvelle définition de la seconde.
 Litre (CR, 93)
Résolution 6
La Douzième Conférence générale des poids et mesures,
considérant la Résolution 13 adoptée par la Onzième Conférence générale en 1960 et la
Recommandation adoptée par le Comité international des poids et mesures à sa session de
1961,
1. abroge la définition du litre donnée en 1901 par la Troisième Conférence générale des poids
et mesures,
2. déclare que le mot « litre » peut être utilisé comme un nom spécial donné au décimètre
cube,
3. recommande que le nom de litre ne soit pas utilisé pour exprimer les résultats des mesures
de volume de haute précision.
 Curie (CR, 94)
Résolution 7
La Douzième Conférence générale des poids et mesures,
considérant que depuis longtemps le curie est utilisé dans beaucoup de pays comme unité pour
l’activité des radionucléides,
reconnaissant que dans le Système international d’unités (SI), l’unité de cette activité est la
seconde à la puissance moins un (s−1),
admet que le curie soit encore retenu comme unité en dehors du SI pour l’activité, avec la valeur
3,7 × 1010 s−1. Le symbole de cette unité est Ci.
Note : Le nom « becquerel » (Bq) a été adopté par la CGPM à sa 15e réunion en 1975
(Résolution 8, voir p. 64) pour l’unité SI d’activité : 1 Ci = 3,7 × 1010 Bq.
 Préfixes SI femto et atto (CR, 94)
Résolution 8
La Douzième Conférence générale des poids et mesures,
décide d’ajouter à la liste des préfixes pour la formation des noms des multiples et des
sous-multiples des unités, adoptée par la Onzième Conférence générale, Résolution 12,
paragraphe 3, les deux nouveaux préfixes suivants :
Facteur par lequel
l’unité est multipliée Préfixe Symbole
10−15 femto f
10−18 atto a
Note : De nouveaux préfixes ont été ajoutés par la CGPM à sa 15e réunion en 1975
(Résolution 10, voir p. 64), par la CGPM à sa 19e réunion en 1991 (Résolution 4, voir
p. 71) et par la CGPM à sa 27e réunion en 2022 (Résolution 3, voir p. 94).
58 • Annexe 1
CIPM, 1967
 Multiples et sous-multiples décimaux de l’unité de masse (PV, 35, 29 et Metrologia,
1968, 4, 45)
Recommandation 2
Le Comité international des poids et mesures,
considérant que la règle de formation des noms des multiples et sous-multiples décimaux des
unités du paragraphe 3 de la Résolution 12 de la Onzième Conférence générale des poids et
mesures (1960) peut prêter à des interprétations divergentes dans son application à l’unité de
masse,
déclare que les dispositions de la Résolution 12 de la Onzième Conférence générale
s’appliquent dans le cas du kilogramme de la façon suivante : les noms des multiples et
sous-multiples décimaux de l’unité de masse sont formés par l’adjonction des préfixes au mot
« gramme ».
13e CGPM, 1967/68
 Unité SI de temps (seconde) (CR, 103 et Metrologia, 1968, 4, 43)
Résolution 1
La Treizième Conférence générale des poids et mesures,
considérant
• que la définition de la seconde décidée par le Comité international des poids et mesures à sa
session de 1956 (Résolution 1) et ratifiée par la Résolution 9 de la Onzième Conférence
générale (1960), puis maintenue par la Résolution 5 de la Douzième Conférence générale
(1964) ne suffit pas aux besoins actuels de la métrologie,
• qu’à sa session de 1964 le Comité international des poids et mesures, habilité par la
Résolution 5 de la Douzième Conférence (1964), a désigné pour répondre à ces besoins un
étalon atomique de fréquence à césium à employer temporairement,
• que cet étalon de fréquence est maintenant suffisamment éprouvé et suffisamment précis
pour servir à une définition de la seconde répondant aux besoins actuels,
• que le moment est venu de remplacer la définition actuellement en vigueur de l’unité de
temps du Système international d’unités par une définition atomique fondée sur cet étalon,
décide
1. L’unité de temps du Système international d’unités est la seconde définie dans les termes
suivants :
« La seconde est la durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à
la transition entre les deux niveaux hyperfins de l’état fondamental de l’atome de
césium 133 ».
2. La Résolution 1 adoptée par le Comité international des poids et mesures à sa session de
1956 et la Résolution 9 de la Onzième Conférence générale des poids et mesures sont
abrogées.
Note : Lors de sa session de 1997, le Comité international a confirmé que cette définition
se réfère à un atome de césium au repos, à une température de 0 K.
La formulation de la définition de la seconde a été modifiée par la CGPM à sa 26e réunion
en 2018 (Résolution 1, voir p. 92).
Annexe 1 • 59
 Unité SI de température thermodynamique (kelvin) (CR, 104 et Metrologia, 1968,
4, 43)
Résolution 3
La Treizième Conférence générale des poids et mesures,
considérant
• les noms « degré Kelvin » et « degré », les symboles « °K » et « deg » et leurs règles
d’emploi contenus dans la Résolution 7 de la Neuvième Conférence générale (1948), dans la
Résolution 12 de la Onzième Conférence générale (1960) et la décision prise par le Comité
international des poids et mesures en 1962 (PV, 30, 27),
• que l’unité de température thermodynamique et l’unité d’intervalle de température sont une
même unité qui devrait être désignée par un nom unique et par un symbole unique,
décide
1. l’unité de température thermodynamique est désignée sous le nom « kelvin » et son symbole
est « K » ;
2. ce même nom et ce même symbole sont utilisés pour exprimer un intervalle de température ;
3. un intervalle de température peut aussi s’exprimer en degrés Celsius ;
4. les décisions mentionnées au premier considérant concernant le nom de l’unité de
température thermodynamique, son symbole et la désignation de l’unité pour exprimer un
intervalle ou une différence de température sont abrogées, mais les usages qui sont la
conséquence de ces décisions restent admis temporairement.
Note : À sa session de 1980, le Comité international a approuvé le rapport de la 7e session
du CCU demandant que l’emploi des symboles « °K » et « deg » ne soit plus admis.
Voir la Recommandation 2 (CI-2005) du CIPM relative à la composition isotopique de
l’eau entrant dans la définition du kelvin (p. 77).
 Définition de l’unité SI de température thermodynamique (kelvin) (CR, 104 et
Metrologia, 1968, 4, 43)
Résolution 4
La Treizième Conférence générale des poids et mesures,
considérant qu’il est utile de formuler dans une rédaction explicite la définition de l’unité de
température thermodynamique contenue dans la Résolution 3 de la Dixième Conférence
générale (1954),
décide d’exprimer cette définition de la façon suivante :
« Le kelvin, unité de température thermodynamique, est la fraction 1/273,16 de la température
thermodynamique du point triple de l’eau. »
Note : Voir la Recommandation 5 (CI-1989) du CIPM relative à l’Échelle internationale
de température de 1990 (p. 71).
Le kelvin a été redéfini par la CGPM à sa 26e réunion en 2018 (Résolution 1, voir p. 92).
60 • Annexe 1
 Unité SI d’intensité lumineuse (candela) (CR, 104 et Metrologia, 1968, 4, 43-44)
Résolution 5
La Treizième Conférence générale des poids et mesures,
considérant
• la définition de l’unité d’intensité lumineuse ratifiée par la Neuvième Conférence générale
(1948) et contenue dans la « Résolution concernant le changement des unités
photométriques » adoptée par le Comité international des poids et mesures en 1946
(PV, 20, 119) en vertu des pouvoirs conférés par la Huitième Conférence générale (1933),
• que cette définition fixe bien la grandeur de l’unité d’intensité lumineuse mais prête à des
critiques d’ordre rédactionnel,
décide d’exprimer la définition de la candela de la façon suivante :
« La candela est l’intensité lumineuse, dans la direction perpendiculaire, d’une surface de
1/600 000 mètre carré d’un corps noir à la température de congélation du platine sous la
pression de 101 325 newtons par mètre carré. »
Note : La définition de la candela a été abrogée en 1979 par la CGPM à sa 16e réunion
(Résolution 3, voir p. 65).
 Unités SI dérivées (CR, 105 et Metrologia, 1968, 4, 44)
Résolution 6
La Treizième Conférence générale des poids et mesures,
considérant qu’il est utile de citer d’autres unités dérivées dans la liste du paragraphe 4 de la
Résolution 12 de la Onzième Conférence générale (1960),
décide d’y ajouter:
nombre d’ondes 1 par mètre m−1
entropie joule par kelvin J/K
chaleur massique joule par kilogramme kelvin J/(kg · K)
conductivité thermique watt par mètre kelvin W/(m · K)
intensité énergétique watt par stéradian W/sr
activité (d’une source radioactive) 1 par seconde s−1
Note : L’unité d’activité a reçu un nom spécial et un symbole particulier lors de la
15e réunion de la CGPM en 1975 (Résolution 8, voir p. 64).
Annexe 1 • 61
 Abrogation de décisions antérieures (micron et bougie nouvelle) (CR, 105 et
Metrologia, 1968, 4, 44)
Résolution 7
La Treizième Conférence générale des poids et mesures,
considérant que les décisions prises ultérieurement par la Conférence générale concernant le
Système international d’unités contredisent quelques parties de la Résolution 7 de la Neuvième
Conférence générale (1948),
décide en conséquence de retirer de la Résolution 7 de la Neuvième Conférence :
1. le nom d’unité « micron », et le symbole « µ » qui fut attribué à cette unité et qui est devenu
un préfixe ;
2. le nom d’unité « bougie nouvelle ».
CIPM, 1969
 Système international d’unités, modalités d’application de la Résolution 12 de la
11e CGPM (1960) (PV, 37, 30 et Metrologia, 1970, 6, 66)
Recommandation 1
Le Comité international des poids et mesures,
considérant que la Résolution 12 de la Onzième Conférence générale des poids et mesures
(1960), concernant le Système international d’unités, a suscité des discussions sur certaines
dénominations,
déclare
1. les unités de base, les unités supplémentaires et les unités dérivées du Système international
d’unités, qui forment un ensemble cohérent, sont désignées sous le nom d’« unités SI » ;
2. les préfixes adoptés par la Conférence générale pour la formation des multiples et
sous-multiples décimaux des unités SI sont appelés « préfixes SI » ;
et recommande
3. d’employer les unités SI et leurs multiples et sous-multiples décimaux dont les noms sont
formés au moyen des préfixes SI.
Note : L’appellation « unités supplémentaires », figurant dans la Résolution 12 de la Onzième
Conférence générale des poids et mesures (et dans la présente Recommandation), est donnée
aux unités SI pour lesquelles la Conférence générale ne décide pas s’il s’agit d’unités de base ou
bien d’unités dérivées.
Note : La CGPM à sa 20e réunion en 1995 (Résolution 8, voir p. 72) a décidé d’abroger la
classe des unités supplémentaires dans le SI.
Le CIPM a approuvé en 2001 une proposition du CCU visant à clarifier la définition des
« unités SI » et « unités du SI »(p. 73).
CCDS, 1970 (In CIPM, 1970)
 Définition du TAI (PV, 38, 110-111 et Metrologia, 1971, 7, 43)
Recommandation S 2
Le Temps atomique international est la coordonnée de repérage temporel établie par le Bureau
international de l’heure sur la base des indications d’horloges atomiques fonctionnant dans
divers établissements conformément à la définition de la seconde, unité de temps du Système
international d’unités.
62 • Annexe 1
En 1980, la définition du TAI a été complétée comme suit (déclaration du CCDS, BIPM
Com. cons. déf. seconde, 1980, 9, S 15 et Metrologia, 1981, 17, 70) :
Le TAI est une échelle de temps-coordonnée définie dans un repère de référence géocentrique
avec comme unité d’échelle la seconde du SI telle qu’elle est réalisée sur le géoïde en rotation.
Note : L’Union astronomique internationale a précisé cette définition dans sa
Résolution A4 de 1991 : « Le TAI est une échelle de temps réalisée dont la forme idéale,
si l’on néglige un décalage constant de 32,184 s, est le Temps terrestre (TT), lui-même
relié à la coordonnée temps du référentiel géocentrique, le Temps-coordonnée
géocentrique (TCG), par une marche constante. » (voir Proc. 21st General Assembly of the
IAU, IAU Trans., 1991, vol. XXIB, Kluwer.)
14e CGPM, 1971
 Pascal et siemens (CR, 78)
La 14e Conférence générale a adopté les noms spéciaux « pascal » (symbole Pa) pour l’unité SI
newton par mètre carré et « siemens » (symbole S) pour l’unité SI de conductance électrique
(ohm à la puissance moins un).
 Temps atomique international ; rôle du CIPM (CR, 77-78 et Metrologia, 1972, 8, 35)
Résolution 1
La Quatorzième Conférence générale des poids et mesures,
considérant
• que la seconde, unité de temps du Système international d’unités, est définie depuis 1967
d’après une fréquence atomique naturelle, et non plus d’après des échelles de temps
fournies par des mouvements astronomiques,
• que le besoin d’une échelle de Temps atomique international (TAI) est une conséquence de
la définition atomique de la seconde,
• que plusieurs organisations internationales ont assuré et assurent encore avec succès
l’établissement des échelles de temps fondées sur des mouvements astronomiques,
particulièrement grâce aux services permanents du Bureau international de l’heure (BIH),
• que le Bureau international de l’heure a commencé à établir une échelle de temps atomique
dont les qualités sont reconnues et qui a prouvé son utilité,
• que les étalons atomiques de fréquence servant à la réalisation de la seconde ont été
considérés et doivent continuer de l’être par le Comité international des poids et mesures
assisté d’un Comité consultatif, et que l’intervalle unitaire de l’échelle de Temps atomique
international doit être la seconde réalisée conformément à sa définition atomique,
• que toutes les organisations scientifiques internationales compétentes et les laboratoires
nationaux actifs dans ce domaine ont exprimé le désir que le Comité international et la
Conférence générale des poids et mesures donnent une définition du Temps atomique
international, et contribuent à l’établissement de l’échelle de Temps atomique international,
• que l’utilité du Temps atomique international nécessite une coordination étroite avec les
échelles de temps fondées sur des mouvements astronomiques,
demande au Comité international des poids et mesures
1. de donner une définition du Temps atomique international ;
2. de prendre les mesures nécessaires, en accord avec les organisations internationales
intéressées, pour que les compétences scientifiques et les moyens d’action existants soient
utilisés au mieux pour la réalisation de l’échelle de Temps atomique international, et pour que
soient satisfaits les besoins des utilisateurs du Temps atomique international.
Annexe 1 • 63
Note : La définition du TAI a été donnée en 1970 par le CCDS (maintenant renommé
CCTF), voir p. 61.
 Unité SI de quantité de matière (mole) (CR, 78 et Metrologia, 1972, 8, 36)
Résolution 3
La Quatorzième Conférence générale des poids et mesures,
considérant les avis de l’Union internationale de physique pure et appliquée, de l’Union
internationale de chimie pure et appliquée et de l’Organisation internationale de normalisation
concernant le besoin de définir une unité de quantité de matière,
décide
1. La mole est la quantité de matière d’un système contenant autant d’entités élémentaires qu’il
y a d’atomes dans 0,012 kilogramme de carbone 12 ; son symbole est « mol ».
2. Lorsqu’on emploie la mole, les entités élémentaires doivent être spécifiées et peuvent être
des atomes, des molécules, des ions, des électrons, d’autres particules ou des groupements
spécifiés de telles particules.
3. La mole est une unité de base du Système international d’unités.
Note : À sa session de 1980, le CIPM a approuvé le rapport de la 7e session du CCU
(1980) précisant que, dans cette définition, il est entendu que l’on se réfère à des atomes
de carbone 12 non liés, au repos et dans leur état fondamental.
La mole a été redéfinie par la CGPM à sa 26e réunion en 2018 (Résolution 1, voir p. 92).
15e CGPM, 1975
 Valeur recommandée pour la vitesse de la lumière (CR, 103 et Metrologia, 1975, 11,
179-180)
Résolution 2
La Quinzième Conférence générale des poids et mesures,
considérant l’excellent accord entre les résultats des mesures de longueur d’onde portant sur
des radiations de lasers asservis sur une raie d’absorption moléculaire dans la région visible ou
infrarouge, avec une incertitude estimée à ± 4 × 10−9 qui correspond à l’indétermination de la
réalisation du mètre,
considérant aussi les mesures concordantes de la fréquence de plusieurs de ces radiations,
recommande l’emploi de la valeur qui en résulte pour la vitesse de propagation des ondes
électromagnétiques dans le vide c = 299 792 458 mètres par seconde.
Note : L’incertitude relative doit être comprise comme étant trois fois l’incertitude-type
estimée sur les résultats considérés.
 Temps universel coordonné (UTC) (CR, 104 et Metrologia, 1975, 11, 180)
Résolution 5
La Quinzième Conférence générale des poids et mesures,
considérant que le système appelé « Temps universel coordonné » (UTC) est employé très
largement, qu’il est diffusé par la plupart des émetteurs hertziens de signaux horaires, que sa
diffusion fournit aux utilisateurs à la fois des fréquences étalons, le Temps atomique international
et une approximation du Temps universel (ou, si l’on préfère, du temps solaire moyen),
64 • Annexe 1
constate que ce Temps universel coordonné est à la base du temps civil dont l’usage est légal
dans la plupart des pays,
estime que cet emploi est parfaitement recommandable.
 Unités SI pour les rayonnements ionisants (becquerel et gray) (CR, 105 et
Metrologia, 1975, 11, 180)
Résolutions 8 et 9
La Quinzième Conférence générale des poids et mesures,
en raison de l’urgence, exprimée par la Commission internationale des unités et mesures de
rayonnements (ICRU), d’étendre l’usage du Système international d’unités aux recherches et aux
applications de la radiologie,
en raison de la nécessité de rendre aussi simple que possible l’usage des unités aux
non-spécialistes,
tenant compte aussi de la gravité des risques d’erreurs dans la thérapeutique,
adopte le nom spécial suivant d’unité SI pour l’activité :
le becquerel, symbole Bq, égal à la seconde à la puissance moins un (Résolution 8),
adopte le nom spécial suivant d’unité SI pour les rayonnements ionisants :
le gray, symbole Gy, égal au joule par kilogramme (Résolution 9).
Note : Le gray est l’unité SI de dose absorbée. Dans le domaine des rayonnements ionisants, le
gray peut encore être employé avec d’autres grandeurs physiques qui s’expriment aussi en
joules par kilogramme ; le Comité consultatif des unités est chargé d’étudier cette question en
collaboration avec les organisations internationales compétentes.
Note : À sa session de 1976, le Comité international a approuvé le rapport de la 5e session
du CCU (1976) précisant que, suivant l’avis de l’ICRU, le gray peut être employé aussi
pour exprimer l’énergie communiquée massique, le kerma et l’indice de dose absorbée.
