Organisme intergouvernemental, scientifique et permanent, ayant pour fonction de conserver les étalons internationaux et d’assurer l’uniformité ainsi que le perfectionnement des mesures physiques dans le monde.
Mission
Créé en 1875, cet organisme est le premier établissement entretenu à frais communs par un ensemble d’États pour une tâche d’intérêt mondial. Bien que, pour des raisons historiques, il soit situé en France, au pavillon de Breteuil, dans le parc de Saint-Cloud, il est indépendant du gouvernement français : son activité est contrôlée par le Comité international des poids et mesures, qui nomme son directeur et qui est sous la seule autorité de la Conférence générale des poids et mesures, formée des délégués des États liés par la Convention du mètre, traité dont la création date d’un siècle. Le Bureau international des poids et mesures dispose d’un personnel scientifique, de laboratoires et d’un secrétariat. Il détient les prototypes internationaux du mètre et du kilogramme. Il compare les étalons physiques des grands laboratoires métrologiques des pays fortement industrialisés. Il exécute des vérifications d’étalons aux pays qui le demandent. Il organise des réunions de « comités consultatifs » pour que les recherches métrologiques soient coordonnées et pour faire ressortir les avis des spécialistes concernant les programmes de travail et les décisions à prendre sur le plan international. Centre mondial de la métrologie scientifique, il s’occupe non seulement des étalons physiques de mesure, mais aussi de ce langage qu’est un système d’unités : le système international d’unités, forme moderne du système métrique, adopté par la Conférence générale des poids et mesures en 1960 et perfectionné ensuite, est le résultat des enquêtes et études menées à partir du Bureau international des poids et mesures ; il est sur le point de devenir le système unique d’unités en usage dans tous les pays du monde ; presque tous l’ont déjà rendu légalement obligatoire.
L’œuvre du Bureau international des poids et mesures
De 1875 à 1889
Le Bureau international des poids et mesures a construit et distribué une trentaine d’étalons du mètre et du kilogramme. Ce fut un travail difficile pour trois raisons.
1. Le métal choisi est un alliage de platine à 10 p. 100 d’iridium, métaux réfractaires que l’on n’avait encore jamais manipulés en si grande quantité et dont on exigeait une pureté et une homogénéité inégalées à cette époque.
2. L’emploi de ces étalons avec une précision cent fois meilleure qu’antérieurement impliquait la connaissance de constantes physiques telles que leur dilatabilité, leur module d’Young, une échelle de température, la masse volumique de l’eau et de l’air, l’accélération due à la pesanteur. De plus, il fallait imaginer des méthodes de comparaison entre ces étalons et des méthodes pour déterminer les étalons des multiples et des sous-multiples.
3. Aucun des grands laboratoires nationaux actuels n’existait ; le B. I. P. M. était seul dans le monde, avec quatre ou cinq physiciens, à aborder ces problèmes nouveaux. L’œuvre accomplie dans cette première période a donné au monde une base solide sur laquelle se sont édifiées la science et la technique industrielle avec un développement inouï et qui a transformé la vie dans les pays industrialisés.
De 1889 à 1927
Pendant cette deuxième période, le patient travail bien connu des métrologistes, qui améliore, confirme, étend les méthodes et les résultats déjà acquis, a porté sur les mesures de longueur, de masse, de température et de dilatabilité ; au cours de ces travaux fut découvert l’Invar, alliage fer-nickel à dilatabilité thermique nulle, qui valut à Charles Édouard Guillaume (1861-1938) le prix Nobel. Beaucoup de constantes physiques mesurées au B. I. P. M. à cette époque sont encore en usage : volume occupé par 1 kg d’eau sous la pression atmosphérique à son maximum de densité à la température 4 °C (soit 1,000 028 dm3) ; longueur d’onde dans l’air normal de la radiation rouge du cadmium naturel (soit 6 438,469 6 × 10–10 m), qui fut mesurée par Albert Michelson (1852-1931), puis par Charles Fabry (1867-1945) et Alfred Pérot (1863-1925), avec René Benoît (1844-1922), directeur du B. I. P. M., et qui a servi ensuite d’étalon pour la mesure de la longueur d’onde de centaines de milliers de raies spectrales atomiques ; établissement d’une « échelle normale de température » au moyen d’un thermomètre à hydrogène, échelle pratiquement confondue avec l’échelle théorique de la thermodynamique ; méthodes d’emploi et de vérification d’étalons de longueur de 24 m en fil d’Invar pour la mesure des bases géodésiques, avec un gain d’un facteur 30 sur la durée des opérations sur le terrain et une exactitude de l’ordre du millionième, que l’on ne dépasse guère aujourd’hui, etc.
De 1927 à 1960
Cette troisième période a vu l’extraordinaire développement des découvertes en électricité et en physique nucléaire, avec leurs applications industrielles, et l’expansion d’autres techniques, telles que celles de l’éclairage. Le besoin d’étalons exacts et uniformes dans le monde a conduit les gouvernements à doter le B. I. P. M. de nouveaux laboratoires, dans lesquels sont conservés, comparés, étudiés ou vérifiés les étalons représentatifs de l’ohm, du volt, de la candela, du lumen ainsi que les étalons de mesure des rayonnements ionisants. Devant la diversité des compétences nécessaires pour diriger l’activité d’un tel organisme, le Comité international des poids et mesures a créé des comités consultatifs qui rassemblent les représentants des meilleurs laboratoires spécialisés dans les recherches et les mesures portant sur l’électricité (1927), la photométrie (1933), la thermométrie (1937), les longueurs (1952), le temps et les fréquences (1956), les rayonnements ionisants (1958). Ces comités consultatifs doivent faire le point de l’état d’avancement des progrès et de l’évolution chacun dans sa spécialité, indiquer l’orientation la plus profitable des travaux à entreprendre et exprimer l’opinion des experts sur les décisions que le Comité international pourrait prendre ou qu’il pourrait proposer aux gouvernements à la Conférence générale des poids et mesures. Ils permettent d’harmoniser les travaux du B. I. P. M. et des laboratoires nationaux, nécessité due au fait que le B. I. P. M., malgré une légère expansion, reste un petit laboratoire, comparé à plusieurs de ces laboratoires nationaux. Cependant, le caractère purement international du B. I. P. M. lui confère des responsabilités que lui seul peut assumer, par exemple d’arbitre neutre libéré de toute susceptibilité nationale, comme ce fut le cas lorsque les études expérimentales comparatives du B. I. P. M. ont prouvé la supériorité du krypton 86, parmi les trois solutions proposées par trois pays différents, pour être à la hase d’une nouvelle définition du mètre. Ce rôle d’arbitre s’ajoute à sa fonction statutaire concernant la vérification ou la comparaison des étalons qui servent de point de départ aux mesures physiques dans tous les pays et aux travaux destinés à améliorer les méthodes de mesure afin de répondre au besoin d’une précision sans cesse croissante.
