Voir la source de Unités de base du Système international

{{Article général|Unité de mesure|Système international d'unités}}
[[Fichier:SI base unit.svg|vignette|Interdépendance entre les unités de base du SI. En sens horaire à partir du haut, on retrouve la [[Seconde (temps)|'''s'''econde]] (temps), le [[Kilogramme|'''k'''ilo'''g'''ramme]] (masse), la [[Mole (unité)|'''mol'''e]] (quantité de matière), la [[Candela|'''c'''an'''d'''ela]] (intensité lumineuse), le [[Kelvin|'''k'''elvin]] (température), l'[[Ampère|'''a'''mpère]] (courant électrique) et le [[Mètre|'''m'''ètre]] (distance).]]

Les '''unités de base du Système international''' sont les sept [[unité de mesure|unités de mesure]] indépendantes (ou ''unités fondamentales'') du [[Système international d'unités|Système international]] à partir desquelles sont obtenues par [[analyse dimensionnelle]] toutes les autres unités, dites ''[[unités dérivées du Système international|unités dérivées]]''.

Ces unités sont supposées indépendantes dans la mesure où elles permettent de mesurer des [[grandeur physique|grandeurs physiques]] indépendantes. Cependant, la définition d'une unité peut faire appel à celle d'autres unités.

== Définitions ==
Les définitions des unités de base du  [[Système international d'unités|Système international]]  utilisent des phénomènes physiques reproductibles.

Seul le kilogramme était encore défini par rapport à un objet matériel susceptible de s'altérer, mais cette particularité a pris fin le {{date-|20 mai 2019}}, à la suite d'une décision prise en {{date-|novembre 2018}} par la [[Conférence générale des poids et mesures]] de [[Redéfinition du Système international d'unités de 2018-2019|redéfinir les unités de mesure du système SI]]<ref name=Pigenet>{{article| auteur=Yaroslav Pigenet| titre=Ces constantes qui donnent la mesure| périodique=CNRS Le journal| date=7 septembre 2018| url=https://lejournal.cnrs.fr/articles/ces-constantes-qui-donnent-la-mesure| consulté le=29 septembre 2018| site=Journal du [[Centre national de la recherche scientifique|CNRS]]}}.</ref>{{,}}<ref name=Grousson>{{lien web| url=https://lejournal.cnrs.fr/articles/mesures-le-grand-renversement| site=[[Centre national de la recherche scientifique|CNRS]]| titre=Mesures : le grand renversement| date=5 septembre 2018| auteur=Mathieu Grousson| consulté le=28 septembre 2018}}.</ref>.

{| class="wikitable sortable"
|+ Tableau des grandeurs physiques de base du SI avec leurs dimensions, unités et symboles<ref>{{Ouvrage|auteur institutionnel=[[Bureau international des poids et mesures]]|titre=Le Système international d'unités (SI)|lieu=Sèvres|éditeur=BIPM|année=2019|numéro d'édition=9|pages totales=216|format=pdf|isbn=978-92-822-2272-0|lire en ligne=https://www.bipm.org/utils/common/pdf/si-brochure/SI-Brochure-9.pdf}}.</ref>
|-
! scope="col" | [[Grandeur physique]]
! scope="col" | Symbole de la grandeur
! scope="col" | Symbole de la dimension
! scope="col" | Nom<br>de<br>l'unité
! scope="col" | Symbole<br>de<br>l'unité
! scope="col" | Description
|-
| [[Longueur]] || <math>l,\;x,\;r</math>{{etc.}} || L || [[mètre]] || m
|
Le mètre {{citation|est défini en prenant la valeur numérique fixée de la vitesse de la lumière dans le vide, {{mvar|c}}, égale à {{formatnum:299792458}} lorsqu’elle est exprimée en {{nb|m/s}}, la seconde étant définie en fonction de {{math|∆''ν''}}{{ind|Cs}}<ref name=26eCGPM />}}.

Avant le {{date-|20 mai 2019}}, le mètre était {{citation|la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/{{formatnum:299792458}} de seconde}}<ref>[http://www.bipm.org/fr/CGPM/db/17/1/ {{17e}} Conférence générale des poids et mesures (1983), {{nobr|Résolution 1}}], [[Bureau international des poids et mesures]].</ref>.

Historiquement, la [[Mètre#Première définition du mètre|première définition officielle et pratique du mètre]] (1791) se référait à la circonférence de la terre et valait 1/{{formatnum:20000000}} d'un [[méridien]] géographique<ref group=alpha name=meridien>En géographie, un méridien est un demi-grand cercle imaginaire tracé sur le [[globe terrestre]] reliant les [[Pôle géographique|pôles géographiques]].</ref>.