 Préfixes SI péta et exa (CR, 106 et Metrologia, 1975, 11, 180-181)
Résolution 10
La Quinzième Conférence générale des poids et mesures,
décide d’ajouter à la liste des préfixes SI pour la formation des noms des multiples des unités,
adoptée par la Onzième Conférence générale, Résolution 12, paragraphe 3, les deux préfixes
suivants :
Facteur par lequel
l’unité est multipliée Préfixe Symbole
1015 peta P
10 18 exa E
Note : De nouveaux préfixes ont été ajoutés en 1991 par la CGPM à sa 19e réunion
(Résolution 4, voir p. 71) et par la CGPM à sa 27e réunion en 2022 (Résolution 3, voir p. 94).
En français, il est d’usage courant de mettre un accent à péta.
Annexe 1 • 65
16e CGPM, 1979
 Unité SI d’intensité lumineuse (candela) (CR, 100 et Metrologia, 1980, 16, 56)
Résolution 3
La Seizième Conférence générale des poids et mesures,
considérant
• que, malgré les efforts méritoires de quelques laboratoires, il subsiste des divergences
excessives entre les résultats de la réalisation de la candela à l’aide du corps noir étalon
primaire actuel,
• que les techniques radiométriques se développent rapidement, autorisant des précisions qui
sont déjà analogues à celles de la photométrie et que ces techniques sont déjà en usage dans
des laboratoires nationaux pour réaliser la candela sans avoir à construire un corps noir,
• que la relation entre les grandeurs lumineuses de la photométrie et les grandeurs
énergétiques, à savoir la valeur 683 lumens par watt pour l’efficacité lumineuse spectrale de
la radiation monochromatique de fréquence 540 × 1012 hertz, a été adoptée par le Comité
international des poids et mesures en 1977,
• que cette valeur a été reconnue suffisamment exacte pour le système des grandeurs
lumineuses photopiques, qu’elle n’entraîne qu’un changement d’environ 3 % pour le système
des grandeurs lumineuses scotopiques et que par conséquent elle assure une continuité
satisfaisante,
• que le moment est venu de donner à la candela une définition susceptible d’améliorer la
facilité d’établissement des étalons photométriques et leur précision, et qui s’applique aux
grandeurs photopiques et scotopiques de la photométrie et aux grandeurs à définir dans le
domaine mésopique,
décide
1. La candela est l’intensité lumineuse, dans une direction donnée, d’une source qui émet un
rayonnement monochromatique de fréquence 540 × 1012 hertz et dont l’intensité énergétique
dans cette direction est 1/683 watt par stéradian.
2. La définition de la candela (à l’époque appelée bougie nouvelle) décidée par le Comité
international des poids et mesures en 1946 en vertu des pouvoirs conférés par la
8e Conférence générale des poids et mesures (CGPM) en 1933, ratifiée par la 9e CGPM en
1948, puis amendée par la 13e CGPM en 1967, est abrogée.
Note : La formulation de la définition de la candela a été modifiée par la CGPM à sa
26e réunion en 2018 (Résolution 1, voir p. 92).
La vision photopique est détectée sur la rétine de l’œil par les cônes, sensibles aux
luminances élevées (L > environ 10 cd m−2), qui correspondent à la vision diurne.
La vision scotopique est détectée sur la rétine de l’œil par les bâtonnets, sensibles aux
faibles luminances (L < environ 10−3 cd m−2), qui correspondent à la vision nocturne.
Dans le cas de luminances intermédiaires entre la vision photopique et la vision
scotopique, les cônes et les bâtonnets fonctionnent simultanément, on est alors dans le
domaine de la vision mésopique.
 Nom spécial pour l’unité SI d’équivalent de dose (sievert) (CR, 100 et Metrologia,
1980, 16, 56)
Résolution 5
La Seizième Conférence générale des poids et mesures,
considérant
• l’effort fait pour introduire les unités SI dans le domaine des rayonnements ionisants,
66 • Annexe 1
• les risques que peuvent encourir des êtres humains soumis à des irradiations sous-estimées,
risques qui pourraient résulter de la confusion entre dose absorbée et équivalent de dose,
• que la prolifération des noms spéciaux représente un danger pour le Système international
d’unités et doit être évitée dans toute la mesure du possible, mais que cette règle peut être
transgressée lorsqu’il s’agit de sauvegarder la santé humaine,
adopte le nom spécial sievert, symbole Sv, pour l’unité SI d’équivalent de dose dans le domaine
de la radioprotection. Le sievert est égal au joule par kilogramme.
Note : Le Comité international a décidé en 1984 d’accompagner cette Résolution d’une
explication (Recommandation 1, voir p. 68).
 Symboles du litre (CR, 101 et Metrologia, 1980, 16, 56-57)
Résolution 6
La Seizième Conférence générale des poids et mesures,
reconnaissant les principes généraux adoptés pour l’écriture des symboles des unités dans la
Résolution 7 de la 9e Conférence générale des poids et mesures (1948),
considérant que le symbole l pour l’unité litre a été adopté par le Comité international des poids
et mesures en 1879 et confirmé dans cette même Résolution de 1948,
considérant aussi que, afin d’éviter un risque de confusion entre la lettre l et le chiffre 1,
plusieurs pays ont adopté le symbole L au lieu de l pour l’unité litre,
considérant que le nom litre, bien qu’il ne soit pas inclus dans le Système international d’unités,
doit être admis pour l’usage général avec ce Système,
décide, à titre exceptionnel, d’adopter les deux symboles l et L comme symboles utilisables pour
l’unité litre,
considérant en outre que dans l’avenir un seul des deux symboles devrait être retenu,
invite le Comité international des poids et mesures à suivre le développement de l’usage des
deux symboles et à donner à la 18e Conférence générale des poids et mesures son avis sur la
possibilité de supprimer l’un d’eux.
Note : Le Comité international a estimé encore prématuré, en 1990, de choisir un symbole
unique du litre.
CIPM, 1980
 Unités SI supplémentaires (radian et stéradian) (PV, 48, 24 et Metrologia, 1981, 17, 72)
Recommandation 1
Le Comité international des poids et mesures (CIPM),
prenant en considération la Résolution 3 adoptée par l’ISO/TC 12 en 1978 et la
Recommandation U 1 (1980) adoptée par le Comité consultatif des unités (CCU)
à sa 7e session,
considérant
• que les unités radian et stéradian sont introduites usuellement dans des expressions des
unités pour des besoins de clarification, notamment en photométrie où le stéradian joue un
rôle important pour distinguer les unités correspondant aux diverses grandeurs,
Annexe 1 • 67
• que dans les équations utilisées on exprime généralement l’angle plan comme le rapport entre
deux longueurs et l’angle solide comme le rapport entre une aire et le carré d’une longueur, et
que par conséquent ces grandeurs sont traitées comme des grandeurs sans dimension,
• que l’étude des formalismes en usage dans le domaine scientifique montre qu’il n’en existe
aucun qui soit à la fois cohérent et convenable, et dans lequel les grandeurs angle plan et
angle solide soient considérées comme des grandeurs de base,
considérant aussi
• que l’interprétation donnée par le CIPM en 1969 pour la classe des unités supplémentaires
introduite dans la Résolution 12 de la 11e Conférence générale des poids et mesures en
1960 laisse la liberté de traiter le radian et le stéradian comme unités de base dans le
Système international,
• qu’une telle possibilité compromet la cohérence interne du Système international fondé sur
sept unités de base seulement,
décide d’interpréter la classe des unités supplémentaires dans le Système international comme
une classe d’unités dérivées sans dimension pour lesquelles la Conférence générale des poids
et mesures laisse la liberté de les utiliser ou non dans les expressions des unités dérivées du
Système international.
Note : La classe des unités supplémentaires dans le SI a été abrogée en 1995 par décision
de la CGPM à sa 20e réunion (Résolution 8, voir p. 72).
17e CGPM, 1983
 Définition du mètre (CR, 97 et Metrologia, 1984, 20, 25)
Résolution 1
La Dix-septième Conférence générale des poids et mesures,
considérant
• que la définition actuelle ne permet pas une réalisation du mètre suffisamment précise pour
tous les besoins,
• que les progrès réalisés dans l’asservissement des lasers permettent d’obtenir des radiations
plus reproductibles et plus faciles à utiliser que la radiation étalon émise par une lampe à
krypton 86,
• que les progrès réalisés dans la mesure des fréquences et des longueurs d’onde de ces
radiations ont abouti à des déterminations concordantes de la vitesse de la lumière dont
l’exactitude est limitée principalement par la réalisation du mètre dans sa définition actuelle,
• que les valeurs des longueurs d’onde déterminées à partir de mesures de fréquence et d’une
valeur donnée de la vitesse de la lumière ont une précision supérieure à celle qui peut être
obtenue par comparaison avec la longueur d’onde de la radiation étalon du krypton 86,
• qu’il y a avantage, notamment pour l’astronomie et la géodésie, à maintenir inchangée la
valeur de la vitesse de la lumière recommandée en 1975 par la 15e Conférence générale des
poids et mesures, dans sa Résolution 2 (c = 299 792 458 m/s),
• qu’une nouvelle définition du mètre a été envisagée sous diverses formes qui ont toutes pour
effet de donner à la vitesse de la lumière une valeur exacte, égale à la valeur recommandée, et
que cela n’introduit aucune discontinuité appréciable de l’unité de longueur, compte tenu de
l’incertitude relative de ± 4 × 10−9 des meilleures réalisations du mètre dans sa définition
actuelle.
• que ces diverses formes, faisant appel soit au trajet parcouru par la lumière dans un intervalle
de temps spécifié, soit à la longueur d’onde d’une radiation de fréquence mesurée ou de
fréquence spécifiée, ont fait l’objet de consultations et de discussions approfondies, qu’elles ont
été reconnues équivalentes et qu’un consensus s’est dégagé en faveur de la première forme,
• que le Comité consultatif pour la définition du mètre est dès maintenant en mesure de donner
des instructions pour la mise en pratique d’une telle définition, instructions qui pourront
68 • Annexe 1
inclure l’emploi de la radiation orangée du krypton 86 utilisée jusqu’ici comme étalon et qui
pourront être complétées ou révisées par la suite,
décide
1. Le mètre est la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de
1/299 792 458 de seconde.
2. La définition du mètre en vigueur depuis 1960, fondée sur la transition entre les niveaux 2p10
et 5d5 de l’atome de krypton 86, est abrogée.
Note : La formulation de la définition du mètre a été modifiée par la CGPM à sa
26e réunion en 2018 (Résolution 1, voir p. 92).
La valeur de l’incertitude des meilleures réalisations du mètre fondées sur la définition du
mètre donnée ici correspond à trois fois l’écart-type de la valeur en question.
 Sur la mise en pratique de la définition du mètre (CR, 98 et Metrologia, 1984, 20,
25-26)
Résolution 2
La Dix-septième Conférence générale des poids et mesures
invite le Comité international des poids et mesures
• à établir des instructions pour la mise en pratique de la nouvelle définition du mètre,
• à choisir des radiations qui puissent être recommandées comme étalons de longueur d’onde
pour la mesure interférentielle des longueurs et à établir des instructions pour leur emploi,
• à poursuivre les études entreprises pour améliorer ces étalons.
Note : Voir Recommandation 1 (CI-2002) du CIPM relative à la révision de la mise en
pratique de la définition du mètre (p. 74).
CIPM, 1984
 Au sujet du sievert (PV, 52, 31 et Metrologia, 1985, 21, 90)
Recommandation 1
Le Comité international des poids et mesures,
considérant la confusion qui continue d’exister au sujet de la Résolution 5, votée par la
16e Conférence générale des poids et mesures (1979),
décide d’introduire l’explication suivante dans la Brochure « Le Système international d’unités
(SI) » :
La grandeur équivalent de dose H est le produit de la dose absorbée D de rayonnements
ionisants et de deux facteurs sans dimension Q (facteur de qualité) et N (produit de tous les
autres facteurs de multiplication) prescrits par l’International Commission on Radiological
Protection :
H = Q · N · D.
Ainsi, pour une radiation donnée, la valeur numérique de H en joules par kilogramme peut être
différente de la valeur numérique de D en joules par kilogramme, puisqu’elle est fonction de la
valeur de Q et de N. Afin d’éviter tout risque de confusion entre la dose absorbée D et
l’équivalent de dose H, il faut employer les noms spéciaux pour les unités correspondantes,
c’est-à-dire qu’il faut utiliser le nom gray au lieu de joule par kilogramme pour l’unité de dose
absorbée D et le nom sievert au lieu de joule par kilogramme pour l’unité d’équivalent de dose H.
Note : Le CIPM a décidé en 2002 de modifier les explications sur la grandeur « équivalent
de dose » dans la Brochure sur le SI (Recommandation 2 (CI-2002), voir p. 76).
Annexe 1 • 69
18e CGPM, 1987
 Ajustement prévu des représentations du volt et de l’ohm (CR, 100 et Metrologia,
1988, 25, 115)
Résolution 6
La Dix-huitième Conférence générale des poids et mesures,
considérant
• que l’uniformité mondiale et la constance à long terme des représentations nationales des
unités électriques sont d’une importance majeure pour la science, le commerce et l’industrie
du point de vue technique comme du point de vue économique,
• que de nombreux laboratoires nationaux utilisent l’effet Josephson et commencent à utiliser
l’effet Hall quantique pour conserver respectivement des représentations du volt et de l’ohm
qui donnent les meilleures garanties de stabilité à long terme,
• qu’en raison de l’importance de la cohérence entre les unités de mesure des diverses
grandeurs physiques les valeurs attribuées à ces représentations doivent être autant que
possible en accord avec le SI,
• que l’ensemble des résultats des expériences en cours ou récemment achevées permettra
d’établir une valeur acceptable, suffisamment compatible avec le SI, pour le coefficient qui
relie chacun de ces effets à l’unité électrique correspondante,
invite les laboratoires dont les travaux peuvent contribuer à établir la valeur du quotient de la
tension par la fréquence dans l’effet Josephson et de la tension par le courant dans l’effet Hall
quantique à poursuivre activement ces travaux et à communiquer sans délai leurs résultats au
Comité international des poids et mesures et,
charge le Comité international des poids et mesures de recommander, dès qu’il le jugera
possible, une valeur de chacun de ces quotients et une date à laquelle elle pourra être mise en
pratique simultanément dans tous les pays ; cette valeur devrait être annoncée au moins un an à
l’avance et pourrait être adoptée au 1er janvier 1990.
CIPM, 1988
 Représentation du volt au moyen de l’effet Josephson (PV, 56, 19 et Metrologia,
1989, 26, 69)
Recommandation 1
Le Comité international des poids et mesures
agissant conformément aux instructions données dans la Résolution 6 de la 18e Conférence
générale des poids et mesures concernant l’ajustement prévu des représentations du volt et de
l’ohm,
considérant
• qu’une étude approfondie des résultats des déterminations les plus récentes conduit à une
valeur de 483 597,9 GHz/V pour la constante de Josephson, KJ, c’est-à-dire pour le quotient
de la fréquence par la tension correspondant au palier de rang n = 1 dans l’effet Josephson,
• que l’effet Josephson, avec cette valeur de KJ, peut être utilisé pour établir un étalon de
référence de force électromotrice dont l’incertitude (écart-type), par rapport au volt, est
estimée à 4 × 10−7 en valeur relative et dont la reproductibilité est nettement meilleure,
recommande
• que l’on adopte, par convention, pour la constante de Josephson, KJ, la valeur
KJ-90 = 483 597,9 GHz/V exactement,
• que cette nouvelle valeur soit utilisée à partir du 1er janvier 1990, et non auparavant,
pour remplacer les valeurs actuellement en usage,
70 • Annexe 1
• que cette nouvelle valeur soit utilisée à partir de cette même date par tous les laboratoires qui
fondent sur l’effet Josephson leurs mesures de force électromotrice,
• qu’à partir de cette même date tous les autres laboratoires ajustent la valeur de leurs étalons
de référence pour la mettre en accord avec cette nouvelle valeur,
estime qu’aucun changement de cette valeur recommandée de la constante de Josephson ne
sera nécessaire dans un avenir prévisible,
attire l’attention des laboratoires sur le fait que la nouvelle valeur est supérieure de 3,9 GHz/V,
soit approximativement 8 × 10−6 en valeur relative, à la valeur donnée en 1972 par le Comité
consultatif d’électricité dans sa Déclaration E-72.
Note : La CGPM à sa 26e réunion en 2018 (Résolution 1, voir p. 92) a abrogé l’adoption
d’une valeur conventionnelle de KJ.
 Représentation de l’ohm au moyen de l’effet Hall quantique (PV, 56, 20 et
Metrologia, 1989, 26, 70)
Recommandation 2
Le Comité international des poids et mesures,
agissant conformément aux instructions données dans la Résolution 6 de la 18e Conférence
générale des poids et mesures concernant l’ajustement prévu des représentations du volt et de
l’ohm,
considérant
• que la plupart des étalons actuels de référence de résistance électrique présentent au cours
du temps des variations significatives,
• qu’un étalon de référence de résistance électrique fondé sur l’effet Hall quantique serait
stable et reproductible,
• qu’une étude approfondie des résultats des déterminations les plus récentes conduit à une
valeur de 25 812,807 Ω pour la constante de von Klitzing, RK, c’est-à-dire pour le quotient de
la tension de Hall par le courant correspondant au plateau de rang i = 1 dans l’effet Hall
quantique,
• que l’effet Hall quantique, avec cette valeur de RK, peut être utilisé pour établir un étalon de
référence de résistance dont l’incertitude (écart-type), par rapport à l’ohm, est estimée
2 × 10−7 en valeur relative et dont la reproductibilité est nettement meilleure,
recommande
• que l’on adopte par convention, pour la constante de von Klitzing, RK, la valeur
RK-90 = 25 812,807 Ω exactement,
• que cette valeur soit utilisée à partir du 1er janvier 1990, et non auparavant, par tous les
laboratoires qui fondent sur l’effet Hall quantique leurs mesures de résistance électrique,
• qu’à partir de cette même date tous les autres laboratoires ajustent la valeur de leurs étalons
de référence pour la mettre en accord avec RK-90,
• que, pour établir un étalon de référence de résistance électrique fondé sur l’effet Hall
quantique, les laboratoires suivent les conseils pour la mise en œuvre de la résistance de
Hall quantifiée élaborés par le Comité consultatif d’électricité et publiés par les soins du
Bureau international des poids et mesures, dans leur édition la plus récente,
et estime qu’aucun changement de cette valeur recommandée de la constante de von Klitzing
ne sera nécessaire dans un avenir prévisible.
Note : Lors de sa 89e session en 2000, le CIPM a approuvé la déclaration de la 22e session
du CCEM concernant la valeur de la constante de von Klitzing.
La CGPM à sa 26e réunion en 2018 (Résolution 1, voir p. 92) a abrogé l’adoption d’une
valeur conventionnelle de RK.
