Chapitre XXXIII
méthode, et Ton a considéré cette première application comme un essai que Ton se propose de répéter dans des conditions améliorées. Alors la précision de cette méthode pourra atteindre aussi le I ou le I de micron, de sorte que si le prototype métrique fondamental venait jamais à être altéré, perdu ou détruit, on pourrait le rétablir avec une identité absolue.
déteruinàtion de la masse du décimètre cube d'eau.
Déjà en 1872 la Commission internationale du mètre avait décidé (Résolution XXVII, p. Sog) de faire déterminer à nouveau le poids du décimètre cube d'eau (*]. Cela paraissait d'autant plus indispensable que certains savants étrangers attribuaient au Kilogramme des Archives une erreur montant jusqu'à 3oo"« par rapport à sa définition théorique. D'ailleurs, cette détermination pouvait être considérée aussi comme constituant un nouveau témoin naturel du mètre.
C'est en 1892 que le Bureau international commença de préparer l'outillage nécessaire, en faisant construire les solides qui doivent être pesés successivement dans l'air et dans l'eau. La forme cylindrique ayant paru la moins difficile à construire, on essaya d'abord d'obtenir de fonte et d'une seule pièce des cylindres creux en bronze : les résultats furent peu satisfaisants, car le travail au tour mit toujours à nu un plus ou moins grand nombre de soufflures ou bulles intérieures.
(*) M. Guillaume a fait une histoire critique des déterminations de cette constante; elle doit être insérée dana T. et M.» t. XII.
Suite des travaux métrologiques, de 1889 à 1900. ' 411
On obtint de meilleurs résultats en construisant ces cylindres au moyen de tubes de laiton épais, aux extrémités desquels on fixa, soudées à l'argent, des planches de laiton laminées : ce sont ces cylindres qui furent utilisés dans la suite.
Cette recherche, un peu abandonnée en iSgS et en 1894, fut reprise activement en 1895 et par deux voies parallèles.
On peut, en effet, soit employer des corps relativement volumineux, tels que les cylindres dont nous venons de parler, et mesurer leurs dimensions par la méthode ancienne des palpeurs; soit prendre des cçrps plus petits mais se prêtant à la détermination plus précise de leurs dimensions.
C'est par cette dernière méthode qu'a procédé M. P. Chappuis (*), en employant des cubes transparents dont il détermina les dimensions par des procédés interférentiels analogues à ceux de Fizeau et de Michelson, procédés qui ont permis d'atteindre, un degré de précision encore inconnu. Il opéra ainsi sur deux cubes de verre, remarquablement travaillés par M. Jobin, et sur un cube de quartz.
Pour le verre, les observations accusèrent, du commencement à la fin, d'abord une petite diminution de masse tenant à la dissolutioa du verre dans Teau et, en outre, une légère diminution de volume, une faible contraction, attribuable à la même cause qui produit le déplacement du zéro dans les thermomètres.
Le quartz cristallisé ne présente pas les mêmes inconvénients; mais sur les surfaces taillées dans ce corps les macles s'accusent parfois par une brusque différence de niveau qui pourrait rendre
(*) Préalablement M. Chappuis avait fait une nouyellc détermination de la dilatation de Tean pure; il trouva que le maximum de densité tombe à 4*, 0.
412 Chapitre XXXI IL
fort difficile la mesure des dimensions. Aussi en est-on revenu au verre, au crown optique non trempé, qui cependant a présenté une très légère contraction permanente.
Le résultat définitif obtenu par cette méthode, au moyen d*un cube de verre de 5o™" de côté, est le suivant :
Masse de 1000*°*' d'eau à 4^=9996,976 = i^» — 24=6 (*).
Pendant que M. Chappuis employait cette méthode, M. Guillaume procédait à la même détermination avec les cylindres dont nous avons déjà parlé.
La mesure de leurs dimensions, qui constitue la principale difficulté du problème, fut faite au moyen d'un appareil à palpeurs construit par la maison Bariquand et Marre.
Les cylindres étaient au nombre de 6, dont les volumes variaient de 2*, i3o à 0^214; mais on dut abandonner le n® 5 qui avait révélé, aux mesures, des divergences de loî^ dans les diamètres d'une même section droite. Voici les dimensions de ces cylindres avec les résultats qu'ils ont fournis pour la masse du décimètre cube d'eau à ^° C.
Masse
do
Volumes.
décim. cube
Hauteur.
Diamètre.
Poussées.
d'eau à 4*.
mm
mm
mm*
mg
(*) De leur côté, M^M. Macé de Lipinay, Pérot et Ch. Fabry (avec un cube de quartr
Suite des travaux métrologiques, Je 1889 ^1900. ,41 3
La première immersion du cylindre 2 dans Teau produisit une augmentation de poids de 28°^, indiquant l'existence de fissures, probablement à l'endroit des soudures : ce cylindre fut, en conséquence, laissé de côté.
