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 :
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 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.
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 |