Annexe 1 • 71
CIPM, 1989
 L’Échelle internationale de température de 1990 (PV, 57, 26 et Metrologia, 1990,
27, 13)
Recommandation 5
Le Comité international des poids et mesures (CIPM), conformément à l’invitation formulée par la
18e Conférence générale des poids et mesures en 1987 (Résolution 7),
a adopté l’Échelle internationale de température de 1990 (EIT-90) en remplacement de l’Échelle
internationale pratique de température de 1968 (EIPT-68).
Le CIPM souligne que, par rapport à l’EIPT-68, l’EIT-90
• s’étend vers des températures plus basses, jusqu’à 0,65 K, et remplace, de ce fait, aussi
l’Échelle provisoire de température de 1976 (EPT-76),
• est en bien meilleur accord avec les températures thermodynamiques correspondantes,
• a une continuité, une précision et une reproductibilité nettement améliorées sur toute son
étendue,
• comporte des sous-domaines et donne, dans certains domaines, des définitions équivalentes
qui facilitent grandement son utilisation.
Le CIPM note de plus, que le texte de l’EIT-90 sera accompagné de deux documents, Supplementary
Information for the ITS-90 et Techniques for Approximating the ITS-90, qui seront publiés par le
Bureau international des poids et mesures et remis à jour périodiquement.
Le CIPM recommande
• que l’EIT-90 soit mise en application le 1er janvier 1990,
• et que, à la même date, l’EIPT-68 et l’EPT-76 soient abrogées.
Note : Le kelvin a été redéfini par la CGPM à sa 26e réunion en 2018 (Résolution 1,
voir p. 92).
19e CGPM, 1991
 Préfixes SI zetta, zepto, yotta et yocto (CR, 97 et Metrologia, 1992, 29, 3)
Résolution 4
La 19 e Conférence générale des poids et mesures (CGPM),
décide d’ajouter à la liste des préfixes SI pour la formation des noms des multiples et
sous-multiples des unités, adoptée par la 11e CGPM, Résolution 12, paragraphe 3,
la 12e CGPM, Résolution 8 et la 15e CGPM, Résolution 10, les préfixes suivants :
Facteur par lequel
l’unité est multipliée Préfixe Symbole
1021 zetta Z
10−21 zepto z
1024 yotta Y
10−24 yocto y
Note : Les noms zepto et zetta évoquent le chiffre sept (septième puissance de 103) et la
lettre « z » remplace la lettre « s » pour éviter le double emploi de la lettre « s » comme
symbole. Les noms yocto et yotta sont dérivés de octo, qui évoque le chiffre huit
(huitième puissance de 103) ; la lettre « y » est ajoutée pour éviter l’emploi de la lettre
« o » comme symbole à cause de la confusion possible avec le chiffre zéro.
72 • Annexe 1
De nouveaux préfixes ont été ajoutés en 2022 par la CGPM à sa 27e réunion (Résolution 3,
voir p. 94).
20e CGPM, 1995
 Suppression de la classe des unités supplémentaires dans le SI (CR, 121 et
Metrologia, 1996, 33, 83)
Résolution 8
La 20 e Conférence générale des poids et mesures,
considérant
• que la 11e Conférence générale, en 1960, dans sa Résolution 12 établissant le Système
international d’unités, SI, a distingué trois classes d’unités, celle des unités de base,
celle des unités dérivées et celle des unités supplémentaires, cette dernière comprenant
seulement le radian et le stéradian,
• que le statut des unités supplémentaires par rapport aux unités de base et aux unités
dérivées, a donné lieu à des discussions,
• que le Comité international des poids et mesures (CIPM), en 1980, constatant que le statut
ambigu des unités supplémentaires compromet la cohérence interne du SI,
a interprété dans sa Recommandation 1 (CI-1980) les unités supplémentaires, dans le SI,
comme des unités dérivées sans dimension,
approuvant l’interprétation donnée par le CIPM en 1980,
décide
• d’interpréter les unités supplémentaires, dans le SI, c’est-à-dire le radian et le stéradian,
comme des unités dérivées sans dimension dont les noms et les symboles peuvent être
utilisés, mais pas nécessairement, dans les expressions d’autres unités dérivées SI, suivant
les besoins,
• et, par conséquent, de supprimer la classe des unités supplémentaires en tant que classe
séparée dans le SI.
21e CGPM, 1999
 La définition du kilogramme (CR, 141-142 et Metrologia, 2000, 37, 94)
Résolution 7
La 21e Conférence générale des poids et mesures,
considérant
• le besoin d’assurer la stabilité à long terme du Système international d’unités (SI),
• l’incertitude intrinsèque relative à la stabilité à long terme du prototype qui sert à définir l’unité
de masse, l’une des unités de base du SI,
• que cette incertitude se répercute sur la stabilité à long terme des trois autres unités de base
du SI, nommément l’ampère, la mole et la candela, dont la définition dépend de celle du
kilogramme,
• les progrès déjà obtenus dans différentes expériences destinées à relier l’unité de masse à
des constantes fondamentales ou atomiques,
• qu’il est souhaitable de disposer de plusieurs méthodes pour réaliser ce lien,
recommande que les laboratoires nationaux poursuivent leurs efforts pour affiner les
expériences qui relient l’unité de masse à des constantes fondamentales ou atomiques et qui
pourraient, dans l’avenir, servir de base à une nouvelle définition du kilogramme.
Annexe 1 • 73
 Nom spécial donné à l’unité SI mole par seconde, le katal, pour exprimer l’activité
catalytique (CR, 145 et Metrologia, 2000, 37, 95)
Résolution 12
La 21 e Conférence générale des poids et mesures,
considérant
• l’importance pour la santé humaine et la sécurité de faciliter l’emploi des unités du Système
international d’unités (SI) dans les domaines de la médecine et de la biochimie,
• qu’une unité en dehors du SI appelée « unité » représentée par le symbole U, qui est égale à
1 µmol ∙ min–1, et qui n’est pas cohérente avec le SI, a été largement répandue en médecine
et en biochimie depuis 1964 pour exprimer l’activité catalytique,
• que l’absence d’un nom spécial pour désigner l’unité dérivée et cohérente du SI qu’est la
mole par seconde a conduit à ce que des résultats de mesures cliniques soient donnés en
différentes unités locales,
• que l’emploi des unités SI en médecine et en chimie clinique est vivement recommandé par
les unions internationales de ces domaines,
• que la Fédération internationale de chimie clinique et médecine de laboratoire a demandé au
Comité consultatif des unités de recommander le nom spécial katal, symbole kat, pour l’unité
SI mole par seconde,
• que tandis que la prolifération de noms spéciaux représente un danger pour le SI,
il existe des exceptions pour certains sujets liés à la santé humaine et à la sécurité
(15e Conférence générale, 1975, Résolutions 8 et 9, 16e Conférence générale, 1979,
Résolution 5),
notant que le nom katal, symbole kat, est utilisé pour l’unité SI mole par seconde depuis plus de
trente ans, pour exprimer l’activité catalytique,
décide d’adopter le nom spécial katal, symbole kat, pour l’unité SI mole par seconde pour
exprimer l’activité catalytique, particulièrement dans les domaines de la médecine et de la
biochimie,
et recommande que, lorsque le katal est utilisé, le mesurande soit spécifié en faisant référence
au mode opératoire de mesure ; le mode opératoire de mesure doit mentionner le produit
indicateur de la réaction mesurée.
CIPM, 2001
 « unités SI » et « unités du SI » (PV, 69, 38-39)
Le Comité international a approuvé en 2001 la proposition suivante du CCU concernant les
« unités SI » et les « unités du SI » :
« Nous suggérons que les termes « unité SI » et « unité du SI » fassent tous deux référence aux
unités de base et aux unités cohérentes dérivées, ainsi qu’à toutes les unités obtenues en les
combinant aux préfixes recommandés des multiples et sous-multiples.
Nous suggérons que le terme « unité cohérente du SI » soit utilisé quand nous désirons
restreindre son sens aux seules unités de base et aux unités cohérentes dérivées du SI. »
74 • Annexe 1
CIPM, 2002
 Révision de la mise en pratique de la définition du mètre (PV, 70, 90-101 et
Metrologia, 40, 103-133)
Recommandation 1
Le Comité international des poids et mesures,
rappelant
• qu’en 1983 la 17e Conférence générale des poids et mesures (CGPM) a adopté une nouvelle
définition du mètre,
• qu’à la même date la Conférence générale a invité le Comité international des poids et
mesures (CIPM)
• à établir des instructions pour la réalisation pratique de la nouvelle définition du mètre
(la mise en pratique),
• à choisir des radiations qui puissent être recommandées comme étalons de longueur d’onde
pour la mesure interférentielle des longueurs et à établir des instructions pour leur emploi,
• à poursuivre les études entreprises pour améliorer ces étalons et à compléter ou réviser par
la suite ces instructions,
• qu’en réponse à cette invitation le CIPM a adopté la Recommandation 1 (CI-1983) (mise en
pratique de la définition du mètre) avec pour effet
• que le mètre soit réalisé par l’une des méthodes suivantes :
a) au moyen de la longueur l du trajet parcouru dans le vide par une onde électromagnétique
plane pendant la durée t ; cette longueur est obtenue à partir de la mesure de la durée t, en
utilisant la relation l = c0 · t et la valeur de la vitesse de la lumière dans le vide
c0 = 299 792 458 m/s,
b) au moyen de la longueur d’onde dans le vide λ d’une onde électromagnétique plane de
fréquence f ; cette longueur d’onde est obtenue à partir de la mesure de la fréquence f, en
utilisant la relation λ = c0 / f et la valeur de la vitesse de la lumière dans le vide
c0 = 299 792 458 m/s,
c) au moyen de l’une des radiations de la liste ci-dessous, radiations pour lesquelles on peut
utiliser la valeur donnée de la longueur d’onde dans le vide ou de la fréquence, avec
l’incertitude indiquée, pourvu que l’on observe les conditions spécifiées et le mode opératoire
reconnu comme approprié ;
• que dans tous les cas les corrections nécessaires soient appliquées pour tenir compte des
conditions réelles telles que diffraction, gravitation ou imperfection du vide ;
• que dans le contexte de la relativité générale, le mètre est considéré comme une unité de
longueur propre. Sa définition s’applique donc seulement dans un domaine spatial
suffisamment petit, pour lequel les effets de la non-uniformité du champ gravitationnel
peuvent être ignorés (notons, qu’à la surface de la Terre, cet effet est d’environ 1 × 10−16 par
mètre d’altitude en valeur relative). Dans ce cas, les seuls effets à prendre en compte sont
ceux de la relativité restreinte. Les méthodes locales, préconisées en b) et c) pour réaliser le
mètre, fournissent le mètre propre, mais la méthode préconisée en a) ne le permet pas
nécessairement. La méthode préconisée en a) devrait donc être restreinte aux longueurs l
suffisamment courtes pour que les effets prévus par la relativité générale soient négligeables
par rapport aux incertitudes de mesure. Si ce n’est pas le cas, il convient de se référer au
rapport du Groupe de travail du Comité consultatif du temps et des fréquences (CCTF) sur
l’application de la relativité générale à la métrologie pour l’interprétation des mesures
(Application of general relativity to metrology, Metrologia, 1997, 34, 261-290),
que le CIPM avait recommandé une liste de radiations à cet effet ;
rappelant aussi qu’en 1992 et en 1997 le CIPM a révisé la mise en pratique de la définition du
mètre ;
Annexe 1 • 75
considérant
• que la science et les techniques continuent à exiger une meilleure exactitude dans la
réalisation du mètre ;
• que, depuis 1997, les travaux effectués dans les laboratoires nationaux, au BIPM et dans
d’autres laboratoires ont permis d’identifier de nouvelles radiations et des méthodes pour leur
mise en œuvre qui conduisent à de plus faibles incertitudes ;
• que l’on s’oriente de plus en plus vers des fréquences optiques pour les activités liées au
temps, et que l’on continue à élargir le domaine d’application des radiations recommandées
dans la mise en pratique, non seulement à la métrologie dimensionnelle et à la réalisation du
mètre, mais aussi à la spectroscopie de haute résolution, à la physique atomique et
moléculaire, aux constantes fondamentales et aux télécommunications ;
• que l’on dispose maintenant d’un certain nombre de nouvelles valeurs plus exactes de
l’incertitude des fréquences de radiations d’atomes et d’ions refroidis très stables déjà
mentionnées dans la liste de radiations recommandées, que la valeur de la fréquence de la
radiation de plusieurs espèces d’atomes et d’ions refroidis a aussi été mesurée récemment,
et que de nouvelles valeurs améliorées, et présentant des incertitudes réduites de manière
significative, d’un certain nombre d’étalons de fréquence optique fondés sur des cuves à gaz
ont été déterminées, y compris dans le domaine des longueurs d’ondes pour les
télécommunications optiques ;
• que les nouvelles techniques de peigne à impulsions femtosecondes ont un intérêt manifeste
pour relier la fréquence des étalons de fréquence optique très stables à celle des étalons de
fréquence utilisés pour la réalisation de la seconde du Système international d’unités (SI),
que ces techniques de mesure sont un moyen commode pour assurer la traçabilité au SI et
peuvent fournir aussi bien des sources de fréquence que des techniques de mesure ;
reconnaît que les techniques de peigne arrivent au moment opportun et sont appropriées, et
recommande de poursuivre les recherches pour étudier leurs possibilités ;
accueille favorablement les essais de validation en cours des techniques de peigne effectués
par comparaison avec les autres techniques de chaînes de fréquence ;
encourage les laboratoires nationaux de métrologie et les autres laboratoires à poursuivre les
études sur les techniques de peigne au plus haut niveau d’exactitude possible et à rechercher la
simplicité pour encourager leur mise en pratique la plus étendue ;
recommande
• que la liste des radiations recommandées donnée par le CIPM en 1997 (Recommandation 1
(CI-1997)) soit remplacée par la liste de radiations ci-dessous, qui inclut ;
• des valeurs mises à jour de la fréquence des atomes de calcium et d’hydrogène refroidis et
de l’ion piégé de strontium,
• la valeur de la fréquence de nouvelles espèces d’ions refroidis, y compris de l’ion piégé de
Hg+, de l’ion piégé d’In+, et de l’ion piégé d’Yb+,
• des valeurs mises à jour de la fréquence de lasers asservis sur le rubidium, de lasers à
grenat d’yttrium-aluminium dopé au néodyme (Nd:YAG) et de lasers à hélium-néon
(He-Ne) asservis sur l’iode, de lasers à hélium-néon asservis sur le méthane, et de lasers à
dioxyde de carbone asservis sur le tétroxyde d’osmium à 10 µm,
• des valeurs de la fréquence d’étalons pour les télécommunications optiques, y compris les
lasers asservis sur le rubidium et l’acétylène.
...
Note : La liste des radiations recommandées, Recommandation 1 (CI-2002), figure dans les
PV, 70, 93-101 et dans Metrologia, 2003, 40, 104-115.
76 • Annexe 1
 Équivalent de dose (PV, 70, 102)
Recommandation 2
Le Comité international des poids et mesures,
considérant que
• la définition actuelle de l’unité SI d’équivalent de dose (sievert) comprend un facteur « N »
(produit de tous les autres facteurs de multiplication) prescrit par l’International Commission
on Radiological Protection (ICRP),
• l’ICRP et l’International Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU) ont
décidé de supprimer ce facteur N qui n’est plus considéré comme nécessaire,
• la définition actuelle de l’équivalent de dose H dans le Système international d’unités, qui
comprend le facteur N, porte à confusion,
décide de modifier l’explication donnée dans la Brochure sur « Le Système International d’Unités
(SI) » de la manière suivante :
La grandeur équivalent de dose H est le produit de la dose absorbée D de rayonnements
ionisants et du facteur sans dimension Q (facteur de qualité) prescrit par l’ICRU, facteur défini en
fonction du transfert d’énergie linéaire :
H = Q · D.
Ainsi, pour une radiation donnée, la valeur numérique de H en joules par kilogramme peut être
différente de la valeur de D en joules par kilogramme, puisqu’elle est fonction de la valeur de Q.
Le Comité décide donc de maintenir la dernière phrase de l’explication sous la forme suivante :
Afin d’éviter tout risque de confusion entre la dose absorbée D et l’équivalent de dose H,
il faut employer les noms spéciaux pour les unités correspondantes, c’est-à-dire qu’il faut utiliser
le nom gray au lieu de joule par kilogramme pour l’unité de dose absorbée D et le nom sievert au
lieu de joule par kilogramme pour l’unité d’équivalent de dose H.
Note : Voir aussi J. Radiol. Prot., 2005, 25, 97-100.
CIPM, 2003
 Révision de la liste des radiations recommandées pour la mise en pratique de
la définition du mètre (PV, 71, 70 et Metrologia, 2004, 41, 99-100)
Recommandation 1
Le Comité international des poids et mesures,
considérant que
• l’on dispose depuis peu de meilleures valeurs des fréquences des radiations de certains étalons
à ions refroidis très stables, déjà publiées dans la liste des radiations recommandées ;
• l’on a déterminé de meilleures valeurs des fréquences des étalons de fréquence optique
dans l’infrarouge, fondés sur des cuves à gaz, dans le domaine des télécommunications
optiques, valeurs déjà publiées dans la liste des radiations recommandées ;
• l’on a effectué récemment et pour la première fois des mesures de fréquence à l’aide de
peignes à impulsions femtosecondes de certains étalons fondés sur des cuves à iode, qui
figurent sur la liste complémentaire de radiations recommandées, mesures qui conduisent à
une réduction considérable de l’incertitude ;
propose que la liste des radiations recommandées soit révisée pour inclure :
• les valeurs mises à jour des fréquences de la transition quadripolaire de l’ion piégé de 88Sr+
et de la transition octupolaire de l’ion piégé de 171Yb+ ;
• la valeur mise à jour de la fréquence de l’étalon asservi sur l’acétylène à 1,54 µm ;
des valeurs mises à jour de la fréquence d’étalons asservis sur l’iode à 543 nm et à 515 nm.