Les autres nombres conduisent à ce résultat :
Masse de 1 000'"' d'eau à 4* 999'» 9^6 -— i ^« — 64*"»,
de sorte que Terreur du kilogramme serait de 64"». M, Guillaume pense que ses mesures ont pu donner des volumes un peu trop forts, et que la correction de 64°* doit être considérée comme une limite supérieure.
Le kilogramme est donc un peu trop lourd par rapport à sa définition théorique; mais son erreur, loin d'atteindre 200"*^ ou même 3oo™c^, comme le pensaient quelques savants étrangers, ne paraît pas dépasser So'c^. Et étant données les méthodes dont on disposait, il y a un siècle, on ne Saurait trop admirer la précision qui a été atteinte à cette époque.
Cependant, au moins au point de vue des principes et de la scienccL exacte, il y a'iieu de distinguer le volume du litre de celui du décimètre cube. En effet, le rapport entre le décimètre cube et le volume d*un kilogramme d'eau pure à son maximum de densité comportera toujours une incertitude, puisqu'il résulte nécessairement d'une détermination expérimentale. Aussi le
taillé par M. Werlein et étudié au moyen de petits plans remarquablement travaillés par M. Sabin), ont obtenu les résultats suivants:
Macé de Lépinay ( première méthode ) masse de loGo'""' = 999*} 964
Macé de Lépinay, Pérotet Fabry (seconde méthode) ■ = 999 , 979
La masse de ce cube et le poids de Teau qu'il déplace ont été déterminés an Bureau international.
414 Chapitre XXXIII.
Comité international a-t-il décidé de proposer à la sanction de la prochaine Conférence générale ( 1901) cette double proposition :
1® Il faut établir une distinction entre le Décimètre cube, unité de volume^ et le Litre, unité de capacité»
2° Le Litre sera défini comme éteint le volume occupé par un kilogramme d'eau pure, à son maximum de densité, et sous la pression atmosphérique normale.
Il résulte de cette définition, et des résultats rappelés ci-dessus, que le litre est un peu plus grand que le décimètre cube.
COMPARAISONS DE RÈGLES GÉODÉSIQUES ET d'ÉTALONS IMPORTANTS. TRAVAUX DIVERS. — PROJETS POUR l'aVENIR.
Un des principaux motifs qui, en iSyS, rendaient si désirable la création du Bureau international, était la nécessité de comparer entre elles les règles géodésiques sur lesquelles sont appuyées les grandes triangulations.
Ces travaux, qui ont été faits avec le comparateur universel ou avec le comparateur géodésique, ont porté sur les règles suivantes :
Toise du Pérou;
Règles de Borda ;
Toises de Bessel (*), de Liesganig; toises de Danemark ;
(*) La valeur attribuée jusqu'ici à cette célèbre toise, qui a servi d'étalon fondamental à un grand nombre de triangulations, est plus courte de 262, 2 que celle qui vient d'être déterminée au Bureau international; aussi toutes les longueurs mesuré.'s en partant de cette toise et exprimées en mètres ont dû être augmentées de . V .- j^ \^^^ valeur : cela a suffi pour faire disparaître une discordance systématique qui existait entre la triangulati>n française et diverses triangulations étrangères.
trologiques de :889 à [900,
Règles géodésiques appartenant aux appareils de bases des Etats suivants: Allemagne, Autriche, colonie du Cap, Espagne, France, Italie, Norvage, Russie, République Argentine, Suède, Suisse.
On a déterminé aussi avec beaucoup de soin, par rapport au mètre, les mesures russes, ainsi que le Yard anglais, base du système métcologique qui pendant longtemps a été le plus répandu dans le monde.
Parmi les travaux exécutés au Bureau international, il convient de noter en particulier l'étude de la dilatation d'un grand nombre de métaux et d'alliages ; c'est ce qui a conduit à la découverte d'un alliage en acier et nickel qui est très remarquable par la petitesse de sa dilatation, et qui a reçu le nom A' invar. Ces alliages acier-nickel, étudiés surtout par M. Guillaume, sont déjà utilisés dans l'industrie, notamment en horlogerie ; et le Bureau international s'occupe en ce moment de construire en invar des règles géodésiques d'un nouveau modèle.
Pour l'avenir, un des principaux travaux sera la comparaison périodique des étalons nationaux avec tes prototypes; ce travail est même déjà fait pour les huit kilogrammes 2, 3, 32, 28, 36, 37, 38, 40 [voir p. 384), et il montre que les variations de masse en 10 ans n'excèJent pas 3 ou 4 centièmes de milligramme, et par suite sont à peine supérieures aux incertitudes inévitables des comparaisons.
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