Historique

La création du système métrique avait pour but de simplifier l'usage des poids et mesures en créant des unités communes à tous.
Pour en savoir plus sur l'histoire des mesures et du système SI.



Unités de base du SI

Les unités de mesure servent à déterminer la valeur des grandeurs physiques. Un système d'unités est un ensemble de règles qui définit de manière cohérente l’unité de mesure de chaque grandeur utilisée dans les sciences et les techniques. Le système d'unités qui est aujourd'hui utilisé dans le monde entier est le Système International d'unités (SI). Il a été introduit lors de la 11e Conférence générale des poids et mesures (CGPM) en 1960. Par la suite, le Système international d'unités a remplacé une série de systèmes d'unités utilisés surtout dans les sciences de la nature, rendant dès lors les conversions parfois complexes entre différents systèmes superflues. On distingue deux classes d'unités dans le Système international : les unités de base et les unités dérivées. Les unités de base sont les suivantes :

Grandeur Unité  
Longueur mètre m
Masse kilogramme kg
Temps seconde s
Courant électrique ampère A
Température thermodynamique kelvin K
Quantité de matière mole mol
Intensité lumineuse candela cd

La mole ne fut admise comme septième unité de base du Système international qu'en 1971, lors de la 14e CGPM.

Les unités dérivées sont formées à partir des unités de base en utilisant les mêmes relations algébriques que celles s'appliquant aux grandeurs correspondantes sur la base des lois physiques. Un point important est la cohérence du Système international d'unité, c'est à dire que les unités dérivées s'obtiennent par multiplication et division d'unités de base, sans faire intervenir de facteurs numériques supplémentaires.

L'indépendance par rapport à l'espace et au temps est une exigence importante imposée aux unités de base : elles doivent pouvoir être reproduites à tout instant dans n'importe quel laboratoire avec la même précision. Les définitions ont été modifiées à plusieurs reprises pour pouvoir répondre à cette exigence et elles sont aujourd'hui basées, à l'exception du kilogramme, non plus sur des prototypes matériels, mais sur des propriétés physique de la nature pouvant être utilisées partout et à tout moment lors d'expériences particulières.

Unités dérivées

Unités SI dérivées ayant des noms spéciaux et des symboles particuliers.

Grandeur derivée Unité SI dérivée
Nom Utilisant d'autres unités SI Expression en unités SI de base
angle plan radian(1) rad   m·m-1 = 1     (2)
angle solide stéradian(1) sr(3)   m2·m-2 = 1     (2)
fréquence hertz Hz   s-1
force newton N   m·kg·s-2
pression, contrainte pascal Pa N/m2 m-1·kg·s-2
énergie, travail, quantité de chaleur joule J N·m m2·kg·s-2
puissance, flux énergetique watt W J/s m2·kg·s-3
quantité d'électricité, charge électrique coulomb C   s·A
différence de potentiel électrique, force électromotrice volt V W/A m2·kg·s-3·A-1
capacité électrique farad F C/V m-2·kg-1·s4·A2
résistance électrique ohm Ω V/A m2·kg·s-3·A-2
conductance électrique siemens S A/V m-2·kg-1·s3·A2
flux d'induction magnétique weber Wb V·s m2·kg·s-2·A-1
induction magnétique tesla T Wb/m2 kg·s-2·A-1
inductance henry H Wb/A m2·kg·s-2·A-2
température Celsius degré Celsius(4) °C   K
flux lumineux lumen lm cd·sr     (3) m2·m-2·cd = cd
éclairement lumineux lux lx lm/m2 m2·m-4·cd = m-2·cd
activité (d'un radionucléide) becquerel Bq   s-1
dose absorbée, énergie massique (communiquée), kerma gray Gy J/kg m2·s-2
équivalent de dose, équivalent de dose ambiant, équivalent de dose directionnel, équivalent de dose individuel, dose équivalente dans un organe sievert Sv J/kg m2·s-2

(1) Le radian et le stéradian peuvent être utiles, dans les expressions des unités dérivées, pour distinguer des grandeurs de nature différente ayant la même dimension.
(2) En pratique, on emploie les symboles rad et sr lorsque c'est utile, mais l'unité dérivée  1   n'est habituellement pas mentionnée.
(3) En photométrie, on maintient généralement le nom et le symbole du stéradian, sr, dans l'expression des unités.
(4) Cette unité peut être utilisée en association avec des préfixes SI, comme par exemple pour exprimer le sous-multiple millidegré Celsius, m°C.

Préfixes du SI

La 11e CGPM (1960) a adopté une première série de préfixes et de symboles pour former les noms des multiples et sous-multiples décimaux des unités SI. Au cours des années, cette liste a été complétée de la manière suivante :

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

Sources : Bureau International des Poids et Mesures