Annexe 1 • 77
22e CGPM, 2003
 Symbole du séparateur décimal (CR, 169 et Metrologia, 2004, 41, 104)
Résolution 10
La 22 e Conférence générale des poids et mesures,
considérant que
• l’un des principaux objectifs du Système international d’unités (SI) est de permettre d’exprimer
la valeur des grandeurs d’une manière aisément compréhensible dans le monde entier,
• la valeur d’une grandeur est normalement exprimée par un nombre qui multiplie une unité,
souvent le nombre utilisé pour exprimer la valeur d’une grandeur contient plusieurs chiffres,
avec une partie entière et une partie décimale,
• la 9e Conférence générale dans sa Résolution 7 (1948) avait décidé que « Dans les nombres,
la virgule (usage français) ou le point (usage britannique) sont utilisés seulement pour
séparer la partie entière des nombres de leur partie décimale »,
• conformément à la décision du Comité international des poids et mesures lors de sa
86e session (1997), le Bureau international des poids et mesures utilise maintenant le point
(sur la ligne) comme séparateur décimal dans toutes les versions en anglais de ses
publications, y compris dans le texte anglais de la Brochure sur le SI (la référence
internationale sur le SI), tout en continuant à utiliser la virgule (sur la ligne) comme
séparateur décimal dans toutes ses publications en français,
• néanmoins certaines organisations internationales utilisent la virgule sur la ligne comme
séparateur décimal dans leurs documents en anglais,
• de plus, certaines organisations internationales, y compris certaines organisations
internationales de normalisation, spécifient que le séparateur décimal doit être la virgule sur
la ligne, dans toutes les langues,
• la recommandation d’utiliser la virgule sur la ligne comme séparateur décimal est, dans de
nombreuses langues, en conflit avec l’usage courant, qui consiste à utiliser le point sur la ligne,
• le fait d’utiliser le point sur la ligne ou la virgule sur la ligne comme séparateur décimal n’est
pas toujours lié à la langue, car certains pays de même langue maternelle ont des usages
différents, alors que d’autres pays pratiquant le plurilinguisme utilisent le point sur la ligne ou
la virgule sur la ligne suivant la langue,
déclare que le symbole du séparateur décimal pourra être le point sur la ligne ou la virgule sur la
ligne,
réaffirme que « Pour faciliter la lecture, les nombres peuvent être partagés en tranches de
trois chiffres ; ces tranches ne sont jamais séparées par des points, ni par des virgules », comme
le recommande la Résolution 7 de la 9e Conférence générale de 1948.
CIPM, 2005
 Clarification de la définition du kelvin, unité de température thermo-dynamique (PV,
73, 119 et Metrologia, 2006, 43, 177-178)
Recommandation 2
Le Comité international des poids et mesures (CIPM),
considérant
• que le kelvin, l’unité de température thermodynamique, est défini par la fraction 1/273,16 de la
température thermodynamique du point triple de l’eau,
• que la température du point triple de l’eau dépend des abondances relatives des isotopes de
l’hydrogène et de l’oxygène présents dans l’échantillon d’eau utilisé,
• que cet effet est maintenant l’une des sources majeures d’écarts observés entre les différentes
réalisations du point triple de l’eau,
78 • Annexe 1
décide
• que la définition du kelvin se réfère à une eau de composition isotopique spécifiée,
• que cette composition isotopique de l’eau soit la suivante :
0,000 155 76 mole de 2H par mole de 1H,
0,000 379 9 mole de 17O par mole de 16O, et
0,002 005 2 mole de 18O par mole de 16O,
cette composition étant celle du matériau de référence de l’Agence internationale de l’énergie
atomique «Vienna Standard Mean Ocean Water (VSMOW) », recommandée par l’Union
internationale de chimie pure et appliquée dans « Atomic Weights of the Elements: Review
2000 » ,
• que cette composition soit définie dans une note attachée à la définition du kelvin dans la
Brochure sur le SI de la manière suivante :
« Cette définition se réfère à l’eau de composition isotopique définie par les rapports de
quantité de matière suivants : 0,000 155 76 mole de 2H par mole de 1H, 0,000 379 9 mole de
17O par mole de 16O et 0,002 005 2 mole de 18O par mole de 16O ».
Note : Le kelvin a été redéfini par la CGPM à sa 26e réunion en 2018 (Résolution 1,
voir p. 92).
 Révision de la liste des radiations recommandées pour la mise en pratique de
la définition du mètre (PV, 73, 120 et Metrologia, 2006, 43, 178)
Recommandation 3
Le Comité international des poids et mesures,
considérant que
• l’on dispose de meilleures valeurs des fréquences des radiations de certains étalons à ion ou à
atomes refroidis très stables, déjà publiées dans la liste des radiations recommandées ;
• l’on a déterminé de meilleures valeurs des fréquences des étalons de fréquence optique,
fondés sur des cuves à gaz, dans le domaine des télécommunications optiques, dans
l’infrarouge, valeurs déjà publiées dans la liste des radiations recommandées ;
• l’on a déterminé de meilleures valeurs des fréquences de certains étalons fondés sur des cuves
à iode, valeurs déjà publiées dans la liste complémentaire des sources recommandées ;
• l’on a effectué pour la première fois des mesures de la fréquence de nouveaux atomes refroidis,
d’atomes dans la région de l’infrarouge proche et de molécules dans le domaine des
télécommunications optiques, à l’aide de peignes à impulsions femtosecondes ;
décide que la liste des radiations recommandées soit révisée pour y inclure :
• les valeurs mises à jour des fréquences des transitions quadripolaires de l’ion piégé de 88Sr+,
de l’ion piégé de 199Hg+ et de l’ion piégé de 171Yb+ ;
• la valeur mise à jour de la fréquence de la transition de l’atome de calcium ;
• la valeur mise à jour de la fréquence de l’étalon asservi sur l’acétylène à 1,54 µm ;
• la valeur mise à jour de la fréquence de l’étalon asservi sur l’iode à 515 nm ;
• la fréquence de la transition de l’atome de 87Sr à 698 nm ;
• les fréquences des transitions de l’atome de 87Rb autour de 760 nm ;
• les fréquences des transitions de la bande (ν1 + ν3) de 12C2H2, et des bandes (ν1 +ν3) et
(ν1 + ν3 + ν4 + ν5) de 13C2H2, autour de 1,54 µm.
Annexe 1 • 79
CIPM, 2006
 Au sujet des représentations secondaires de la seconde (PV, 74, 123 et
Metrologia, 2007, 44, 97)
Recommandation 1
Le Comité international des poids et mesures (CIPM),
considérant
• qu’une liste commune de « valeurs recommandées des fréquences étalons destinées à la
mise en pratique de la définition du mètre et aux représentations secondaires de la
seconde » est à établir,
• que le Groupe de travail commun au Comité consultatif des longueurs (CCL) et au CCTF sur
la mise en pratique de la définition du mètre et sur les représentations secondaires de la
seconde, lors de sa réunion au Bureau international des poids et mesures (BIPM) en
septembre 2005, a discuté des fréquences des radiations candidates potentielles en vue de
leur inclusion dans la liste des représentations secondaires de la seconde,
• que le Groupe de travail commun au CCL et au CCTF a examiné et mis à jour les valeurs
des fréquences des transitions de l’ion de mercure (Hg), de l’ion de strontium (Sr), de l’ion
d’ytterbium (Yb) et de l’atome neutre de strontium lors de sa session de septembre 2006,
• que le CCTF avait déjà recommandé dans sa Recommandation CCTF 1 (2004) la fréquence
de la transition quantique hyperfine non perturbée de l’état fondamental de l’atome de 87Rb
comme représentation secondaire de la seconde,
recommande que les fréquences des transitions suivantes soient utilisées comme
représentations secondaires de la seconde et soient intégrées à la nouvelle liste des « valeurs
recommandées des fréquences étalons destinées à la mise en pratique de la définition du mètre
et aux représentations secondaires de la seconde »
• la transition quantique hyperfine non perturbée de l’état fondamental de l’atome de 87Rb, à la
fréquence de f87Rb = 6 834 682 610,904 324 Hz, avec une incertitude-type relative estimée
de 3 × 10−15,
• la transition optique non perturbée 5s 2S1/2 – 4d 2D5/2 de l’ion de 88Sr+, à la fréquence de
f88Sr+ = 444 779 044 095 484 Hz, avec une incertitude- type relative estimée de 7 × 10−15,
• la transition optique non perturbée 5d10 6s 2S1/2 (F = 0) – 5d 9 6s2 2D5/2 (F = 2) de l’ion de
199Hg+, à la fréquence de f199Hg+ = 1 064 721 609 899 145 Hz, avec une incertitude-type
relative estimée de 3 × 10−15,
• la transition optique non perturbée 6s 2S1/2 (F = 0) – 5d 2D3/2 (F = 2) de l’ion de 171Yb+, à la
fréquence de f171Yb+ = 688 358 979 309 308 Hz, avec une incertitude-type relative estimée
de 9 × 10−15,
• la transition optique non perturbée 5s2 1S0 – 5s 5p 3P0 de l’atome neutre de 87Sr, à la
fréquence de f87Sr = 429 228 004 229 877 Hz, avec une incertitude-type relative estimée de
1,5 × 10−14.
CIPM, 2007
 Révision de la liste des radiations recommandées pour la mise en pratique de la
définition du mètre (PV, 75, 85)
Recommandation 1
Le Comité international des poids et mesures,
considérant que
• l’on a déterminé des valeurs plus précises des fréquences de molécules dans le domaine des
télécommunications optiques, valeurs déjà publiées dans la liste des fréquences étalons,
à l’aide de peignes à impulsions femtosecondes ;
80 • Annexe 1
• l’on a déterminé, pour la première fois, les fréquences de molécules dans le domaine des
télécommunications optiques, à l’aide de peignes à impulsions femtosecondes ;
• l’on a déterminé, pour la première fois, les fréquences de certaines transitions dans l’iode,
en cellule, transitions proches de la radiation émise par l’étalon de fréquence optique à
532 nm, à l’aide de peignes à impulsions femtosecondes ;
propose que la liste des fréquences étalons soit révisée pour y inclure :
• les valeurs mises à jour des fréquences de la bande (ν1 + ν3) de 12C2H2, autour de 1,54 µm ;
• les valeurs des fréquences de la bande (2ν1) de 12C2HD, autour de 1,54 µm ;
• les valeurs des fréquences des composantes hyperfines des transitions P(142) 37-0,
R(121) 35-0 et R(85) 33-0 dans l’iode à 532 nm.
23e CGPM, 2007
 Sur la révision de la mise en pratique de la définition du mètre et sur la mise
au point de nouveaux étalons optiques de fréquence (CR, 171)
Résolution 9
La 23e Conférence générale des poids et mesures,
considérant
• les progrès rapides et les améliorations importantes des performances des étalons optiques
de fréquence,
• que les techniques des peignes à impulsions femtosecondes sont maintenant couramment
utilisées pour relier les radiations optiques et micro-ondes dans un même lieu,
• que les laboratoires nationaux de métrologie travaillent à des techniques de comparaison
d’étalons optiques de fréquence sur de courtes distances,
• que des techniques de comparaison à distance doivent être élaborées au niveau international
afin de pouvoir comparer les étalons optiques de fréquence,
accueille favorablement
• les activités du Groupe de travail commun au Comité consultatif des longueurs et au Comité
consultatif du temps et des fréquences pour examiner les fréquences des représentations de
la seconde fondées sur des fréquences optiques,
• les ajouts à la mise en pratique de la définition du mètre des radiations recommandées
approuvées par le Comité international des poids et mesures en 2002, 2003, 2005, 2006 et
2007,
• l’initiative prise par le Bureau international des poids et mesures (BIPM) de s’interroger sur le
moyen de comparer les étalons optiques de fréquence,
recommande que
• les laboratoires nationaux de métrologie engagent les ressources nécessaires à la mise au
point d’étalons optiques de fréquence et à leur comparaison,
• le BIPM œuvre à la coordination d’un projet international auquel participeraient les
laboratoires nationaux de métrologie, projet orienté vers l’étude des techniques qui pourraient
servir à comparer les étalons optiques de fréquence.
 Sur la clarification de la définition du kelvin, unité de température
thermodynamique (CR, 172)
Résolution 10
La 23e Conférence générale des poids et mesures,
considérant
• que le kelvin, l’unité de température thermodynamique, est défini par la fraction 1/273,16 de
la température thermodynamique du point triple de l’eau,
Annexe 1 • 81
• que la température du point triple de l’eau dépend des abondances relatives des isotopes de
l’hydrogène et de l’oxygène présents dans l’échantillon d’eau utilisé,
• que cet effet est maintenant l’une des sources majeures d’écarts observés entre les
différentes réalisations du point triple de l’eau,
prend acte de, et accueille favorablement, la décision du Comité international en
octobre 2005, sur l’avis du Comité consultatif de thermométrie, selon laquelle
• la définition du kelvin se réfère à une eau de composition isotopique spécifiée
• cette composition isotopique de l’eau est la suivante :
0,000 155 76 mole de 2H par mole de 1H,
0,000 379 9 mole de 17O par mole de 16O, et
0,002 005 2 mole de 18O par mole de 16O,
cette composition étant celle du matériau de référence de l’Agence internationale de l’énergie
atomique « Vienna Standard Mean Ocean Water (VSMOW) », recommandée par l’Union
internationale de chimie pure et appliquée dans « Atomic Weights of the Elements: Review
2000 »,
• cette composition est définie dans une note attachée à la définition du kelvin dans la
Brochure sur le Système international d’unités de la manière suivante :
« Cette définition se réfère à l’eau de composition isotopique définie par les rapports de quantité
de matière suivants : 0,000 155 76 mole de 2H par mole de 1H, 0,000 379 9 mole de 17O par
mole de 16O et 0,002 005 2 mole de 18O par mole de 16O ».
Note : Le kelvin a été redéfini par la CGPM à sa 26e réunion en 2018 (Résolution 1,
voir p. 92).
 Sur l’éventuelle redéfinition de certaines unités de base du Système
international d’unités (SI) (CR, 174)
Résolution 12
La 23e Conférence générale des poids et mesures,
considérant
• que les laboratoires nationaux de métrologie et le Bureau international des poids et mesures
(BIPM) ont consacré des efforts considérables depuis de nombreuses années en vue de
promouvoir et d’améliorer le Système international d’unités (SI), en repoussant les limites de
la métrologie, afin de définir les unités de base du SI en fonction de constantes de la nature –
les constantes physiques fondamentales,
• que parmi les sept unités de base du SI, seul le kilogramme est encore défini à partir d’un
objet matériel (artefact), à savoir le prototype international du kilogramme (2e CGPM, 1889 et
3e CGPM, 1901), et que les définitions de l’ampère, de la mole et de la candela dépendent du
kilogramme,
• la 21e Conférence générale a adopté en 1999 la Résolution 7, laquelle recommandait que
« les laboratoires nationaux poursuivent leurs efforts pour affiner les expériences qui relient
l’unité de masse à des constantes fondamentales ou atomiques et qui pourraient, dans
l’avenir, servir de base à une nouvelle définition du kilogramme »,
• de nombreux progrès ont été réalisés ces dernières années pour relier la masse du prototype
international à la constante de Planck, h, ou à la constante d’Avogadro, NA,
• les initiatives prises pour déterminer la valeur d’un certain nombre de constantes
fondamentales, y compris celle de la constante de Boltzmann kB,
• que des implications significatives et des avantages potentiels découlent de nouvelles
définitions du kilogramme, de l’ampère, du kelvin et de la mole, suite aux progrès récents
accomplis,
82 • Annexe 1
• la Recommandation 1 (CI-2005) du Comité international adoptée lors de sa session
d’octobre 2005 et diverses recommandations des Comités consultatifs sur la redéfinition
d’une ou plusieurs unités de base du SI,
notant
• que les changements dans les définitions des unités du SI doivent être cohérents,
• que les définitions des unités de base du SI doivent être faciles à comprendre,
• le travail effectué par le Comité international et par ses Comités consultatifs,
• la nécessité de contrôler les résultats des expériences,
• l’importance de solliciter les commentaires et les contributions de la vaste communauté des
scientifiques et des utilisateurs,
• la décision du Comité international en 2005 d’approuver, en principe, la préparation de
nouvelles définitions du kilogramme, de l’ampère, du kelvin et la possibilité de redéfinir la
mole,
recommande que les laboratoires nationaux de métrologie et le BIPM
• poursuivent les expériences appropriées afin que le Comité international puisse juger s’il est
possible ou non de redéfinir le kilogramme, l’ampère, le kelvin et la mole en utilisant des
valeurs fixées pour certaines constantes fondamentales lors de la 24e Conférence générale
en 2011,
• réfléchissent, en collaboration avec le Comité international, ses Comités consultatifs et les
groupes de travail concernés, aux moyens pratiques de réaliser les nouvelles définitions
fondées sur des valeurs fixées de constantes fondamentales, préparent une mise en pratique
de chacune d’elles, et examinent quel est le moyen le plus approprié pour expliquer les
nouvelles définitions aux utilisateurs,
• suscitent des campagnes de sensibilisation pour alerter les communautés d’utilisateurs sur
l’éventualité de nouvelles définitions afin que leurs implications techniques et juridiques, ainsi
que leurs réalisations pratiques, soient discutées et examinées avec soin,
et demande au Comité international de présenter un rapport à ce sujet à la 24e Conférence
générale en 2011 et d’entreprendre tous les préparatifs qu’il considère comme nécessaires de
manière à ce que, si les résultats des expériences sont jugés convenables et les besoins des
utilisateurs satisfaits, il puisse être officiellement proposé à la 24e Conférence générale
d’approuver de nouvelles définitions du kilogramme, de l’ampère, du kelvin et de la mole.
Note : La CGPM à sa 26e réunion (2018) a approuvé la révision du SI (Résolution 1,
voir p. 92).
CIPM, 2009
 Mises à jour de la liste des fréquences étalons (PV, 77, 105)
Recommandation 2
Le Comité international des poids et mesures (CIPM),
considérant
• qu’une liste commune des « valeurs recommandées de fréquences étalons destinées à la
mise en pratique de la définition du mètre et aux représentations secondaires de la
seconde » a été établie ;
• que le Groupe de travail commun au CCL et au CCTF sur les étalons de fréquence a
examiné plusieurs fréquences candidates en vue de leur inclusion dans cette liste ;
recommande
que les fréquences de transition suivantes soient incluses ou mises à jour dans la liste des
fréquences étalons recommandées :
• la transition optique non perturbée 5s2 1S0 – 5s 5p 3P0 de l’atome neutre de 87Sr,
à la fréquence de f = 429 228 004 229 873,7 Hz, avec une incertitude-type relative de
Annexe 1 • 83
1 × 10−15 (cette radiation a déjà été approuvée par le CIPM comme représentation secondaire
de la seconde) ;
• la transition optique non perturbée 5s2 1S0 – 5s 5p 3P0 de l’atome neutre de 88Sr,
à la fréquence de f = 429 228 066 418 012 Hz, avec une incertitude-type relative de
1 × 10−14 ;
• la transition optique non perturbée 4s 2S1/2 – 3d 2D5/2 de l’ion de 40Ca+, à la fréquence de
f = 411 042 129 776 393 Hz, avec une incertitude-type relative de 4 × 10−14 ;
• la transition optique non perturbée 2S1/2 (F = 0) – 2F7/2 (F = 3, mF = 0) de l’ion de 171Yb+, à la
fréquence de f = 642 121 496 772 657 Hz, avec une incertitude-type relative de 6 × 10−14 ;
• la transition optique non perturbée 6s2 1S0 (F = 1/2) – 6s 6p 3P0 (F = 1/2) de l’atome neutre de
171Yb à la fréquence de f = 518 295 836 590 864 Hz, avec une incertitude-type relative de
1,6 × 10−13.
