ETUDE ET COMPARAISON DES KILOGRAMMES

Cette étude fut faite par M. Thiesen, aidé par M. Kreichgauer.

Après avoir déterminé le volume et la densité de chaque cylindre par pesées hydrostatiques, on procéda aux pesées comparatives, avec arrangement par séries analogue avec ce qui avait été fait pour les mètres (voir p. 38o); mais ici il se présentait une simplification, tenant à ce que le choix du prototype international était déjà fait.

Les résultats obtenus indiquent, sur les comparaisons de poids, une erreur probable de ±o™», 0022; et sont résumés dans le Tableau suivant où les noms en italique sont encore ceux des pays qui ont adhéré à la Convention diplomatique postérieurement à i88g, ou qui du moins n'avaient pas encore fait leur demande à cette époque.

Volume.

N»' ml

Kilo g

•rammes.

Poids, kg mg I + 0,002

Témoin du prototype H Roumanie.

Espagne.

Etats-Unis.

Italie.

Japon.

{Encore disponible).

{Encore disponible).

Bureau international.

Portugal.

Serbie.

Russie.

France (Conservatoire)

Autriche.

Construction des étalons définitifs. 385

Noa

ml 1

'g mg-

Bavière.

Hongrie.

France ( Monnaie).

Grande-Bretagne.

Italie.

Etats-Unis.

Mexique.

Allemagne.

Finlande.

Espagne,

France (Observ. de Paris).

Acad. de Saint-Pétersbourg.

' Danemark.

Belgique,

[Encore disponible).

Japon.

Bureau international.

[Encore disponible).

Autriche.

France (Acad. des Sciences).

France (Archives).

Norvège.

Belgique.

Suisse.

Japon.

Suède.

Kl.

Témoin du prototype H.

KII.

PVance (Section française).

Prototype ^ :

Volume =

46"'',4oo5. Masse = 1''°,

THERMOMETRES.

Le platine, un des métaux les moins dilatables, s'allonge de 9 microns environ par mètre, quand la température s'élève de B. - 25

386 Chapitre XXXI.

I degré C. Comme dans les comparaisons des règles à traits, de longueur à peu près égale, la précision des résultats est de Tordre des dixièmes de micron, il est donc indispensable de connaître la température de ces règles au centième de degré : c'est dire toute l'importance que présente en Métrologie la mesure exacte des températures; et certainement la thermométrie de précision est la base essentielle de toute la Métrologie.

Aussi l'évaluation des températures a-t-elle été, au Bureau international des Poids et Mesures, l'objet des recherches les plus approfondies ( *) ; et le Comité international y a créé une Section spéciale de Thermométrie.

La Commission internationale du mètre avait décidé (Résolution XII, p. 304) quechacun des mètres serait accompagné de deux thermomètres à mercure soigneusement comparés au thermomètre à air; et Ton jugeait nécessaire de renouveler de temps à autre cette comparaison.

Dans la suite, on fut amené à remplacer le thermomètre à air par le thermomètre à hydrogène : des comparaisons de thermomètres à hydrogène, à azote, à acide carbonique montrèrent, en effet, des différences sensibles (^j entre les échelles thermométriques fournies par les différents gaz; et toujours le gaz le plus compressible indiquait une température plus élevée.

De tous les gaz, l'hydrogène est celui qui approche le plus de cet état parfait que suppose la définition de la température par la

(M Ces recherches, dues à MM. Benoît, Chappuis, Guillaume, Marek, Pernet, etc., sont exposées dans les publications du Bureau international, et se trouvent résumées dans l'excellent Traité pratiqtic de Thermométrie de précision, de M. Guillaume.

(*) L'écart entre le thermomètre à acide carbonique et celui à hydrogène monte jusquà 0",o6; entre l'azote et 1 hydrogène l'écart ne dépasse guère o»,oi.

Construction des étalons définitifs. 887

dilatation d'un gaz; aussi le Comité international prit, le i5 octobre 1887, la résolution suivante :

« Le Comité international des poids et mesures adopte, comme échelle ihermome'trique normale pour le Service international des poids et mesures, l'échelle centigrade du thermomètre à hydrogène, ayant pour points fixes la température de la glace pure fondante (0°) et celle de la vapeur d'eau distillée en ébullition (100°) sous la pression atmosphérique normale; l'hydrogène étant pris sous la pression manométrique initiale de i™ de

mercure, c'est-à-dire à = i,3i58 de la pression atmosphérique nor-

male.

» La pression atmosphérique normale, pour le Service international des poids et mesures, est représentée par le poids d'une colonne de mercure de 760""" de hauteur, ayant la densité de iSjSgSgS et soumise aVintensité normale de la pesanteur adoptée pour le même service.

» La valeur de cette intensité normale de la pesanteur est égale à celle de l'intensité de la pesanteur au Bureau international (cote de niveau du pavillon de Breteuil), divisée par i,ooo3322, coefficient qui provient de la réduction théorique à la latitude de 45° et au niveau de la mer. »

C'est à cause de l'emploi difficile du thermomètre à gaz que la Commission internationale du Mètre avait, comme à regret, recommandé l'emploi du thermomètre à mercure. C'est que celui-ci, tel qu'on le connaissait alors (1872), n'était pas un instrument de précision. On admettait, en effet, que « les thermomètres à mercure bien calibrés, et dont les points fixes ont été rigoureusement déterminés, peuvent présenter entre eux, aux températures ordinaires, des écarts de quelques dixièmes de degré » . •

Mais les recherches postérieures, qui ont fait connaître l'influence de la nature du verre et les lois complexes du déplacement du zéro, ont montré que le thermomètre à mercure est au contraire un instrument remarquablement précis, quand il est conve-

388 Chapitre XXXI. — Construction des étalons définitifs.

nablement construit, soigneusement étudié et toujours employé suivant certaines règles fixes et définies.

Des études prolongées ont conduit le Bureau international à employer le verre dur français, peu fusible, légèrement verdâtre, et qui est aujourd'hui le mieux connu au point de vue thermométrique. Il résuite d'observations longtemps prolongées que si l'on considère un nombre quelconque de thermomètres construits avec ce verre dur, non seulement chacun d'eux reste en tout temps comparable à lui-même, mais encore que dans l'intervalle de — 2 5° à H- 100° ils donnent tous des indications parfaitement concordantes dans les limites des observations les plus précises, c'est-à-dire à quelques millièmes de degré près.

L'échelle de ces thermomètres a été rigoureusement comparée à celle du thermomètre à hydrogène, de sorte qu'une Table très simple permet de passer immédiatement de leurs indications à celles du thermomètre normal.

Chaque étalon du mètre fut accompagné de deux thermomètres en verre dur construits par Tonnelot, soigneusement étudiés, divisés en dixièmes de degré de — ■ 4° à -h 52° et de 94° à 102°, avec une ampoule intermédiaire.

En outre, un grand nombre d'entre eux furent comparés aux thermomètres conservés au Bureau comme prototypes internationaux; dans ces comparaisons, la moyenne des divergences ne . fut que de it: odegré^oo35 à -1- 20°; — de ih o'ï^&'"%oo2o à +40°, avec de faibles écarts de part et d'autre.

(tiX CtiA CXU. CX^J- CX^ CXlX CXyj. CK^^ CX^ CT>>l'f^ C*>J- CXU. CX^ CXlX CXlX CtiA CXU. (X^ CtlA ft>A

r^ Y^ YTv> Y^ip rxs? rXi> YTY? Y^Vî Tvi? rxy? )Jitx\y rïvj rcij r^L? f^v» l'Cl? ir'Cp Y^ ttcl? txi?