Le Musée des Arts et Métiers à Paris présente sa nouvelle exposition «Sur Mesure, les 7 Unités du monde» du 16 octobre au 5 mai 2019. Cette exposition, qui traite du thème de la mesure, coïncide avec un événement majeur –la redéfinition de quatre des sept unités de base du Système International d’unités (SI) qui sont le kilogramme, la mole, le kelvin et l’ampère– synonyme de révolution dans le monde de la métrologie. Thomas Grenon, directeur général du Laboratoire national de métrologie et d’essais (LNE), présent lors de l’inauguration de l’exposition, affirme que l’événement majeur de 2018 survient pour la première fois depuis 1875, année du premier changement de la définition d’une unité. «Quatre unités sur sept sont changées, ce qui va accomplir le rêve de la Révolution Française qui a institué le système métrique et qui a fait des accords majeurs dans notre pays notamment dans le système d’unité local (le pied, le pouce, la toise) et invente le nouveau système de mesure que l’on connaît aujourd’hui» se réjouit-il.

La mesure se définit comme «l’action d’évaluer une grandeur de même espèce, prise comme unité et comme référence» selon le petit Larousse. En métrologie, –science de la mesure– elle désigne le rapport numérique d’une grandeur à une autre qui est prise comme unité, un «repérage de la position d’une grandeur dite repérable dans une échelle admise par convention, même si l’on ne sait pas définir le rapport à une unité». La mesure est présente partout, elle dicte notre quotidien. Mais d’où vient-elle?

Le corps humain est une mesure

Représentation de l’Homme de Vitruve de Léonard de Vinci, à l’exposition

La mesure et le corps humain ont toujours été étroitement liés. La première pièce de l’exposition montre les premières mesures du corps humain qui remontent à l’Antiquité. Mesurer l’Homme, c’est mettre des données chiffrées sur ses capacités. Bruno Jacomy, conservateur en chef honoraire du patrimoine, un des auteurs de cette exposition, nous fait la visite. «Nous étions partis de la mesure des dimensions de l’Homme pour évaluer ses capacités et ses activités » explique-t-il tout en montrant le célèbre dessin de l’Homme de Vitruve de Léonard de Vinci. Ce dernier a dessiné cet homme vers 1490, après la redécouverte des écrits de Vitruve, architecte romain de l’Antiquité. «Le dessin illustre les règles de proportion du corps humain car l’homme constitue un système de mesure du monde» insiste-il.

L’exposition se fait dans un ordre précis, on part de la définition même de l’Homme comme instrument de mesure pour ensuite découvrir une série d’objets pour mesurer le corps humain : un thermomètre, une pendule de pointage mais aussi un psycho-galvanomètre, l’ancêtre du «détecteur de mensonge» qui mesure les émotions et la rapidité des doigts. Depuis le 19e siècle, la mesure du temps de travail s’effectue dans le cadre de la gestion de l’entreprise. Bruno Jacomy nous montre une horloge pointeuse utilisée dans la banlieue parisienne au début du 20e siècle : «On met son pointeur en face du numéro, on appuie et cela enregistre l’heure d’arrivée et de départ» raconte-il, avant d’ajouter : «C’est l’origine de la pointeuse traditionnelle qui sert aussi d’appareil de mesure du travail d’unité». 

L’acte de la mesure

Le téléphone portable, outil de mesure indispensable de nos jours

Deuxième pièce, l’acte de la mesure. Elle se fait à l’aide d’un instrument défini. Pour mesurer la température d’un corps humain, on va mesurer sa dilatation à l’aide d’un thermomètre par exemple. Mais d’autres instruments que nous ne soupçonnons pas peuvent être utilisés indique Bruno Jacomy : «Nous souhaitons sensibiliser les gens sur le fait qu’ils ont des instruments de mesure directement dans leurs poches, c’est le cas notamment du téléphone portable. Les capteurs contenus dans nos téléphones peuvent mesurer un tas de choses, des éléments qui font partie de notre histoire : sablier, sextant, géophone, microphone et l’appareil photographique.» Le téléphone portable est l’outil moderne de mesure de nos jours qui incorpore une grande lignée d’instruments qui n’ont cessé de se perfectionner au fil du temps. «Nous faisons partie d’un ensemble de données que nous fournissons» précise-t-il.

Au fond de la salle, une expérience visuelle sur la perception des couleurs qui n’est pas la même pour tout le monde. Quantifier la couleur est très difficile car elle dépend de la luminosité, de la surface et de la température. L’expérience insiste sur un éclairage spécial et une variation des teintes.

Le principe des étalons

La suite de la visite montre les étalons. Un étalon, selon la définition du VIM (Vocabulaire International de Métrologie)  «est une réalisation de la définition d’une grandeur donnée, avec une valeur déterminée et une incertitude de mesure associée, utilisée comme référence». Les sept unités de base sont des étalons matériels : la mole (quantité de matière), la candela (intensité lumineuse), la seconde (temps), l’ampère (intensité du courant électrique), le kelvin (température), le mètre (longueur) et le kilogramme (masse). Le LNE pratique l’étalonnage  des instruments de mesure, afin de les raccorder au Système International d’unités et de permettre la traçabilité de ses unités de l’unité définie de base. «Pour que les échanges se fassent sans fraude, il fallait garantir la validité des mesures. Au 18e siècle, on mettait les étalons dans une armoire. Cette armoire allait chez le commerçant pour les capacités tandis qu’au 19e siècle, la mallette de vérification des mesures se rendait directement chez le commerçant à cheval» raconte Bruno Jacomy en montrant les armoires exposées et prévues à cet effet.

Mesurer la société

La machine à carte perforées de Herman Hollerith

L’exposition s’achève avec un objet rarissime, la machine à carte perforée de l’ingénieur américain Herman Hollerith. La machine sert à gérer des statistiques et fut utilisée durant le recensement militaire de 1890 aux Etats-Unis. Elle a été acquise par le Conservatoire des Arts et des Métiers lors de l’Exposition Universelle de Paris en 1889 où Hollerith l’a présentée. «Dans cette carte que l’on a décryptée, il y a la localisation géographique du militaire, le nombre de jours d’arrêt maladie, le type de maladie, la nationalité, la source de la maladie, l’âge… » précise Bruno Jacomy. « Des éléments étaient enregistrés sur les cartes chaque semaine, ce qui permettait de faire des statistiques pour voir l’évolution sur le nombre des maladies. Le dépouillement de la population des USA demandait sept ans auparavant. Et avec cette machine, on avait en quelques mois les résultats.» Par ailleurs, Herman Hollrith a créé la Tabulating Machine Company qui, quelques années plus tard, va devenir IBM (International Business Machine). Une invention qui marque l’instant clé des débuts de l’informatique à la fin du XIXe siècle et la gestion des statistiques. La mesure est un élément de gestion de la société, on part du corps humain pour finir sur cette mesure de la société.

Des visites guidées pour les sorties scolaires

Des ateliers scolaires sont organisés par le musée des Arts et des Métiers. L’exposition principale est accessible pour les élèves avec des visites guidées de la 6e aux étudiants post-bac, du mardi au vendredi de 10h à 14h. Le musée proposera aussi un atelier scolaire appelé « Mission Mesures » pour les enfants du CE2 au CM2, à partir de début novembre. Un scénario fictif sera proposé aux élèves : la découverte d’une nouvelle planète, la planète Métrone…

D’autres ateliers scolaires seront prévus pour les jeunes avec des visites guidées de la 6e à la terminale, des ateliers pour les enfants de 6 à 12 ans ainsi que des ateliers familiaux, à découvrir dans l’espace pédagogique du musée.