Les unités du système international, grandeurs

Les unités du système
international,
grandeurs
physicochimiques et
constantes
universelles
Les unités de mesure légales en France ont été
définies par le décret numéro 61-501 du 3 mai 1961 qui a
caractérisé le système international d’unités (SI). Ce décret
a dès lors été mis à jour par un certain nombre de décrets
plus récents. Ce document s’efforce de vous présenter les
directives actuelles.
Cours-Pharmacie.com © 2010
Les préfixes des unités SI
Yocto-
Zepto-
Atto-
Femto-
Pico-
Nano-
Micro-
Milli-
Centi-
Déci-
Y
-24
10
z
-21
10
A
-18
10
f
-15
10
p
-12
10
n
-9
10
µ
-6
10
m
-3
10
c
-2
10
d
-1
10
Déca-
Hecto-
Kilo-
Méga-
Giga-
Téra-
Péta-
Exa-
Zetta-
Yotta-
Da
-24
10
h
-21
10
K
-18
10
M
-15
10
G
-12
10
T
-9
10
P
-6
10
E
-3
10
Z
-2
10
Y
-1
10
Les unités de base du système international
Le système international compte sept unités de base : le mètre (m), le kilogramme (kg), la seconde (s),
l’ampère (A), le kelvin (K), la mole (mol) et la candela (cd). Ces unités correspondent aux grandeurs physiques
indépendantes.
Unités
Symboles
Mètre
m
Kilogramme
kg
Seconde
s
Ampère
A
Kelvin
K
Mole
mol
Candela
cd
Définitions
Le mètre est une unité de longueur qui est calibrée par « la longueur du trajet parcouru
dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299792458 secondes ».
Le kilogramme est une unité de masse qui est calibré par « la masse du prototype
international en platine iridié, sanctionné par la conférence générale des poids et mesures
en 1889 et déposé au bureau international des poids et mesures ».
La seconde est une unité de temps qui est calibrée par « la durée de 9 192 631 770
périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de
l’état fondamental de l’atome de césium 133 ».
L’ampère est une unité d’intensité de courant qui est calibrée par « un courant constant
-7
qui produit une force de 2.10 newton par mètre de longueur ». Ce courant doit être
« maintenu dans deux conducteurs parallèles, rectilignes, de longueur infinie, de section
circulaire négligeable et placés à une distance de 1 mètre l’un de l’autre dans le vide ».
Le kelvin est une unité de température thermodynamique qui est calibré par « la fraction
1/273,16 de la température thermodynamique du point triple de l’eau ».
La mole est une unité de quantité de matière d’une entité élémentaire donnée (atome,
ion, molécule, électron, …, ou des groupements spécifiés de telles particules.) qui est
calibrée par « la quantité de matière d’un système contenant autant d’entités
élémentaires qu’il y a d’atomes dans 0,012 kilogramme de carbone 12 ».
La candela est une unité d’intensité lumineuse qui est calibrée par « l’intensité
lumineuse, dans une direction donnée, d’une source qui émet un rayonnement
12
monochromatique de fréquence 540.10 hertz et dont l’intensité énergique dans cette
direction est 1/683 watt par stéradian ».
Selon le décret n° 75-1200 du 4 décembre 1975, article 1er
Cours-Pharmacie.com © 2010
Page | 2
Les unités dérivées du système international présentant des dénominations particulières
Le système international compte différents groupe d’unités dérivées, qui présente des dénominations
et des symboles spéciaux : les unités géométriques, les unités de masse, les unités de temps, les unités
mécaniques, les unités électriques et les unités des rayonnements ionisants.