Auparavant, le mètre en tant que proposition d'unité décimale de mesure universelle était défini comme la longueur d'un pendule qui oscille avec une demi-période d'une seconde<ref>{{Ouvrage |langue=en |auteur=[[John Wilkins]] |titre={{Lien|An Essay towards a Real Character, and a Philosophical Language}} |partie=II |titre chapitre={{nobr|Chap. {{VII}}}} — {{III}}. Of Measure |passage=191 |date=1668 |url=https://archive.org/details/AnEssayTowardsARealCharacterAndAPhilosophicalLanguage/page/n223}} {{lire en ligne|lien=https://quod.lib.umich.edu/e/eebo/A66045.0001.001/1:8.7.3?rgn=div3;view=fulltext |texte=Lire en graphie moderne}}.</ref>.
|-
| [[Masse]] || {{mvar|m}} || M || [[kilogramme]] || kg
|
Le kilogramme {{citation|est défini en prenant la valeur numérique de la constante de Planck, {{mvar|h}}, fixée à {{unité|6,62607015 e-34 J s}} (ou {{unité|kg m2 s-1}}), le mètre et la seconde étant définis en fonction de {{mvar|c}} et {{math|∆''ν''}}{{ind|Cs}}<ref name=26eCGPM />}}.

Avant le {{date-|20 mai 2019}}, le kilogramme était la masse du prototype international du kilogramme<ref>[http://www.bipm.org/fr/CGPM/db/1/1/ « {{1re}} Conférence générale des poids et mesures (1889) »], [[Bureau international des poids et mesures]].</ref>. Ce dernier, composé d'un alliage de [[platine]] et d'[[iridium]] (90 %/10 %), est conservé au [[Bureau international des poids et mesures]] à Sèvres, en [[France]].

Historiquement, le [[Kilogramme#Historique|kilogramme]] (à l'origine nommé ''[[grave (unité)|grave]]''<ref>[https://www.bipm.org/fr/measurement-units/history-si/name-kg.html Le nom « kilogramme »], [[Bureau international des poids et mesures]].</ref>) était défini comme étant la masse d'un décimètre cube ({{unité|dm3}}) d'eau, soit un [[litre]] d'eau. Le gramme était, lui, défini comme la masse d’un centimètre cube d’eau à la température de {{température|4|°C}}, qui correspond à un maximum de [[masse volumique]]{{refnec}}.
|-
| [[Temps (physique)|Temps]], durée || {{mvar|t}} || T || [[seconde (temps)|seconde]] || s
|
La seconde {{citation|est définie en prenant la valeur numérique fixée de la fréquence du césium, {{math|∆''ν''}}{{ind|Cs}}, la fréquence de la transition [[Structure hyperfine|hyperfine]] de l’[[état fondamental]] de l’atome de {{nobr|[[césium]] 133}} non perturbé, égale à {{formatnum:9192631770}} lorsqu’elle est exprimée en {{unité|Hz}}, unité égale à {{unité|s-1}}<ref name=26eCGPM />}}.

Avant le {{date-|20 mai 2019}}, la seconde était {{citation|la durée de {{nb|9192631770 périodes}} de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de {{nobr|césium 133}}}} à la température du [[zéro absolu]]<ref>[http://www.bipm.org/fr/CGPM/db/13/1/ {{13e|Conférence}} générale des poids et mesures (1967-1968), {{nobr|Résolution 1}}], [[Bureau international des poids et mesures]].</ref>.

La seconde était à l'origine définie à partir de la durée du jour terrestre, divisé en {{nobr|24 heures}} de {{nobr|60 minutes}}, chacune d'entre elles durant {{nobr|60 secondes}} (soit {{nb|86400 secondes}} pour une journée).
|-
| [[Courant électrique]] || <math>I,\;i</math> || I || [[ampère]] || A
|
L'ampère {{citation|est défini en fixant la valeur numérique de la [[charge élémentaire]] {{mvar|e}} égale à {{nb|1,602176634 e-19}} quand elle est exprimée en {{unité|[[Coulomb|C]]}}, unité égale à {{nb|A s}}, la seconde étant définie en fonction de {{math|∆''ν''}}{{ind|Cs}}<ref name=26eCGPM />}}.