24e CGPM, 2011
 Sur l’éventuelle révision à venir du Système international d’unités,
le SI (CR, 212)
Résolution 1
La Conférence générale des poids et mesures (CGPM), à sa 24e réunion,
considérant
• qu’il existe un consensus international sur l’importance, la valeur et les bénéfices potentiels de la
redéfinition d’un certain nombre d’unités du Système international d’unités (SI),
• que les laboratoires nationaux de métrologie et le Bureau international des poids et mesures
(BIPM) ont, à juste titre, déployé des efforts considérables au cours de ces dernières
décennies afin de faire progresser le Système international d’unités (SI),
en repoussant les limites de la métrologie, de façon à ce que les unités de base du SI
puissent être définies en s’appuyant sur les constantes de la nature – les constantes
physiques fondamentales ou les propriétés des atomes,
• qu’un exemple marquant du succès de ces efforts est la définition actuelle de l’unité de
longueur du SI, le mètre (17e réunion de la CGPM, 1983, Résolution 1), qui relie l’unité à une
valeur exacte de la vitesse de la lumière dans le vide c, à savoir 299 792 458 mètres par
seconde,
• que parmi les sept unités de base du SI, seul le kilogramme est encore défini à partir d’un
objet matériel (artefact), à savoir le prototype international du kilogramme (1re réunion de la
CGPM, 1889 ; 3e réunion de la CGPM, 1901), et que les définitions de l’ampère, de la mole et
de la candela dépendent du kilogramme,
• que, bien que le prototype international ait rendu des services à la science et la technologie
depuis qu’il a été sanctionné par la CGPM lors de sa 1re réunion en 1889, son utilisation
présente des limites importantes, l’une des plus significatives étant que sa masse n’est pas
explicitement reliée à une constante de la nature et que, par conséquent, sa stabilité à long
terme ne peut être garantie,
• que la CGPM, lors de sa 21e réunion en 1999, a adopté la Résolution 7, laquelle recommande
que « les laboratoires nationaux poursuivent leurs efforts pour affiner les expériences qui relient
l’unité de masse à des constantes fondamentales ou atomiques et qui pourraient, dans l’avenir,
servir de base à une nouvelle définition du kilogramme »,
• que de nombreux progrès ont été effectués ces dernières années pour relier la masse du
prototype international à la constante de Planck h, par des méthodes telles que les
expériences de la balance du watt ou les mesures de la masse d’un atome de silicium,
• que les incertitudes associées à l’ensemble des unités électriques du SI réalisées, directement ou
indirectement, au moyen de l’effet Josephson et de l’effet Hall quantique et à partir des valeurs
dans le SI des constantes de Josephson et de von Klitzing, KJ et RK, pourraient être réduites de
manière significative si le kilogramme était redéfini de façon à ce qu’il soit relié à une valeur
84 • Annexe 1
numérique exacte de h, et si l’ampère était redéfini de façon à ce qu’il soit relié à une valeur
numérique exacte de la charge élémentaire e,
• que la définition actuelle du kelvin se fonde sur une propriété intrinsèque de l’eau qui, bien
qu’étant une constante de la nature, dépend dans la pratique de la pureté et de la
composition isotopique de l’eau utilisée,
• qu’il est possible de redéfinir le kelvin de façon à le relier à une valeur numérique exacte de
la constante de Boltzmann k,
• qu’il est également possible de redéfinir la mole de façon à la relier à une valeur numérique
exacte de la constante d’Avogadro NA, de sorte qu’elle ne dépende plus de la définition du
kilogramme, même lorsque le kilogramme sera défini de façon à le relier à une valeur
numérique exacte de h, ce qui mettrait en évidence la distinction entre les grandeurs quantité
de matière et masse,
• que les incertitudes liées aux valeurs d’autres constantes fondamentales et facteurs de
conversion d’énergie importants seraient éliminées ou réduites de façon considérable si h, e,
k et NA avaient des valeurs numériques exactes lorsqu’elles sont exprimées en unités du SI,
• que la CGPM, lors de sa 23e réunion en 2007, a adopté la Résolution 12 qui expose le travail
à accomplir par les laboratoires nationaux de métrologie, le BIPM et le Comité international
des poids et mesures (CIPM), ainsi que ses Comités consultatifs, afin que les nouvelles
définitions du kilogramme, de l’ampère, du kelvin et de la mole fondées sur des constantes
fondamentales puissent être adoptées,
• que, bien que des progrès notables aient été réalisés, tous les objectifs fixés par la
Résolution 12 adoptée par la CGPM à sa 23e réunion n’ont pas été atteints, ce qui ne permet
pas au CIPM de soumettre une proposition finalisée,
• qu’il est néanmoins désormais possible de présenter une version claire et détaillée de ce qui
sera sans doute proposé,
prend acte de l’intention du Comité international des poids et mesures de proposer une révision
du SI qui se présenterait de la manière suivante :
• le Système international d’unités, le SI, sera le système d’unités selon lequel :
• la fréquence de la transition hyperfine dans l’état fondamental de l’atome de
césium 133 Δν(133Cs)hfs est égale à exactement 9 192 631 770 hertz,
• la vitesse de la lumière dans le vide c est égale à exactement 299 792 458 mètres par
seconde,
• la constante de Planck h est égale à exactement 6,626 06X × 10 joule seconde,
−34
• la charge élémentaire e est égale à exactement 1,602 17X × 10 coulomb,
−19
• la constante de Boltzmann k est égale à exactement 1,380 6X × 10 joule par kelvin,
−23
• la constante d’Avogadro N est égale à exactement 6,022 14X × 10 par mole,
A
23
• l’efficacité lumineuse K d’un rayonnement monochromatique de fréquence
cd
540 × 1012 Hz est égale à exactement 683 lumens par watt,
où
(i) les unités hertz, joule, coulomb, lumen et watt, qui ont respectivement pour symbole Hz, J, C,
lm, et W, sont reliées aux unités seconde, mètre, kilogramme, ampère, kelvin, mole et candela,
qui ont respectivement pour symbole s, m, kg, A, K, mol, et cd, selon les relations Hz = s–1,
J = m2 kg s–2, C = s A, lm = cd m2 m–2 = cd sr, et W = m2 kg s–3,
(ii) le symbole X dans le présent projet de résolution correspond à un ou plusieurs chiffres qui
devront être ajoutés aux valeurs numériques de h, e, k, et NA selon les valeurs résultant de
l’ajustement le plus récent fourni par la CODATA,
ce qui signifie que le SI continuera à être établi sur les sept unités de base actuelles et que
notamment
• le kilogramme restera l’unité de masse mais son amplitude sera déterminée en
fixant la valeur numérique de la constante de Planck à exactement
6,626 06X × 10–34 lorsqu’elle sera exprimée en m2 kg s–1, unité du SI égale au joule
seconde, J s,
Annexe 1 • 85
• l’ampère restera l’unité de courant électrique mais son amplitude sera déterminée en
fixant la valeur numérique de la charge élémentaire à exactement 1,602 17X × 10–19
lorsqu’elle sera exprimée en s A, unité du SI égale au coulomb, C,
• le kelvin restera l’unité de température thermodynamique mais son amplitude sera
déterminée en fixant la valeur numérique de la constante de Boltzmann à
exactement 1,380 6X × 10–23 lorsqu’elle sera exprimée en m2 kg s–2 K–1, unité du SI
égale au joule par kelvin J K–1,
• la mole restera l’unité de quantité de matière d’une entité élémentaire spécifique,
c’est-à-dire un atome, une molécule, un ion, un électron, ou toute autre particule ou
groupe particulier de telles particules, mais son amplitude sera déterminée en fixant
la valeur numérique de la constante d’Avogadro à exactement 6,022 14X × 1023
lorsqu’elle sera exprimée en unité du SI mol−1.
La Conférence générale des poids et mesures,
note également
• que les nouvelles définitions du kilogramme, de l’ampère, du kelvin et de la mole seront
rédigées en utilisant une formulation dite « à constante explicite », c’est-à-dire une définition
dans laquelle l’unité est définie indirectement en donnant explicitement une valeur exacte à
une constante fondamentale reconnue,
• que la définition actuelle du mètre est reliée à une valeur exacte de la vitesse de la lumière
dans le vide, qui est également une constante fondamentale reconnue,
• que la définition actuelle de la seconde est reliée à une valeur exacte caractérisant une
propriété bien définie de l’atome de césium, qui constitue également une constante de la
nature,
• que la définition existante de la candela n’est pas liée à une constante fondamentale mais
qu’elle peut être considérée comme étant reliée à une valeur exacte d’une constante de la
nature,
• que l’intelligibilité du Système international d’unités serait renforcée si toutes ses unités de
base étaient définies en utilisant la même formulation,
c’est pourquoi le Comité international des poids et mesures proposera également
de reformuler les définitions actuelles de la seconde, du mètre et de la candela selon une forme
complètement équivalente qui pourrait être la suivante :
• la seconde, symbole s, est l’unité de temps ; son amplitude est déterminée en fixant la valeur
numérique de la fréquence de la transition hyperfine de l’état fondamental de l’atome de
césium 133 au repos, à une température de 0 K, à exactement 9 192 631 770 lorsqu’elle est
exprimée en s–1, unité du SI égale au hertz, Hz,
• le mètre, symbole m, est l’unité de longueur ; son amplitude est déterminée en fixant la valeur
numérique de la vitesse de la lumière dans le vide à exactement 299 792 458 lorsqu’elle est
exprimée en unité du SI m s–1,
• la candela, symbole cd, est l’unité d’intensité lumineuse dans une direction donnée ;
son amplitude est déterminée en fixant la valeur numérique de l’efficacité lumineuse d’un
rayonnement monochromatique d’une fréquence de 540 × 1012 Hz à exactement 683
lorsqu’elle est exprimée en m–2 kg–1 s3 cd sr ou en cd sr W–1, unité du SI égale au lumen par
watt, lm W–1.
Il sera ainsi manifeste que les définitions des sept unités de base du SI découlent naturellement
des sept constantes précédemment indiquées.
En conséquence, à la date choisie pour mettre en œuvre la révision du SI
• la définition du kilogramme en vigueur depuis 1889, établie à partir de la masse du prototype
international du kilogramme (1re réunion de la CGPM, 1889 ; 3e réunion de la CGPM, 1901),
sera abrogée,
86 • Annexe 1
• la définition de l’ampère en vigueur depuis 1948 (9e réunion de la CGPM, 1948), établie à
partir de la définition proposée par le Comité international des poids et mesures (CIPM, 1946,
Résolution 2), sera abrogée,
• les valeurs conventionnelles de la constante de Josephson KJ–90 et de la constante de von
Klitzing RK–90 adoptées par le Comité international des poids et mesures
(CIPM, 1988, Recommandations 1 et 2) à la demande de la CGPM (18e réunion de la CGPM,
1987, Résolution 6) pour l’établissement des représentations du volt et de l’ohm à l’aide des
effets Josephson et Hall quantique, respectivement, seront abrogées,
• la définition du kelvin en vigueur depuis 1967/68 (13e réunion de la CGPM, 1967/68), établie
à partir d’une définition antérieure moins explicite (10e réunion de la CGPM, 1954,
Résolution 3), sera abrogée,
• la définition de la mole en vigueur depuis 1971 (14e réunion de la CGPM, 1971,
Résolution 3), selon laquelle la masse molaire du carbone 12 a la valeur exacte de
0,012 kg mol−1, sera abrogée,
• les définitions existantes du mètre, de la seconde et de la candela, en vigueur depuis leur
adoption par la CGPM lors de ses 17e (1983, Résolution 1), 13e (1967/68, Résolution 1) et
16e (1979, Résolution 3) réunions respectivement, seront abrogées.
La Conférence générale des poids et mesures,
prend en considération qu’à la même date
• la masse du prototype international du kilogramme m(K) sera égale à 1 kg, avec cependant
une incertitude relative égale à celle de la valeur recommandée de h juste avant la
redéfinition, puis sa valeur sera déterminée de façon expérimentale,
• la constante magnétique (la perméabilité du vide) µ0 sera égale à 4π × 10–7 H m–1, avec
cependant une incertitude relative égale à celle de la valeur recommandée de la constante
de structure fine α, puis sa valeur sera déterminée de façon expérimentale,
• la température thermodynamique du point triple de l’eau TTPW sera égale à 273,16 K, avec
cependant une incertitude relative égale à celle de la valeur recommandée de k juste avant la
redéfinition, puis sa valeur sera déterminée de façon expérimentale,
• la masse molaire du carbone 12 M(12C) sera égale à 0,012 kg mol–1, avec cependant une
incertitude relative égale à celle de la valeur recommandée de NAh juste avant la redéfinition,
puis sa valeur sera déterminée de façon expérimentale.
La Conférence générale des poids et mesures,
encourage
• les chercheurs des laboratoires nationaux de métrologie, le BIPM et les institutions
universitaires à poursuivre leurs efforts et à transmettre à la communauté scientifique en
général et à la CODATA en particulier les résultats de leurs travaux sur la détermination des
constantes de h, e, k, et NA, et
• le BIPM à poursuivre son travail afin d’assurer la traçabilité au prototype international du
kilogramme des prototypes de masse qu’il maintient, ainsi qu’à mettre au point un ensemble
d’étalons de référence qui permettra de faciliter la dissémination de l’unité de masse une fois
le kilogramme redéfini,,
et invite
• la CODATA à continuer à fournir des valeurs pour les constantes fondamentales de la
physique ajustées à partir de toutes les données pertinentes disponibles, ainsi qu’à
transmettre les résultats au CIPM par l’intermédiaire du Comité consultatif des unités,
puisque ce sont les valeurs et incertitudes de la CODATA qui seront utilisées pour la révision
du SI,
• le CIPM à lui proposer de réviser le SI dès que les recommandations de la Résolution 12
adoptée par la CGPM à sa 23e réunion seront satisfaites, en particulier la préparation des
mises en pratique des nouvelles définitions du kilogramme, de l’ampère, du kelvin et de la
mole,
• le CIPM à poursuivre son travail afin d’obtenir une meilleure formulation des définitions des
unités de base du SI fondées sur des constantes fondamentales, l’objectif étant de parvenir,
Annexe 1 • 87
autant que possible, à une description plus facilement compréhensible pour l’ensemble des
utilisateurs tout en gardant rigueur et clarté scientifiques,
• le CIPM, les Comités consultatifs, le BIPM, l’OIML et les laboratoires nationaux de métrologie
à intensifier leurs efforts afin de mettre en place des campagnes de sensibilisation pour
informer les communautés d’utilisateurs et le grand public du projet de redéfinition de
certaines unités du SI, et à encourager l’examen des implications juridiques, techniques et
pratiques de ces redéfinitions, afin de solliciter les commentaires et les contributions de la
vaste communauté des scientifiques et des utilisateurs.
Note : La CGPM à sa 26e réunion (2018) a approuvé la révision du SI (Résolution 1, voir
p. 92).
Le symbole X apparaissant dans l’expression des constantes indique que le chiffre
correspondant n’était pas connu au moment de l’adoption de la Résolution.
 Sur la révision de la mise en pratique de la définition du mètre et sur la mise
au point de nouveaux étalons optiques de fréquence (CR, 227)
Résolution 8
La Conférence générale des poids et mesures (CGPM), à sa 24e réunion,
considérant
• que les performances des étalons optiques de fréquence s’améliorent rapidement et de manière
très significative,
• que les laboratoires nationaux de métrologie mettent actuellement en œuvre des techniques de
comparaison à courte distance d’étalons optiques de fréquence,
• que des techniques de comparaison à distance d’étalons optiques de fréquence doivent être
mises au point au niveau international,
accueille favorablement
• les activités du Groupe de travail commun au Comité consultatif des longueurs (CCL) et au
Comité consultatif du temps et des fréquences (CCTF) visant à examiner les fréquences des
représentations optiques de la seconde,
• les éléments ajoutés par le CIPM en 2009 à la liste commune des « valeurs recommandées de
fréquences étalons destinées à la mise en pratique de la définition du mètre et aux
représentations secondaires de la seconde »,
• l’établissement d’un groupe de travail du CCTF sur la coordination de la mise au point de
techniques avancées de comparaison de temps et de fréquences,
recommande que
• les laboratoires nationaux de métrologie engagent les ressources nécessaires à la mise au point
d’étalons optiques de fréquence et à leur comparaison,
• le BIPM aide à la coordination d’un projet international auquel participeraient les laboratoires
nationaux de métrologie, portant sur l’étude des techniques qui pourraient être utilisées pour
comparer les étalons optiques de fréquence.
