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Mesures et étalons anciens

Les balances pour peser l'or découvertes en Grèce à l'ère moderne dans les tombes des rois mycéniens figurent parmi les plus anciens instruments de mesure dont il existe encore des exemplaires. Bien qu'elles ne soient que décoratives, elles prouvent que la mesure de la masse se pratique depuis plus de quatre millénaires. Par ailleurs, les constructeurs qui ont édifié les tombeaux des pharaons égyptiens – les pyramides – utilisaient certainement autre chose que de simples règles : les pyramides sont en effet régulières, symétriques et alignées sur l'axe de la Terre. On possède toutefois peu de détails sur les instruments de mesure dont se servaient ces constructeurs, bien que certains soient illustrés dans des dessins hiéroglyphiques ornant les murs des tombeaux et dans des documents trouvés à l'intérieur de ces derniers.

Il existe des étalons de mesure depuis l'apparition des sociétés organisées. Babylone, l'Égypte et les cités grecques possédaient toutes des étalons qui servaient de points de comparaison et de critères d'approbation pour les instruments de mesure commerciaux. Vers l'an 500 av. J.-C., Athènes possédait son propre dépôt central des poids et mesures officiels, appelé tholos, et certains de ces poids et mesures existent encore de nos jours.

Les fondations circulaires de la tholos   Les fondations circulaires de la tholos (Ve siècle av. J.-C.) à Athènes, où la cité conservait ses étalons, sont toujours visibles près du stoa (le marché) original, à l'ombre de l'Acropole.

Les marchands devaient apporter leurs poids, ainsi que leurs mesures linéaires et leurs mesures de volume à la tholos pour les comparer avec les étalons officiels. Ceux qui étaient pris à escroquer leurs clients pouvaient se voir imposer des amendes, comme c'est le cas aujourd'hui.

Il est bien possible que les Égyptiens aient découvert l'art de la mesure, mais la science de la mesure n'est vraiment apparue qu'avec les Grecs. La connaissance que ces derniers avaient de la géométrie, de même que leur longue expérimentation des poids et mesures ont rapidement donné à leur système de mesure des fondements plus scientifiques. En comparaison, la métrologie romaine, qui a pris naissance plus tard, n'était pas aussi avancée, quoique des gens comme Héron aient imaginé certains instruments de mesure ingénieux – notamment un odomètre pour calculer les distances et un instrument de topographie permettant d'établir les angles d'azimut et d'élévation. Il n'est pas surprenant que plusieurs des instruments de mesure romains les plus importants aient été conçus à des fins pratiques telles que la construction des routes et des ponts-aqueducs.

Toutes les grandes civilisations ont mis au point des ensembles d'étalons fondés sur le monde physique. En Angleterre, le pouce a été défini à partir de trois grains d'orge en 1305. Dans les années 1360, les Anglais ont adopté la longueur du bras d'Édouard III comme étalon national de longueur, remplacé par la verge à l'époque élisabéthaine. À mesure que progressaient la science et la technologie, les étalons de mesure devenaient plus complexes. À la fin du XVIIIe siècle, les fabricants britanniques d'instruments scientifiques prenaient grand soin d'assurer la précision des étalons secondaires. À cette fin, ils utilisaient des microscopes, copiaient minutieusement la composition des originaux et contrôlaient la température durant la fabrication.

Au XVIIIe siècle, les scientifiques français ont conclu qu'un étalon de longueur fondé sur une quantité physique qui ne changeait pas était grandement souhaitable. Le système métrique – ou Système International (SI), comme on l'appelle officiellement maintenant –, proclamé en 1795, découle d'une tentative pour mesurer la distance entre l'équateur terrestre et le pôle Nord en 1734. Le mètre a été défini comme étant le millionième de cette distance. Comme ont le sait maintenant, la mesure française comportait une légère erreur. Néanmoins, elle est à l'origine d'une barre fabriquée minutieusement qui est devenue le mètre étalon. Cet étalon a été reconnu jusqu'en 1961, le mètre ayant alors été redéfini par rapport à la lumière émise par le krypton. Il a été redéfini une nouvelle fois depuis. Les Français ont aussi adopté des étalons de volume et de masse en se fondant sur le mètre – la masse étant définie comme la quantité d'eau contenue dans un volume donné à une température donnée.