Avant le {{date-|20 mai 2019}}, l'ampère était {{citation|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 un mètre l'un de l'autre dans le vide produirait entre ces conducteurs une force égale à {{unité|2 e-7 [[newton (unité)|newton]]}} par mètre de longueur<ref>[http://www.bipm.org/fr/CIPM/db/1946/2/ « Comité international des poids et mesures (1946), Résolution 2 »], [[Bureau international des poids et mesures]].</ref>}}.
|-
| [[Température thermodynamique]] || {{mvar|T}} || Θ ([[thêta]]) || [[kelvin]] || K
|
Le kelvin {{citation|est défini en prenant la valeur numérique fixée de la [[constante de Boltzmann]], {{mvar|k}}, égale à {{nb|1,380649 e-23}} lorsqu’elle est exprimée en {{nb|J K-1}}, unité égale à {{nb|kg m2 s-2 K-1}}, le kilogramme, le mètre et la seconde étant définis en fonction de {{mvar|h}}, {{mvar|c}} et {{math|∆''ν''}}{{ind|Cs}}<ref name=26eCGPM />}}.

Avant le {{date-|20 mai 2019}}, le kelvin était {{citation|la fraction 1/273,16 de la température thermodynamique du [[point triple]] de l'[[eau]]<ref>[http://www.bipm.org/fr/CGPM/db/13/4/ « {{13e|Conférence}} générale des poids et mesures (1967), {{nobr|Résolution 4}} »], [[Bureau international des poids et mesures]].</ref>}}.
|-
| [[Quantité de matière]] || {{mvar|n}} || N || [[Mole (unité)|mole]] || mol
|
{{citation|Une mole contient exactement {{nb|6,02214076 e23 entités}} élémentaires<ref name=26eCGPM />.}} Ce nombre d'entités élémentaires est appelé [[nombre d'Avogadro]].

Avant le {{date-|20 mai 2019}}, la mole était {{citation|la quantité de matière d'un système contenant autant d'entités élémentaires qu'il y a d'atomes dans {{nb|0,012 kilogramme}} de {{nobr|[[carbone]] 12}}<ref name=BIPMmole>[http://www.bipm.org/fr/CGPM/db/14/3/ « {{14e}} Conférence générale des poids et mesures (1971), {{nobr|Résolution 3}} »], [[Bureau international des poids et mesures]].</ref>}}.

{{citation|Lorsque l'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<ref name=BIPMmole />.}}
|-
| [[Intensité lumineuse]] || <math>I_\nu</math> || J || [[candela]] || cd
|
La candela {{citation|est définie en prenant la valeur numérique fixée de l'[[efficacité lumineuse d'un rayonnement]] [[Onde monochromatique|monochromatique]] de fréquence {{nb|540 e12 Hz}}, <math>K_\mathrm{cd}</math>, égale à 683 lorsqu’elle est exprimée en {{nb|lm W-1}}, unité égale à {{nb|cd sr W-1}} ou {{nb|cd sr kg-1 m-2 s3}}, le kilogramme, le mètre et la seconde étant définis en fonction de {{mvar|h}}, {{mvar|c}} et {{math|∆''ν''}}{{ind|Cs}}<ref name=26eCGPM />}}.

Avant le {{date-|20 mai 2019}}, la candela était {{citation|l'intensité lumineuse, dans une direction donnée, d'une source qui émet un [[rayonnement]] [[monochromatique]] de fréquence {{nb|540 e12 [[hertz]]}} et dont l'[[Intensité énergétique (physique)|intensité énergétique]] dans cette direction est {{nobr|1/683 [[watt]]}} par [[stéradian]]<ref>[http://www.bipm.org/fr/CGPM/db/16/3/ {{16e|Conférence}} générale des poids et mesures, {{nobr|Résolution 3}} (1979)], [[Bureau international des poids et mesures]].</ref>}}.
|}

== Historique ==
Historiquement, les unités fondamentales étaient fondées sur des phénomènes naturels ([[Seconde (temps)#Étalon de mesure du temps|fraction du jour solaire terrestre moyen]] pour la [[Seconde (temps)|seconde]], [[Mètre#Internationalisation de la géodésie et prise en compte des erreurs en science|oscillation d'un pendule]], puis [[Mètre#Première définition du mètre|dix-millionième partie de la moitié de méridien terrestre]]<ref group=alpha name=meridien/> pour le [[mètre]]{{etc.}}). Néanmoins, ces mesures n’étaient pas facilement transportables ou reproductibles et il est apparu qu'elles n’étaient pas définies de manière suffisamment précise.

Aujourd'hui, certaines unités fondamentales utilisent d'autres définitions, parfois via des unités dérivées (l'ampère est défini en se référant au mètre et au newton). Les unités fondamentales ne sont donc plus ''{{langue|la|stricto sensu}}'' indépendantes les unes des autres, mais ce sont les [[grandeurs physiques]] qu'elles permettent de mesurer qui le sont.