CIPM, 2013
 Mises à jour de la liste des fréquences étalons (PV, 81, 53)
Recommandation 1
Le Comité international des poids et mesures (CIPM),
considérant
• qu’une liste commune des « valeurs recommandées des fréquences étalons destinées à la
mise en pratique de la définition du mètre et aux représentations secondaires de la
seconde » a été établie,
88 • Annexe 1
• que le Groupe de travail commun au CCL et au CCTF sur les étalons de fréquence a
examiné plusieurs fréquences candidates en vue de leur inclusion dans cette liste,
recommande d’apporter les changements suivant à la liste commune des « valeurs
recommandées des fréquences étalons destinées à la mise en pratique de la définition du mètre
et aux représentations secondaires de la seconde » :
• inclure la fréquence de la transition suivante dans la liste des fréquences étalons
recommandées :
− la transition optique non perturbée 6s2 1S0 – 6s 6p 3P0 de l’atome neutre de 199Hg,
à la fréquence de 1 128 575 290 808 162 Hz avec une incertitude-type relative
estimée de 1,7 × 10−14 ;
• mettre à jour les fréquences des transitions suivantes dans la liste des fréquences étalons
recommandées :
− la transition optique non perturbée 4s 2S1/2 – 3d 2D5/2 de l’ion de 40Ca+,
à la fréquence de 411 042 129 776 395 Hz avec une incertitude-type relative estimée
de 1,5 × 10−14 ;
− la transition optique non perturbée 1S – 2S de l’atome neutre de 1H, à la fréquence
de 1 233 030 706 593 518 Hz avec une incertitude-type relative estimée de
1,2 × 10−14 ;
Remarque : cette fréquence correspond à la moitié de l’écart en énergie entre les états 1S et
2S ;
• mettre à jour les fréquences des transitions suivantes dans la liste des fréquences étalons
recommandées et les approuver comme représentations secondaires de la seconde :
− la transition optique non perturbée 6s 2S1/2 – 4f13 6s2 2F7/2 de l’ion de 171Yb+ (octupôle),
à la fréquence de 642 121 496 772 645,6 Hz avec une incertitude-type relative
estimée de 1,3 × 10−15 ;
− la transition optique non perturbée 6s2 1S0 – 6s 6p 3P0 de l’atome neutre de 171Yb,
à la fréquence de 518 295 836 590 865,0 Hz avec une incertitude-type relative
estimée de 2,7 × 10−15 ;
• inclure la fréquence de la transition suivante dans la liste des fréquences étalons
recommandées et l’approuver comme représentation secondaire de la seconde :
− la transition optique non perturbée 3s2 1S0 – 3s 3p 3P0 de l’ion de 27Al+, à la fréquence
de 1 121 015 393 207 857,3 Hz avec une incertitude-type relative estimée de
1,9 × 10−15 ;
• mettre à jour les fréquences des transitions suivantes dans la liste des fréquences étalons
recommandées et les approuver comme représentations secondaires de la seconde :
− la transition optique non perturbée 5d10 6s 2S1/2 – 5d9 6s2 2D5/2 de l’ion de 199Hg+,
à la fréquence de 1 064 721 609 899 145,3 Hz avec une incertitude-type relative
estimée de 1,9 × 10−15 ;
− la transition optique non perturbée 6s 2S1/2 (F = 0, mF = 0) – 5d 2D3/2 (F = 2, mF = 0) de
l’ion de 171Yb+ (quadrupôle), à la fréquence de 688 358 979 309 307,1 Hz avec une
incertitude-type relative estimée de 3 × 10−15 ;
− la transition optique non perturbée 5s 2S1/2 – 4d 2D5/2 de l’ion de 88Sr+, à la fréquence
de 444 779 044 095 485,3 Hz avec une incertitude-type relative estimée de
4,0 × 10−15 ;
− la transition optique non perturbée 5s2 1S0 – 5s5p 3P0 de l’atome neutre de 87Sr, à la
fréquence de 429 228 004 229 873,4 Hz avec une incertitude-type relative estimée de
1 × 10−15 ;
• mettre à jour la fréquence de la transition suivante dans la liste des fréquences étalons
recommandées et l’approuver comme représentation secondaire de la seconde :
− la transition quantique hyperfine non perturbée de l’état fondamental de l’atome de
87Rb, à la fréquence de 6 834 682 610,904 312 Hz avec une incertitude-type
relative estimée de 1,3 × 10−15.
Annexe 1 • 89
Remarque : La valeur de l’incertitude-type est supposée correspondre à un niveau de confiance
de 68 %. Toutefois, étant donné le nombre très limité de résultats disponibles, il se peut que,
rétrospectivement, cela ne s’avère pas exact.
25e CGPM, 2014
 Sur la révision à venir du Système international d’unités, le SI (CR, 177 et
Metrologia, 2015, 52, 155)
Résolution 1
La Conférence générale des poids et mesures (CGPM), à sa 25e réunion,
rappelant
• la Résolution 1 adoptée par la CGPM à sa 24e réunion (2011) qui prend acte de l’intention du
Comité international des poids et mesures (CIPM) de proposer une révision du SI consistant à
relier les définitions du kilogramme, de l’ampère, du kelvin et de la mole à des valeurs numériques
exactes de la constante de Planck h, de la charge élémentaire e, de la constante de Boltzmann k,
et de la constante d’Avogadro NA, respectivement, et à modifier la façon de définir le SI, ainsi que
la formulation des définitions des unités du SI pour les grandeurs temps, longueur, masse, courant
électrique, température thermodynamique, quantité de matière et intensité lumineuse, de manière
à ce que les constantes de référence sur lesquelles se fonde le SI apparaissent clairement,
• les nombreux avantages, mentionnés dans la Résolution 1, que présentera cette révision du SI
pour la science, la technologie, l’industrie et le commerce, tel que le fait de relier le kilogramme à
une constante de la nature et non plus à la masse d’un objet matériel (artefact), ce qui assurera sa
stabilité à long terme,
• la Résolution 7 adoptée par la CGPM à sa 21e réunion (1999) qui encourage les laboratoires
nationaux de métrologie à poursuivre les expériences visant à parvenir à une telle redéfinition du
kilogramme,
• la Résolution 12 adoptée par la CGPM à sa 23e réunion (2007) qui décrit les travaux devant
être effectués par les laboratoires nationaux de métrologie, le Bureau international des poids
et mesures (BIPM), ainsi que le CIPM et ses Comités consultatifs, afin de permettre
l’adoption par la CGPM de la révision du SI,
considérant les progrès significatifs réalisés afin d’effectuer les travaux nécessaires, parmi
lesquels,
• l’acquisition des données pertinentes, et leur analyse par le Committee on Data for Science
and Technology (CODATA), afin d’obtenir les valeurs requises pour les constantes
fondamentales de h, e, k, et NA,
• la mise au point par le BIPM d’un ensemble d’étalons de masse de référence qui permettra
de faciliter la dissémination de l’unité de masse une fois le SI révisé,
• la préparation des mises en pratique des nouvelles définitions du kilogramme, de l’ampère,
du kelvin et de la mole,
notant que le Comité consultatif des unités (CCU), le CIPM, le BIPM, les laboratoires nationaux
de métrologie et les Comités consultatifs doivent poursuivre leurs travaux en se concentrant sur
• la mise en place de campagnes de sensibilisation pour informer les communautés
d’utilisateurs et le grand public du projet de révision du SI,
• la préparation de la 9e édition de la Brochure sur le SI dans laquelle le SI révisé serait
présenté de façon compréhensible par l’ensemble des lecteurs sans pour autant en
compromettre la rigueur scientifique,
considérant que, malgré les progrès effectués, les données disponibles ne semblent pas
encore suffisamment robustes pour que la CGPM adopte le SI révisé lors de sa 25e réunion,
90 • Annexe 1
encourage
• les laboratoires nationaux de métrologie, le BIPM et les institutions universitaires à poursuivre
leurs efforts afin de déterminer expérimentalement les valeurs des constantes de h, e, k et NA
au niveau d’incertitude requis,
• les laboratoires nationaux de métrologie à continuer activement à examiner et discuter de ces
résultats au sein des Comités consultatifs,
• le CIPM à continuer à planifier la mise en œuvre de la Résolution 1 adoptée par la CGPM à
sa 24e réunion (2011), en collaboration étroite avec les Comités consultatifs et le CCU,
• le CIPM et ses Comités consultatifs, les laboratoires nationaux de métrologie, le BIPM, ainsi
que d’autres organisations telles que l’Organisation internationale de métrologie légale
(OIML), à poursuivre leurs efforts afin d’effectuer les travaux nécessaires pour que la CGPM
adopte, lors de sa 26e réunion, une résolution permettant de remplacer le SI actuel par le SI
révisé, sous réserve que les données obtenues, tant concernant leur nombre, les incertitudes
associées ou leur niveau de cohérence, soient jugées satisfaisantes.
Note : La CGPM à sa 26e réunion (2018) a approuvé la révision du SI (Résolution 1,
voir p. 92).
CIPM, 2015
 Mises à jour de la liste des fréquences étalons (PV, 83, 54)
Recommandation 2
Le Comité international des poids et mesures (CIPM),
considérant
• qu’une liste commune des « valeurs recommandées de fréquences étalons destinées à la
mise en pratique de la définition du mètre et aux représentations secondaires de la
seconde » a été établie,
• que le Groupe de travail commun au CCL et au CCTF sur les étalons de fréquence a
examiné plusieurs fréquences candidates afin de mettre à jour cette liste,
recommande
que les fréquences des transitions suivantes soient mises à jour dans la liste des fréquences
étalons recommandées :
• la transition optique non perturbée 6s2 1S0 – 6s6p 3P0 de l’atome neutre de 199Hg,
à la fréquence de f199Hg = 1 128 575 290 808 154,8 Hz avec une incertitude-type relative
estimée de 6 × 10−16 ;
• la transition optique non perturbée 6s 2S1/2 – 4f13 6s2 2F7/2 de l’ion de 171Yb+, à la fréquence de
f171Yb+ (octupôle) = 642 121 496 772 645,0 Hz avec une incertitude-type relative estimée de
6 × 10−16 (cette radiation a déjà été approuvée par le CIPM comme représentation secondaire
de la seconde) ;
• la transition optique non perturbée 6s 2S1/2 (F = 0, mF = 0) – 5d 2D3/2 (F = 2, mF = 0) de l’ion
de 171Yb+, à la fréquence de f171Yb+ (quadripôle) = 688 358 979 309 308,3 Hz avec une
incertitude-type relative estimée de 6 × 10−16 (cette radiation a déjà été approuvée par le
CIPM comme représentation secondaire de la seconde) ;
• la transition optique non perturbée 5s 2S1/2 – 4d 2D5/2 de l’ion de 88Sr+, à la fréquence de
f88Sr+ = 444 779 044 095 486,6 Hz avec une incertitude-type relative estimée de 1,6 × 10−15
(cette radiation a déjà été approuvée par le CIPM comme représentation secondaire de la
seconde) ;
• la transition optique non perturbée 4s 2S1/2 – 3d 2D5/2 de l’ion de 40Ca+, à la fréquence de
f40Ca+ = 411 042 129 776 398,4 Hz avec une incertitude-type relative estimée de 1,2 × 10−14 ;
• la transition optique non perturbée 1S – 2S de l’atome neutre de 1H, à la fréquence de
f1H = 1 233 030 706 593 514 Hz avec une incertitude-type relative estimée de 9 × 10−15 ;
Annexe 1 • 91
Remarque : cette fréquence correspond à la moitié de l’écart en énergie entre les états 1S et
2S ;
• la transition optique non perturbée 5s2 1S0 – 5s5p 3P0 de l’atome neutre de 87Sr,
à la fréquence de f87Sr = 429 228 004 229 873,2 Hz avec une incertitude-type relative estimée
de 5 × 10−16 (cette radiation a déjà été approuvée par le CIPM comme représentation
secondaire de la seconde) ;
• la transition optique non perturbée 6s2 1S0 – 6s6p 3P0 de l’atome neutre de 171Yb,
à la fréquence de f171Yb = 518 295 836 590 864,0 Hz avec une incertitude-type relative
estimée de 2 × 10−15 (cette radiation a déjà été approuvée par le CIPM comme représentation
secondaire de la seconde) ;
• la transition hyperfine non perturbée de l’état fondamental de l’atome de 87Rb,
à la fréquence de f87Rb = 6 834 682 610,904 310 Hz avec une incertitude-type relative estimée
de 7 × 10−16 (cette radiation a déjà été approuvée par le CIPM comme représentation
secondaire de la seconde) ;
recommande par ailleurs
que les fréquences des transitions suivantes soient incluses dans la liste des fréquences étalons
recommandées :
• Molécule absorbante de 127I ,
2 composante a1 du spectre d’absorption saturée,
transition R(36) 32-0.
Les valeurs fa1 = 564 074 632,42 MHz
λa1 = 531 476 582,65 fm
avec une incertitude-type relative estimée de 1 × 10−10 s’appliquent à la radiation d’un laser à
diode à rétroaction répartie doublé en fréquence, asservi à l’aide d’une cellule d’iode située à
l’extérieur du laser.
• Atome absorbant de 87Rb, transition 5S1/2 - 5P3/2, croisement de niveaux entre les
composantes hyperfines d et f de l’absorption saturée à 780 nm (transition D2).
Les valeurs fcroisement d/f = 384 227 981,9 MHz
λcroisement d/f = 780 246 291,6 fm
avec une incertitude-type relative estimée de 5 × 10−10 s’appliquent à la radiation d’un laser
accordable à diode et à cavité externe, asservi sur la résonance de croisement de niveaux d/f
dans une cellule de rubidium située à l’extérieur du laser.
Remarque : La valeur de l’incertitude-type est supposée correspondre à un niveau de confiance
de 68 %. Toutefois, étant donné le nombre très limité de résultats disponibles, il se peut que,
rétrospectivement, cela ne s’avère pas exact.
Note : Des mises à jour sont disponibles sur le site internet du BIPM.
CIPM, 2017
 Sur les progrès réalisés en vue d’une éventuelle révision du SI (PV, 85, 28)
Décision 10
Le CIPM accueille favorablement les recommandations relatives à la révision du SI formulées
par ses Comités consultatifs.
Le CIPM note que les conditions fixées pour procéder à la révision du SI sont désormais
remplies et décide de soumettre le Projet de résolution A à la Conférence générale des poids et
mesures (CGPM) à sa 26e réunion et de prendre toutes les autres dispositions nécessaires en
vue de procéder, tel que cela a été planifié, à la redéfinition du kilogramme, de l’ampère,
du kelvin et de la mole.
92 • Annexe 1
26e CGPM, 2018
 Sur la révision du Système international d’unités (SI) (CR, 210 et Metrologia,
2019, 56, 022001)
Résolution 1
La Conférence générale des poids et mesures (CGPM), à sa 26e réunion,
considérant
• qu’il est essentiel de disposer d’un Système international d’unités (SI) uniforme et accessible
dans le monde entier, pour le commerce international, l’industrie de haute technologie, la santé
humaine et la sécurité, la protection de l’environnement, les études sur l’évolution du climat,
ainsi que la science fondamentale qui étaye tous ces domaines,
• que les unités du SI doivent être stables sur le long terme, auto cohérentes et réalisables
dans la pratique, en étant fondées sur la description théorique actuelle de la nature, au plus
haut niveau,
• qu’une révision du SI visant à satisfaire ces exigences a été proposée dans la Résolution 1
adoptée à l’unanimité par la CGPM à sa 24e réunion (2011), qui expose en détail une
nouvelle façon de définir le SI à partir d’un ensemble de sept constantes, choisies parmi les
constantes fondamentales de la physique et d’autres constantes de la nature, à partir
desquelles les définitions des sept unités de base sont déduites,
• que les conditions requises par la CGPM à sa 24e réunion (2011), confirmées à sa
25e réunion (2014), pour procéder à l’adoption d’une telle révision du SI sont désormais
remplies,
décide
qu’à compter du 20 mai 2019, le Système international d’unités, le SI, est le système d’unités
selon lequel :
• la fréquence de la transition hyperfine de l’état fondamental de l’atome de
césium 133 non perturbé, ∆νCs, est égale à 9 192 631 770 Hz,
• la vitesse de la lumière dans le vide, c, est égale à 299 792 458 m/s,
• la constante de Planck, h, est égale à 6,626 070 15 × 10−34 J s,
• la charge élémentaire, e, est égale à 1,602 176 634 × 10−19 C,
• la constante de Boltzmann, k, est égale à 1,380 649 × 10−23 J/K,
• la constante d’Avogadro, NA, est égale à 6,022 140 76 × 1023 mol−1,
• l’efficacité lumineuse d’un rayonnement monochromatique de fréquence
540 × 1012 Hz, Kcd, est égale à 683 lm/W,
où les unités hertz, joule, coulomb, lumen et watt, qui ont respectivement pour symbole Hz, J, C,
lm et W, sont reliées aux unités seconde, mètre, kilogramme, ampère, kelvin, mole et candela,
qui ont respectivement pour symbole s, m, kg, A, K, mol et cd, selon les relations, J = kg m2 s– 2,
C = A s, lm = cd m2 m –2 = cd sr, et W = kg m2 s–3,
prend acte des conséquences de la révision du SI concernant les unités de base du SI,
énoncées dans la Résolution 1 adoptée par la CGPM à sa 24e réunion (2011), et les confirme
dans les annexes de la présente résolution, qui ont même force que la résolution elle-même,
invite le Comité international des poids et mesures (CIPM) à publier une nouvelle édition de la
Brochure sur le SI, « Le Système international d’unités », contenant une description complète du
SI révisé.
Annexe 1. Abrogation des précédentes définitions des unités de base
Il résulte de la nouvelle définition du SI décrite ci-dessus qu’à compter du 20 mai 2019 :
• la définition de la seconde en vigueur depuis 1967/68 (13e réunion de la CGPM,
Résolution 1) est abrogée,
• la définition du mètre en vigueur depuis 1983 (17e réunion de la CGPM, Résolution 1)
est abrogée,
Annexe 1 • 93
• la définition du kilogramme en vigueur depuis 1889 (1ère réunion de la CGPM, 1889,
3e réunion de la CGPM, 1901), établie à partir de la masse du prototype international du
kilogramme, est abrogée,
• la définition de l’ampère en vigueur depuis 1948 (9e réunion de la CGPM), établie à partir de
la définition proposée par le CIPM (1946, Résolution 2), est abrogée,
• la définition du kelvin en vigueur depuis 1967/68 (13e réunion de la CGPM, Résolution 4)
est abrogée,
• la définition de la mole en vigueur depuis 1971 (14e réunion de la CGPM, Résolution 3)
est abrogée,
• la définition de la candela en vigueur depuis 1979 (16e réunion de la CGPM, Résolution 3) est
abrogée,
• la décision d’adopter les valeurs conventionnelles de la constante de Josephson KJ–90 et de
la constante de von Klitzing RK–90, prise par le CIPM (1988, Recommandations 1 et 2)
à la demande de la CGPM (18e réunion de la CGPM, 1987, Résolution 6) pour
l’établissement des représentations du volt et de l’ohm à l’aide des effets Josephson et Hall
quantique, respectivement, est abrogée.
Annexe 2. Statut des constantes utilisées antérieurement dans les anciennes définitions
Il résulte de la nouvelle définition du SI décrite ci-dessus, et des valeurs recommandées dans
l’ajustement spécial de 2017 du Committee on Data for Science and Technology (CODATA),
sur lesquelles se fondent les valeurs des constantes choisies pour définir le SI, qu’à compter du
20 mai 2019 :
• la masse du prototype international du kilogramme, m(K), est égale à 1 kg avec une
incertitude-type relative égale à celle de la valeur recommandée de h au moment de
l’adoption de la présente résolution, à savoir 1,0 × 10−8 ; dans le futur, sa valeur sera
déterminée de façon expérimentale,
• la perméabilité magnétique du vide, µ0, est égale à 4π × 10–7 H m–1 avec une incertitude-type
relative égale à celle de la valeur recommandée de la constante de structure fine α
au moment de l’adoption de la présente résolution, à savoir 2,3 × 10−10 ; dans le futur,
sa valeur sera déterminée de façon expérimentale,
• la température thermodynamique du point triple de l’eau, TTPW, est égale à 273,16 K avec
une incertitude-type relative presque égale à celle de la valeur recommandée de k
au moment de l’adoption de la présente résolution, à savoir 3,7 × 10−7 ; dans le futur, sa
valeur sera déterminée de façon expérimentale,
• la masse molaire du carbone 12, M(12C), est égale à 0,012 kg mol–1 avec une incertitude-type
relative égale à celle de la valeur recommandée de NAh au moment de l’adoption de la présente
résolution, à savoir 4,5 × 10−10 ; dans le futur, sa valeur sera déterminée de façon expérimentale.
Annexe 3. Les unités de base du SI
La nouvelle définition du SI décrite ci-dessus, fondée sur les valeurs numériques fixées des
constantes choisies, permet de déduire la définition de chacune des sept unités de base du SI à
l’aide d’une ou plusieurs de ces constantes, selon les cas. Les définitions qui en découlent,
qui prendront effet à compter du 20 mai 2019, sont les suivantes :
• La seconde, symbole s, est l’unité de temps du SI. Elle est définie en prenant la valeur
numérique fixée de la fréquence du césium, ∆νCs, la fréquence de la transition hyperfine de
l’état fondamental de l’atome de césium 133 non perturbé, égale à 9 192 631 770 lorsqu’elle
est exprimée en Hz, unité égale à s–1.
• Le mètre, symbole m, est l’unité de longueur du SI. Il est défini en prenant la valeur
numérique fixée de la vitesse de la lumière dans le vide, c, égale à 299 792 458 lorsqu’elle
est exprimée en m/s, la seconde étant définie en fonction de ∆νCs.
• Le kilogramme, symbole kg, est l’unité de masse du SI. Il 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 c et ∆νCs.
94 • Annexe 1
• L’ampère, symbole A, est l’unité de courant électrique du SI. Il 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 ∆νCs.
• Le kelvin, symbole K, est l’unité de température thermodynamique du SI. Il 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 h, c et ∆νCs.
• La mole, symbole mol, 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.
La quantité de matière, symbole n, d’un système est une représentation du nombre d’entités
élémentaires spécifiées. Une entité élémentaire peut être un atome, une molécule, un ion,
un électron, ou toute autre particule ou groupement spécifié de particules.
• La candela, symbole cd, est l’unité du SI d’intensité lumineuse dans une direction donnée.
Elle 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 cd sr kg–1 m–2 s3, le kilogramme, le mètre et
la seconde étant définis en fonction de h, c et ∆νCs.
27e CGPM, 2022
 Sur l’extension de la liste des préfixes du SI (CR, 210 et Metrologia, 2023,
60, 013001)
Résolution 3
La Conférence générale des poids et mesures (CGPM), à sa 27e réunion,
rappelant les décisions prises lors de ses précédentes réunions lorsqu’il a été considéré
opportun d’étendre la liste des préfixes du SI, notamment la Résolution 12 (paragraphe 3)
adoptée par la CGPM à sa 11e réunion (1960), la Résolution 8 adoptée par la CGPM à sa
12e réunion (1964), la Résolution 10 adoptée par la CGPM à sa 15e réunion (1975), et la
Résolution 4 adoptée par la CGPM à sa 19e réunion (1991),
considérant
− le rôle essentiel que joue le Système international d’unités (SI) afin d’établir la confiance
dans l’exactitude et la comparabilité au niveau mondial des mesures nécessaires pour le
commerce international, l’industrie, la santé humaine et la sécurité, la protection de
l’environnement, les études sur l’évolution du climat, ainsi que la recherche scientifique,
− les avantages à encourager l’utilisation des unités du SI en mettant de nouveaux préfixes
du SI à la disposition des communautés scientifiques qui dépendent de mesures qui
ne sont pas couvertes par les préfixes existant actuellement,
− les besoins de la science des données, dans un futur proche, afin d’exprimer des
quantités d’informations numériques d’un ordre de grandeur supérieur à 1024,
− l’importance de prendre une mesure en temps opportun afin d’éviter que des noms de
préfixe non officiels ne soient adoptés de facto par d’autres communautés,
décide d’ajouter à la liste des préfixes du SI pour la formation des noms des multiples et
sous-multiples des unités les préfixes suivants :
Facteur par lequel Préfixe Symbole
l’unité est multipliée
1027 ronna R
10−27 ronto r
1030 quetta Q
10−30 quecto q
Annexe 2 • 95
Annexe 2. Réalisation pratique des principales unités
L’annexe 2 est publiée uniquement sous forme électronique sur le site internet du BIPM
(www.bipm.org).
96 • Annexe 3
Annexe 3. Unités pour la mesure des grandeurs
photochimiques et photobiologiques
L’annexe 3 est publiée uniquement sous forme électronique sur le site internet du BIPM
(www.bipm.org).
Annexe 4 • 97
Annexe 4. Notes historiques sur l’évolution
du Système international d’unités
et ses unités de base
Partie 1. L’évolution historique de la réalisation des unités du SI
Les méthodes expérimentales utilisées pour réaliser les unités à l’aide d’équations de la
physique sont appelées méthodes primaires. Une méthode primaire a pour caractéristique
essentielle de permettre de mesurer directement une grandeur dans une unité particulière à
partir de sa définition en utilisant seulement des grandeurs et constantes qui n’impliquent
pas elles-mêmes l’unité en question.
De façon traditionnelle, une unité pour une grandeur donnée était considérée comme un
exemple particulier de cette grandeur, choisie pour fournir des valeurs numériques de
mesures courantes d’une taille convenable. Avant l’avènement de la science moderne,
les unités étaient nécessairement définies à partir d’artéfacts matériels, notamment le mètre
pour la longueur et le kilogramme pour la masse, ou à partir de la propriété d’un objet
particulier, comme la rotation de la Terre pour la seconde. Toutefois, même à l’origine du
système métrique à la fin du 18e siècle, il était reconnu qu’une définition plus souhaitable
de l’unité de longueur, par exemple, serait une définition fondée sur une propriété
universelle de la nature telle que la longueur d’un pendule battant la seconde. Une telle
définition serait indépendante du moment et du lieu de réalisation de l’unité et serait en
principe accessible dans le monde entier. À cette époque, des considérations pratiques ont
conduit à des définitions plus simples, fondées sur des artéfacts, du mètre et du kilogramme
et la seconde est restée liée à la rotation de la Terre. Ce n’est qu’en 1960 que la première
définition non matérielle du mètre, à savoir la longueur d’onde d’un rayonnement optique
spécifique, a été adoptée.
Les définitions de l’ampère, du kelvin, de la mole et de la candela qui furent ensuite
adoptées ne faisaient pas référence à des artéfacts matériels : la définition de l’ampère était
fondée sur un courant électrique spécifique requis pour produire une force
électromagnétique donnée et la définition du kelvin sur un état thermodynamique
particulier du point triple de l’eau. La définition atomique de la seconde reposait sur une
transition spécifique de l’atome de césium. Le kilogramme a toujours fait exception puisque
c’était la seule unité restant fondée sur un artéfact. La définition qui a ouvert la voie à une
réelle universalité a été celle du mètre adoptée en 1983. Bien qu’elle ne l’indique pas
explicitement, cette définition impliquait une valeur numérique fixée de la vitesse de la
lumière. La définition était formulée, cependant, de façon traditionnelle et énonçait pour
l’essentiel que le mètre était la distance parcourue par la lumière en un temps donné.
De cette façon, la définition du mètre avait la même forme que les définitions des autres
unités de base du SI (« l’ampère est le courant qui... », « le kelvin est une fraction d’une
température précise », etc.). De telles définitions peuvent être désignées sous le terme de
« définitions à unité explicite ».
98 • Annexe 4
Bien que ces définitions répondent à plusieurs des exigences d’universalité et
d’accessibilité, et qu’elles peuvent être réalisées de diverses façons possibles, elles limitent
toutefois les réalisations pratiques à des expériences directement ou indirectement liées aux
conditions ou états particuliers précisés dans les définitions. Par conséquent, l’exactitude de
la mise en pratique de telles définitions ne peut jamais être meilleure que l’exactitude de la
réalisation des conditions ou états particuliers précisés dans les définitions.
C’est un problème particulier avec l’actuelle définition de la seconde fondée sur une
transition microonde d’un atome de césium. Il a été établi que les fréquences des transitions
optiques de différents atomes ou ions sont désormais plus reproductibles, de quelques
ordres de grandeur, que la fréquence définie du césium.
Dans la présente révision du SI fondée sur un ensemble de constantes choisies, au lieu que
chaque définition indique une condition ou un état spécifique, ce qui impose une limite
fondamentale à l’exactitude de la réalisation, toute équation appropriée de la physique qui
relie la ou les constantes particulières à la grandeur à mesurer peut être utilisée. Les unités
de base sont ainsi définies de façon beaucoup plus générale, sans limite imposée par la
science ou les technologies actuelles car les progrès à venir pourront conduire à découvrir
des équations aujourd’hui inconnues qui permettront de réaliser les unités de différentes
manières, à un niveau d’exactitude beaucoup plus élevé. Avec un système d’unités ainsi
défini, il n’existe en principe aucune limite concernant l’incertitude à laquelle une unité
peut être réalisée. L’exception reste la définition de la seconde pour laquelle la transition
microonde du césium est conservée, pour le moment, comme base de la définition.
La différence entre une « définition à unité explicite » et une « définition à constante
explicite » peut être clairement illustrée à l’aide des deux précédentes définitions du mètre
qui reposaient sur une valeur numérique fixée de la vitesse de la lumière ou à l’aide des
deux définitions du kelvin. La définition originale du mètre de 1983 indique, en effet, que
« le mètre est la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée
de 1/299 792 458 de seconde ». La nouvelle définition indique simplement que le mètre est
défini en fonction de la constante définissant la seconde, la fréquence du césium précisée,
et de la valeur numérique de la vitesse de la lumière exprimée en unité m s−1. Il est ainsi
possible d’utiliser toute équation de la physique, y compris bien sûr celle spécifiée dans la
précédente définition, le temps nécessaire pour effectuer le trajet d’une distance donnée,
utilisée pour les distances astronomiques, mais aussi la simple équation reliant la fréquence
et la longueur d’onde à la vitesse de la lumière. La précédente définition du kelvin fondée
sur une valeur numérique fixée de la température du point triple de l’eau nécessite en fin de
compte une mesure à la température du point triple de l’eau. La nouvelle définition, fondée
sur la valeur numérique fixée de la constante de Boltzmann, est beaucoup plus générale au
sens où toute équation thermodynamique contenant k peut en principe être utilisée pour
déterminer une température thermodynamique à tout point de l’échelle de température.
Par exemple, en déterminant l’exitance énergétique totale d’un corps noir à la température
T, équivalente à (2π5k4/15c2h3) T4, en W m−2, il est possible de déterminer directement T.
Concernant le kilogramme, l’unité dont la définition a changé de la façon la plus
fondamentale dans la présente brochure, la réalisation peut être effectuée à partir de toute
équation de la physique reliant la masse, la constante de Planck, la vitesse de la lumière et
la fréquence du césium. L’une de ces équations est celle décrivant le fonctionnement d’une
balance électromécanique, connue précédemment sous le nom de balance du watt et plus
récemment de balance de Kibble 1. Une balance de Kibble permet de mesurer une puissance
1 La balance du watt a été renommée balance de Kibble, du nom de son inventeur Bryan Kibble.
Annexe 4 • 99
mécanique, mesurée en fonction d’une masse, m, l’accélération due à la gravité, g, et une
vitesse, v, à l’aide d’une puissance électrique mesurée à partir d’un courant électrique et
d’une tension mesurées à l’aide des effets Hall quantique et Josephson, respectivement.
L’équation qui en résulte est la suivante mgv = Ch où C est une constante d’étalonnage qui
comprend des fréquences mesurées et h la constante de Planck.
Une autre méthode pouvant être utilisée comme réalisation primaire du kilogramme est la
détermination du nombre d’atomes contenus dans une sphère de silicium à l’aide de
l’équation :
8𝑉𝑉 2𝑅𝑅∞ ℎ 𝑚𝑚Si
𝑚𝑚 =
𝑎𝑎03 𝑐𝑐𝛼𝛼 2 𝑚𝑚e
avec la masse m et le volume V de la sphère (d’environ 1 kg), le paramètre de réseau a0,
la constante de Rydberg R∞, la constante de structure fine α, la masse d’un atome de
silicium (en établissant une moyenne par rapport aux trois isotopes des sphères) mSi,
et la masse d’un électron me. La première fraction correspond au nombre d’atomes contenus
dans la sphère, la deuxième à la masse de l’électron et la troisième au rapport de la masse
de l’atome de silicium (pondérée isotopiquement) et de la masse de l’électron.
Une autre possibilité pour mesurer la masse à l’aide de la nouvelle définition du
kilogramme, mais cette fois au niveau microscopique, est de mesurer le recul atomique à
l’aide de la relation incluant h/m.
Toutes ces méthodes illustrent parfaitement le caractère général de la nouvelle façon de
définir les unités. Le site internet du BIPM contient des informations détaillées sur les
réalisations actuelles des unités de base et des autres unités.
Partie 2. L’évolution historique du Système international
La CGPM à sa 9e réunion (1948, Résolution 6 ; CR, 64), chargea le CIPM :
• d’étudier l’établissement d’une réglementation complète des unités de mesure ;
• d’ouvrir à cet effet une enquête officielle sur l’opinion des milieux scientifiques,
techniques et pédagogiques de tous les pays et
• d’émettre des recommandations concernant l’établissement d’un […] système
pratique d’unités de mesure, susceptible d’être adopté dans tous les pays
signataires de la Convention du Mètre.
Cette même CGPM adopta aussi la Résolution 7 (CR, 70) qui fixe des principes généraux
pour l’écriture des symboles d’unités et donne une liste de quelques unités cohérentes ayant
un nom spécial.
La CGPM à sa 10e réunion (1954, Résolution 6 ; CR, 80) adopta comme grandeurs et unités
de base de ce système pratique d’unités les six grandeurs suivantes : longueur, masse,
temps, courant électrique, température thermodynamique et intensité lumineuse, ainsi que
les six unités de base correspondantes : mètre, kilogramme, seconde, ampère, kelvin et
candela. Après de longues discussions entre physiciens et chimistes, la CGPM à sa
14e réunion (1971, Résolution 3, CR 78 et Metrologia 1972, 8, 36) ajouta la quantité de
matière comme septième grandeur de base, avec pour unité de base la mole.
La CGPM à sa 11e réunion (1960, Résolution 12 ; CR, 87) adopta le nom Système
international d’unités, avec l’abréviation internationale SI, pour ce système pratique
d’unités et fixa des règles pour les préfixes, les unités dérivées et les unités supplémentaires
(disparues depuis) et d’autres indications, établissant ainsi une réglementation d’ensemble
100 • Annexe 4
pour les unités de mesure. Au cours des réunions qui suivirent, la CGPM et le CIPM
étoffèrent et modifièrent la structure originelle du SI pour tenir compte des progrès de la
science et de l’évolution des besoins des utilisateurs.
Il est possible de résumer comme suit les principales étapes historiques qui conduisirent à
ces décisions importantes :
• La création du Système métrique décimal au moment de la Révolution française et le
dépôt qui en a résulté, le 22 juin 1799, de deux étalons en platine représentant le
mètre et le kilogramme aux Archives de la République à Paris peuvent être
considérés comme la première étape ayant conduit au Système international d’unités
actuel.
• En 1832, Gauss œuvra activement en faveur de l’application du Système métrique,
associé à la seconde, définie en astronomie, comme système cohérent d’unités pour
les sciences physiques. Gauss fut le premier à faire des mesures absolues du champ
magnétique terrestre en utilisant un système décimal fondé sur les trois unités
mécaniques millimètre, gramme et seconde pour, respectivement, les grandeurs
longueur, masse et temps. Par la suite, Gauss et Weber ont étendu ces mesures pour
y inclure d’autres phénomènes électriques.
• Dans les années 1860, Maxwell et Thomson mirent en œuvre de manière plus complète
ces mesures dans les domaines de l’électricité et du magnétisme au sein de la British
Association for the Advancement of Science (BAAS). Ils exprimèrent les règles de
formation d’un système cohérent d’unités composé d’unités de base et d’unités dérivées.
En 1874, la BAAS introduisit le système CGS, un système d’unités tri-dimensionnel
cohérent fondé sur les trois unités mécaniques centimètre, gramme et seconde, et utilisant
des préfixes allant de micro à méga pour exprimer les sous-multiples et multiples
décimaux. C’est en grande partie sur l’utilisation de ce système que se fonda, par la suite,
le développement expérimental des sciences physiques.
• Le fait de compléter de façon cohérente le système CGS pour les domaines de
l’électricité et du magnétisme conduisit à choisir des unités d’amplitude peu adaptée
à la pratique. Le BAAS et le Congrès international d’électricité, qui précéda la
Commission électrotechnique internationale (IEC), approuvèrent, dans les années
1880, un système mutuellement cohérent d’unités pratiques. Parmi celles-ci
figuraient l’ohm pour la résistance électrique, le volt pour la force électromotrice et
l’ampère pour le courant électrique.
• Après la signature, le 20 mai 1875, de la Convention du Mètre, qui créa le BIPM et
établit la CGPM et le CIPM, on fabriqua de nouveaux prototypes internationaux du
mètre et du kilogramme, approuvés en 1889 par la CGPM à sa 1ère réunion.
Avec la seconde des astronomes comme unité de temps, ces unités constituaient un
système d’unités mécaniques tri-dimensionnel similaire au système CGS, mais dont
les unités de base étaient le mètre, le kilogramme et la seconde, connu sous le nom
de système MKS.
• En 1901, Giorgi montra qu’il était possible de combiner les unités mécaniques du
système MKS au système pratique d’unités électriques pour former un seul système
cohérent quadri-dimensionnel en ajoutant à ces trois unités de base une quatrième
unité, de nature électrique, telle que l’ampère ou l’ohm, et en rationalisant les
équations utilisées en électromagnétisme. La proposition de Giorgi ouvrit la voie à
d’autres extensions.
Annexe 4 • 101
• Après la révision de la Convention du Mètre par la CGPM à sa 6e réunion (1921),
qui étendit les attributions et les responsabilités du BIPM à d’autres domaines de la
physique, et la création du Comité consultatif d’électricité (CCE) par la CGPM à sa
7e réunion qui en a résulté en 1927, la proposition de Giorgi fut discutée en détail
par l’IEC, l’International Union of Pure and Applied Physics (IUPAP) et d’autres
organisations internationales. Ces discussions conduisirent le CCE à proposer,
en 1939, l’adoption d’un système quadri-dimensionnel fondé sur le mètre,
le kilogramme, la seconde et l’ampère (système MKSA), une proposition qui fut
approuvée par le Comité international en 1946.
• À la suite d’une enquête internationale effectuée par le BIPM à partir de 1948,
la CGPM à sa 10e réunion (1954) approuva l’introduction du kelvin et de la candela
comme unités de base de la température thermodynamique et de l’intensité
lumineuse, respectivement. La CGPM à sa 11e réunion (1960) donna le nom de
Système international d’unités (SI) à ce système. Des règles pour les préfixes,
les unités dérivées et les unités supplémentaires (disparues depuis) et d’autres
indications furent établies, établissant ainsi une réglementation d’ensemble pour les
unités de mesure.