Le système international est l'héritier du système MKSA (mètre-kilogramme-seconde-ampère) adopté en 1946<ref>{{Harvsp|Bureau international des poids et mesures|2006|p=19|loc=1.8 – Note historique}}.</ref> qui, comme son nom l'indique, était fondé sur quatre unités indépendantes. Le [[kelvin]] et la [[candela]] s'y rajoutent en 1954<ref>[http://www.bipm.org/fr/CGPM/db/10/6/ « {{10e|Conférence}} Générale des Poids et Mesures, Résolution 6 »], 1954.</ref>, puis la [[Mole (unité)|mole]] en 1971<ref>[http://www.bipm.org/fr/CGPM/db/14/3/ « {{14e|ConférenceG}} énérale des Poids et Mesures, Résolution 3 »], 1971.</ref>.

Les unités de base du Système international ont toutes été redéfinies lors de la {{26e|[[conférence générale des poids et mesures]]}} (13-{{date-|16 novembre 2018}}, à [[Versailles]]), à partir de sept constantes physiques<ref name=Pigenet /> dont la valeur exacte a été fixée définitivement. Cette réforme est entrée en vigueur le {{date-|20 mai 2019}}<ref name=Grousson />{{,}}<ref name=BIPMconvoc26>{{Lien web |titre=Convocation de la Conférence générale des poids et mesures ({{26e}} réunion) |lieu=Versailles |date=3-16 novembre 2018 |site=[[Bureau international des poids et mesures|BIPM]] |url=https://www.bipm.org/utils/fr/pdf/CGPM/Convocation-2018.pdf |format=pdf}}.</ref>{{,}}<ref name=26eCGPM>{{Lien web |titre= {{26e}} Conférence générale des poids et mesures : Résolutions adoptées |lieu=Versailles |date=13-16 novembre 2018 |url=https://www.bipm.org/fr/committees/cg/cgpm/26-2018/resolution-1 |format= |site=[[Bureau international des poids et mesures]] |consulté le=16 novembre 2018}}.</ref>. Les nouvelles [[Constante physique|constantes]] sont :
* la [[fréquence]] de la transition hyperfine de l’[[état fondamental]] de l’[[atome]] de [[Isotopes du césium|césium 133]] non perturbé, <math>\Delta\nu_\mathrm{Cs}</math>, est égale à {{nb|9192631770 Hz}} ;
* la [[Vitesse de la lumière|vitesse de la lumière dans le vide]], {{mvar|c}}, est égale à {{unité|299792458 m/s}} ;
* la [[constante de Planck]], {{mvar|h}}, est égale à {{unité|6,62607015 e-34 J s}} ;
* la [[charge élémentaire]], {{mvar|e}}, est égale à {{unité|1,602176634 e-19 C}} ;
* la [[constante de Boltzmann]], {{mvar|k}}, est égale à {{unité|1,380649 e-23 J/K}} ;
* la [[Nombre d'Avogadro|constante d’Avogadro]], <math>N_\mathrm A</math>, est égale à {{unité|6,02214076 e23 mol-1}} ;
* l’[[Efficacité lumineuse d'un rayonnement|efficacité lumineuse]] d’un [[rayonnement]] [[Onde monochromatique|monochromatique]] de fréquence {{unité|540 e12 Hz}}, <math>K_\mathrm{cd}</math>, est égale à {{unité|683 lm/W}} ;
où les unités [[hertz]], [[joule]], [[coulomb]], [[Lumen (unité)|lumen]] et [[watt]], qui ont respectivement pour symbole Hz, J, C, lm et W, sont reliées aux unités [[Seconde (temps)|seconde]], [[mètre]], [[kilogramme]], [[ampère]], [[kelvin]], [[Mole (unité)|mole]] et [[candela]], qui ont respectivement pour symbole s, m, kg, A, K, mol et cd, selon les relations {{nb|Hz}} = {{nb|s-1}} , J = {{nb|m2 kg s-2}} , {{nb|C}} = {{nb|A s}}, {{nb|lm}} = {{nb|cd m2 m-2}} = {{nb|cd sr}}, et {{nb|W}} = {{nb|m2 kg s-3}}<ref name=BIPMconvoc26 />{{,}}<ref name=26eCGPM />.

== Notes et références ==
=== Notes ===
{{Références| groupe=alpha}}

=== Références ===
{{Références| taille=30}}

== Voir aussi ==
=== Articles connexes ===
* [[Proposition de nouvelles définitions du Système international d'unités]]
* [[Système international d'unités]]
* [[Unités dérivées du Système international]]

{{Palette|Système international|Systèmes d'unités|Grandeurs et unités}}
{{Portail|physique}}

[[Catégorie:Unité SI de base|*]]
[[Catégorie:Analyse dimensionnelle]]

[[eo:Internacia sistemo de unuoj#Bazaj unuoj]]