• Lors de la 14e réunion de la CGPM (1971), une nouvelle unité de base, la mole,
symbole mol, a été adoptée pour la quantité de matière. Cela fit suite à une
proposition formulée par l’Organisation internationale de normalisation (ISO),
émanant en premier lieu de la Commission on Symbols, Units and Nomenclature de
l’International Union of Pure and Applied Physics (IUPAP) et soutenue par
l’International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). Le SI passa ainsi à
sept unités de base.
• Depuis, des avancées extraordinaires ont été réalisées pour relier les unités du SI à
des grandeurs véritablement invariantes telles que les constantes fondamentales de la
physique et les propriétés des atomes. Reconnaissant l’importance de relier les unités
du SI à de telles grandeurs invariantes, la CGPM à sa 24e réunion (2011) adopta les
principes d’une nouvelle définition du SI fondée sur l’utilisation d’un ensemble de
sept constantes de ce type comme références des définitions des unités. Au moment
de la 24e réunion de la CGPM, les expériences visant à déterminer les valeurs
numériques de ces constantes ne permettaient pas d’obtenir des résultats
complètement cohérents mais cela fut le cas lors de la 26e réunion de la CGPM
(2018) et la nouvelle définition du SI fut adoptée dans la Résolution 1. Telle est la
base de la définition du SI présentée dans la présente brochure : elle constitue la
façon la plus simple et la plus fondamentale de définir le SI.
• Le SI était précédemment défini en fonction de sept unités de base, et d’unités
dérivées définies comme le produit de puissances des unités de base. Les sept unités
de base avaient été choisies pour des raisons historiques, en fonction de l’évolution
du système métrique et du développement du SI au cours des 130 dernières années.
Le choix de ces unités n’était pas le seul possible mais au fil des ans, cela est devenu
un fait établi et ces unités sont devenues familières, fournissant non seulement un
cadre pour décrire le SI mais aussi pour définir les unités dérivées. Le rôle des unités
de base demeure le même dans l’actuel SI, bien que le SI lui-même soit défini sur la
base de sept constantes choisies. Ainsi, dans la présente brochure, les définitions des
sept unités de base restent présentes mais elles se fondent sur les sept constantes
définissant le SI, à savoir la fréquence ΔνCs de la transition hyperfine de l’état
fondamental de l’atome de césium, la vitesse c de la lumière dans le vide,
102 • Annexe 4
la constante de Planck h, la charge élémentaire e, la constante de Boltzmann k,
la constante d’Avogadro NA et l’efficacité lumineuse Kcd d’un rayonnement visible
défini.
Les définitions des sept unités de base peuvent être reliées sans ambiguïté aux valeurs
numériques des sept constantes définissant le SI mais il n’existe pas de correspondance
biunivoque entre les sept constantes et les sept unités de base car plusieurs des unités de
base peuvent être reliées à plus d’une de ces sept constantes.
Partie 3. Perspective historique sur les unités de base du SI
Unité de temps, la seconde
Avant 1960, l’unité de temps, la seconde, était définie comme la fraction 1/86 400 du jour
solaire moyen. La définition exacte du « jour solaire moyen » était laissée aux astronomes.
Toutefois, les observations ont montré que cette définition n’était pas satisfaisante du fait
des irrégularités de la rotation de la Terre. Pour donner plus de précision à la définition de
l’unité de temps, la CGPM à sa 11e réunion (1960, Résolution 9 ; CR, 86) approuva une
définition, donnée par l’Union astronomique internationale, qui était fondée sur l’année
tropique 1900. Cependant, les recherches expérimentales avaient déjà montré qu’un étalon
atomique de temps, fondé sur une transition entre deux niveaux d’énergie d’un atome ou
d’une molécule, pourrait être réalisé et reproduit avec une exactitude beaucoup plus élevée.
Considérant qu’une définition de haute précision de l’unité de temps était indispensable
pour la science et la technologie, la CGPM à sa 13e réunion (1967-1968, Résolution 1 ;
CR, 103 et Metrologia, 1968, 4, 43) choisit une nouvelle définition de la seconde fondée sur
la fréquence de la transition hyperfine de l’état fondamental de l’atome de césium 133.
Une nouvelle formulation plus précise de cette même définition, fondée désormais sur une
valeur numérique fixée de la fréquence de la transition hyperfine de l’état fondamental de
l’atome de césium 133 non perturbé, ∆νCs, a été adoptée par la CGPM à sa 26e réunion
(2018) dans sa Résolution 1.
Unité de longueur, le mètre
La définition du mètre de 1889, à savoir la longueur du prototype international en platine
iridié, avait été remplacée par la CGPM à sa 11e réunion (1960) par une définition fondée
sur la longueur d’onde d’une radiation correspondant à une transition particulière du
krypton 86, afin d’améliorer l’exactitude de la réalisation de la définition du mètre.
Cette réalisation était effectuée au moyen d’un interféromètre et d’un microscope mobile en
translation utilisés pour mesurer la variation des trajets optiques par comptage de franges.
Cette définition fut remplacée en 1983 par la CGPM à sa 17e réunion (Résolution 1 ;
CR, 97 et Metrologia, 1984, 20, 25) par une définition fondée sur la longueur du trajet
parcouru dans le vide par la lumière dans un intervalle de temps spécifique. Le prototype
international du mètre originel, qui fut approuvé par la CGPM à sa 1ère réunion en 1889
(CR, 34-38), est toujours conservé au BIPM dans les conditions fixées en 1889. Afin de
mettre en évidence la dépendance de la définition du mètre vis-à-vis de la valeur numérique
fixée de la vitesse de la lumière, c, la formulation de la définition du mètre a été modifiée
par la CGPM à sa 26e réunion (2018) dans sa Résolution 1.
Annexe 4 • 103
Unité de masse, le kilogramme
Selon la définition du kilogramme de 1889, l’unité de masse était simplement égale à la
masse du prototype international du kilogramme, un artéfact fabriqué en platine iridié.
Ce prototype était conservé au BIPM, et l’est toujours, dans les conditions fixées par la
CGPM à sa 1ère réunion en 1889 (CR, 34-38) lorsque cette dernière sanctionna le prototype
et déclara : « Ce prototype sera considéré désormais comme unité de masse ».
Quarante prototypes similaires ont été fabriqués à la même époque ; tous ont été usinés et
polis afin d’avoir la même masse que celle du prototype international. Lors de la première
réunion de la CGPM en 1889, la plupart de ces « étalons nationaux », une fois étalonnés à
l’aide du prototype international du kilogramme, ont été assignés à des États Membres de la
Convention du Mètre et certains au BIPM. La CGPM à sa 3e réunion en 1901 (CR, 70),
dans une déclaration visant à faire cesser l’ambiguïté qui existait dans l’usage courant sur la
signification du terme « poids », confirma que « le kilogramme est l’unité de masse ; il est
égal à la masse du prototype international du kilogramme » ; la version complète de cette
déclaration figure page 70 des comptes rendus de la CGPM précédemment mentionnés.
Lors de la seconde vérification des prototypes nationaux en 1946, il fut toutefois constaté
qu’en moyenne, la masse de ces prototypes divergeait par rapport à celle du prototype
international. Cela fut confirmé lors de la troisième vérification, effectuée de 1989 à 1991,
la différence moyenne étant d’environ 25 microgrammes pour l’ensemble des prototypes
originaux sanctionnés par la CGPM à sa première réunion (1889). Afin d’assurer la stabilité
à long terme de l’unité de masse, de tirer pleinement parti des étalons électriques
quantiques et de répondre au mieux à la science moderne, une nouvelle définition du
kilogramme fondée sur la valeur d’une constante fondamentale, la constante de Planck h,
a été adoptée par la CGPM à sa 26e réunion (2018) dans sa Résolution 1.
Unité de courant électrique, l’ampère
Des unités électriques, dites « internationales », pour le courant et la résistance, avaient été
introduites par le Congrès international d’électricité tenu à Chicago en 1893 et les
définitions de l’ampère « international » et de l’ohm « international » furent confirmées par
la Conférence internationale de Londres en 1908.
Le souhait unanime de remplacer ces unités « internationales » par des unités dites
« absolues » fut déjà exprimé lors de la 8e réunion de la CGPM (1933). Toutefois, étant
donné que certains laboratoires n’avaient pas encore achevé les expériences nécessaires
pour déterminer les rapports entre les unités internationales et les unités absolues, la CGPM
chargea le CIPM de décider, en temps opportun, des rapports et de la date d’adoption de ces
nouvelles unités absolues. Le CIPM décida en 1946 (1946, Résolution 2, PV, 20, 129-137)
que les nouvelles unités entreraient en vigueur le 1er janvier 1948. En octobre 1948,
la CGPM à sa 9e réunion approuva les décisions prises par le CIPM. La définition de
l’ampère choisie par le CIPM était fondée sur la force produite entre deux conducteurs
parallèles parcourus par un courant électrique et fixait par conséquent la valeur de la
perméabilité magnétique du vide μ0 (ou constante magnétique). La valeur de la permittivité
diélectrique du vide ε0 (ou constante électrique) fut ensuite fixée du fait de l’adoption de la
nouvelle définition du mètre en 1983.
Toutefois, la définition de l’ampère de 1948 s’avéra difficile à réaliser et les étalons
quantiques pratiques (à effet Josephson et à effet Hall quantique), qui relient le volt et
l’ohm aux combinaisons particulières de la constante de Planck h et de la charge
élémentaire e, furent utilisés de façon presque universelle comme réalisation pratique de
104 • Annexe 4
l’ampère à l’aide de la loi d’Ohm (CGPM, 1987, Résolution 6 ; CR, 100). Par conséquent,
il devint naturel non seulement de fixer la valeur numérique de h pour redéfinir le
kilogramme mais aussi de fixer la valeur numérique de e pour redéfinir l’ampère afin que
les étalons électriques quantiques pratiques soient exactement en accord avec le SI.
L’actuelle définition de l’ampère fondée sur une valeur numérique fixée de la charge
élémentaire, e, a été adoptée par la CGPM à sa 26e réunion (2018) dans sa Résolution 1.
Unité de température thermodynamique, le kelvin
La définition de l’unité de température thermodynamique fut donnée par la CGPM à sa
10e réunion (1954, Résolution 3 ; CR, 79) qui choisit le point triple de l’eau, TTPW, comme
point fixe fondamental en lui attribuant la température de 273,16 K par définition.
La CGPM à sa 13e réunion (1967-1968, Résolution 3 ; CR, 104 et Metrologia, 1968, 4, 43)
adopta le nom « kelvin », symbole K, au lieu de « degré kelvin », symbole ºK, pour l’unité
définie de cette façon. Toutefois, les difficultés pratiques liées à la réalisation de cette
définition, qui requiert un échantillon d’eau pure à la composition isotopique bien définie
ainsi que le développement de nouvelles méthodes primaires thermométriques, ont conduit
à l’adoption d’une nouvelle définition du kelvin fondée sur une valeur numérique fixée de
la constante de Boltzmann, k. L’actuelle définition du kelvin, qui supprime ces contraintes,
a été adoptée par la CGPM à sa 26e réunion (2018) dans sa Résolution 1.
Unité de quantité de matière, la mole
Après la découverte des lois fondamentales de la chimie, on a utilisé, pour spécifier les
quantités des divers éléments et composés chimiques, des unités portant par exemple les
noms de « atome-gramme » et « molécule-gramme ». Ces unités étaient liées directement
aux « poids atomiques » et aux « poids moléculaires » qui étaient en réalité des masses
atomiques et moléculaires relatives. Les « poids atomiques » furent d’abord rapportés à
celui de l’élément chimique oxygène, pris par convention égal à 16. Tandis que les
physiciens séparaient les isotopes au spectromètre de masse et attribuaient la valeur 16 à
l’un des isotopes de l’oxygène, les chimistes attribuaient la même valeur au mélange
(de composition légèrement variable) des isotopes 16, 17 et 18 qui constitue l’élément
oxygène naturel. Un accord entre l’International Union of Pure and Applied Physics
(IUPAP) et l’International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) mit fin à cette
dualité en 1959/60. Physiciens et chimistes convinrent d’attribuer la valeur 12, exactement,
au « poids atomique » de l’isotope 12 du carbone (carbone 12, 12C), ou selon une
formulation plus correcte à la masse atomique relative Ar de l’isotope 12 du carbone.
L’échelle unifiée ainsi obtenue donne les valeurs des masses atomiques et moléculaires
relatives, aussi connues sous le nom de poids atomiques et moléculaires, respectivement.
Cet accord est resté en vigueur jusqu’à la redéfinition du SI en 2018.
La grandeur utilisée par les chimistes pour spécifier la quantité d’éléments ou de composés
chimiques est appelée « quantité de matière ». La quantité de matière, symbole n,
est définie comme étant proportionnelle au nombre d’entités élémentaires N d’un
échantillon, la constante de proportionnalité étant une constante universelle identique pour
toutes les entités. La constante de proportionnalité est l’inverse de la constante d’Avogadro,
NA, de sorte que n = N/NA. L’unité de quantité de matière est appelée la mole, symbole mol.
Suivant les propositions de l’IUPAP, de l’IUPAC et de l’ISO, le CIPM donna une
définition de la mole en 1967 qu’il confirma en 1969 : la masse molaire du carbone 12
devait être exactement 0,012 kg/mol. Cela permettait de déterminer directement la quantité
Annexe 4 • 105
de matière nS(X) de tout échantillon pur S d’une entité X à partir de la masse de
l’échantillon mS et de la masse molaire M(X) de l’entité X, la masse molaire étant
elle-même déterminée à partir de sa masse atomique relative Ar (poids atomique ou
moléculaire) sans avoir besoin de connaître de façon précise la constante d’Avogadro,
à l’aide des relations
nS(X) = mS/M(X), and M(X) = Ar(X) g/mol
Ainsi, la définition de la mole dépendait de la définition du kilogramme fondée sur un
artéfact.
La valeur numérique de la constante d’Avogadro ainsi définie était égale au nombre
d’atomes dans 12 grammes de carbone 12. Toutefois, en raison des avancées
technologiques récentes, ce nombre est désormais connu avec une précision telle qu’une
définition plus simple et plus universelle de la mole est devenue possible, à savoir une
définition indiquant exactement le nombre d’entités dans une mole d’une matière quelle
qu’elle soit, ce qui fixe la valeur numérique de la constante d’Avogadro. Par conséquent,
cette nouvelle définition de la mole et la valeur de la constante d’Avogadro ne sont plus
dépendantes de la définition du kilogramme. Par ailleurs, cela souligne la distinction entre
les grandeurs fondamentalement différentes « quantité de matière » et « masse ». L’actuelle
définition de la mole fondée sur une valeur numérique fixée de la constante d’Avogadro,
NA, a été adoptée par la CGPM à sa 26e réunion (2018) dans sa Résolution 1.
Unité d’intensité lumineuse, la candela
Les unités d’intensité lumineuse fondées sur des étalons à flamme ou à filament
incandescent, qui étaient en usage dans différents pays avant 1948, furent d’abord
remplacées par la « bougie nouvelle » fondée sur la luminance du radiateur de Planck
(corps noir) à la température de congélation du platine. Cette modification avait été
préparée dès avant 1937 par la Commission internationale de l’éclairage (CIE) et par le
CIPM ; la décision fut prise par le CIPM en 1946. Elle fut ratifiée en 1948 par la CGPM à
sa 9e réunion qui adopta pour cette unité un nouveau nom international, la candela,
symbole cd ; en 1954, la CGPM à sa 10e réunion établit la candela comme unité de base ;
en 1967, la CGPM à sa 13e réunion (Résolution 5 ; CR, 104 et Metrologia, 1968, 4, 43-44)
donna une forme modifiée à la définition de 1946.
En 1979, en raison des difficultés expérimentales liées à la réalisation du radiateur de
Planck aux températures élevées et des possibilités nouvelles offertes par la radiométrie,
c’est-à-dire la mesure de la puissance des rayonnements optiques, la 16e CGPM (1979,
Résolution 3 ; CR, 100 et Metrologia, 1980, 16, 56) adopta une nouvelle définition de la
candela.
L’actuelle définition de la candela, fondée sur une valeur numérique fixée de l’efficacité
lumineuse d’un rayonnement monochromatique de fréquence 540 × 1012 Hz, Kcd,
a été adoptée par la CGPM à sa 26e réunion (2018) dans sa Résolution 1.
106 • Liste des sigles
Liste des sigles
utilisés dans le présent volume
1 Sigles des laboratoires, commissions et conférences
BAAS British Association for the Advancement of Science
BIPM Bureau international des poids et mesures
CCAUV Comité consultatif de l’acoustique, des ultrasons et des vibrations
CCDS Comité consultatif pour la définition de la seconde, voir CCTF
CCE Comité consultatif d’électricité, voir CCEM
CCEM (auparavant dénommé CCE) Comité consultatif d’électricité et magnétisme
CCL Comité consultatif des longueurs
CCM Comité consultatif pour la masse et les grandeurs apparentées
CCPR Comité consultatif de photométrie et radiométrie
CCQM Comité consultatif pour la quantité de matière : métrologie en chimie et
biologie
CCRI Comité consultatif des rayonnements ionisants
CCT Comité consultatif de thermométrie
CCTF (auparavant dénommé CCDS) Comité consultatif du temps et des
fréquences
CCU Comité consultatif des unités
CGPM Conférence générale des poids et mesures
CIE Commission internationale de l’éclairage
CIPM Comité international des poids et mesures
CODATA Committee on Data for Science and Technology
CR Comptes rendus de la Conférence générale des poids et mesures
ICRP International Commission on Radiological Protection
ICRU International Commission on Radiation Units and Measurements
IEC Commission électrotechnique internationale
IUPAC International Union of Pure and Applied Chemistry
IUPAP International Union of Pure and Applied Physics
ISO Organisation internationale de normalisation
OIML Organisation internationale de métrologie légale
OMS Organisation mondiale de la santé
PV Procès-verbaux du Comité international des poids et mesures
SUNAMCO Commission for Symbols, Units, Nomenclature, Atomic Masses and
Fundamental Constants, IUPAP
UAI Union astronomique internationale
Liste des sigles • 107
2 Sigles des termes scientifiques
CGS Système d’unités cohérent fondé sur les trois unités mécaniques
centimètre, gramme et seconde
EIPT-68 Échelle internationale pratique de température de 1968
EIT-90 Échelle internationale de température de 1990
EPT-76 Échelle provisoire de température de 1976
GUM Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure
ITS-90 International Temperature Scale of 1990, voir EIT-90
MKS Système d’unités fondé sur les trois unités mécaniques mètre, kilogramme
et seconde
MKSA Système d’unités quadri-dimensionnel fondé sur le mètre, le kilogramme,
la seconde et l’ampère
SI Système international d’unités
TAI Temps atomique international
TCG Temps-coordonnée géocentrique
TT Temps terrestre
UTC Temps universel coordonné
VSMOW Vienna Standard Mean Ocean Water
Pavillon de Breteuil
F-92312 Sèvres Cedex
FRANCE
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