Unités
Expressions en unités
de base
Symboles
Grandeurs
rad
sr
Hz
N
Pa
J
W
C
Angle plan
Angle solide
Fréquence
Force
Pression et contrainte
Energie, travail, quantité de chaleur
Puissance, flux énergétique
Quantité d’électricité, charge
électrique
Tension électrique, potentiel
électrique, force électromotrice
Résistance électrique
Conductance électrique
Capacité électrique
Flux d’induction magnétique
Induction magnétique
Inductance
Flux lumineux
Eclairement lumineux
Activité (rayonnements ionisants)
Dose absorbée, énergie
communiquée massique, kerma,
indice de dose absorbée
Equivalent de dose
Activité catalytique
Radian
Stéradian
Hertz
Newton
Pascal
Joule
Watt
Coulomb
Volt
Ohm
Siemens
Farad
Weber
Tesla
Henri
Lumen
Lux
Becquerel
Gray
Sievert
Katal
V
Ω
S
F
Wb
T
H
lm
lx
Bq
Gy
Sv
kat
Expressions en unités
dérivées
-1
m.m
2
-2
m .m
-1
s
-2
m.kg.s
-1
-2
m .kg.s
2
-2
m .kg.s
2
-3
m .kg.s
rad
sr
Hz
N
-2
N.m
N.m
-1
J.s
s.A
C
2
-3
-1
2
-3
-2
m .kg.s .A
m .kg.s .A
-2
-1 3 2
m .kg .s .A
-2
-1 4 2
m .kg .s .A
2
-2 -1
m .kg.s .A
-2 -1
kg.s .A
2
-2 -2
m .kg.s .A
-2
m .cd
-1
s
-1
W.A
-1
V.A
-1
A.V
-1
C.V
V.s
-2
Wb.m
-1
Wb.A
cd.sr
-2
lm.m
Bq
m .s
2
-2
J.kg
2
-2
J.kg
kat
m .s
-1
mol.s
-1
-1
Selon la directive 2009/3/CE du parlement européen et du conseil
Les autres unités autorisées ne faisant pas parti du système international
Unités
Symboles
Grandeurs
Correspondances avec le SI
min
h
d
°
‘
‘’
L ou l
t
Temps
Temps
Temps
Angle plan
Angle plan
Angle plan
Volume
Masse
u
Masse
Electronvolt
eV
Energie
1 min = 60 s
1 h = 60 min = 3600 s
1 d = 24 h = 1440 min = 86 400 s
1° = (π/180) rad
1’ = (1/60)° = (π/10 800) rad
1’’ = (1/60)’ = (π/648 000) rad
3
-3
3
1 L = 1 cm = 10 m
3
1 t = 10 kg
-27
Valeur obtenue expérimentalement : 1 u = 1,660 54.10 kg
 1/12 de la masse d’un atome de carbone 12
-19
Valeur obtenue expérimentalement : 1 eV =1,602 18.10 J
 Energie acquise par un électron accéléré sous une
différence de potentiel de 1 volt dans le vide.
Unité
astronomique
ua
Longueur
Minute
Heure
Jour
Degré
Minute d’angle
Seconde d’angle
Litre
Tonne
Unité de masse
atomique
Mille
Longueur
Nœud
Vitesse
Angström
Å
Longueur
Are
a
Surface
Bar
bar
Pression
11
Valeur obtenue expérimentalement : 1 ua = 1,495 978 706.10 m
1 mille = 1852 m ; emploi autorisé uniquement pour exprimer des
distances en navigation maritime ou aérienne.
1 nœud = 1 mille/h = 1852/3600 m/s ; emploi autorisé uniquement
pour exprimer des distances en navigation maritime ou aérienne.
-10
1 Å = 10 m ; emploi autorisé uniquement pour exprimer des
distances interatomique.
2
2
1 a = 10 m ; emploi autorisé uniquement pour exprimer des
superficies agraires.
5
1 bar = 10 Pa
Il est important de préciser que certaines unités sont encore usitées afin de permettre de transcrire d’anciens
ouvrages ; ces unités ne sont cependant plus légales. Parmi elles on compte le curie, le röntgen, la calorie, le micron.
Cours-Pharmacie.com © 2010
Page | 3
Gradeurs physicochimiques utilisant les unités du système international
 Grandeurs géométriques, cinétiques et mécaniques
Grandeurs physicochimiques
Distance
Temps
Vitesse
Surface
Volume
Masse
Masse volumique
Densité
Débit massique
Débit volumique
Viscosité dynamique
Viscosité cinématique
Vitesse de réaction
Vitesse angulaire
Accélération
Force
Pression
Angle plan
Moment de force
Moment d’inertie
Moment angulaire
Energie mécanique
Energie cinétique
Energie potentiel
Quantité de mouvement
Tension de surface
Accélération angulaire
Pulsation d’une onde
Fréquence
Période
Longueur d’onde
Symboles
Unités de bases
d
t
v
S
V
m
ρ
d
qm
qv
η
ν
v
ω
a
F
P
α
M
I
L
E
Ec
Ep
p
γ
α
w
f
T
λ
m
s
m.s-1
m2
m3
kg
kg.m-3
Ø
kg.s-1
m3.s-1
Unités dérivées et autre
unités autorisées
g.L-1
Ø
Pa.s
m2.s-2
mol.L-1.s-1
rad.s-1
m.s-2
N
m2.kg.s-2
kg.m-2
kg.m2.s-1
Pa
rad
J ≡ N.m
J ≡ N.m
J ≡ N.m
J ≡ N.m
N.s-1
J.m-2
rad.s-2
rad.s-1
Hz
S
m
 Grandeurs électriques et électromagnétiques
Grandeurs physicochimiques
Courant électrique
Différence de potentiel / Tension
Résistance électrique
Inductance
Conductance électrique
Densité de courant
Puissance
Energie
Quantité d’électricité
Charge électrique
Champ électrique
Champ magnétique
Induction magnétique
Flux magnétique
Moment dipolaire
Capacité électrique
Perméabilité magnétique relative
Susceptibilité magnétique
Permittivité relative
Symboles
I
U
R
L
G
J
P
W
Q
q
E
H
B
F
µ
C
µr
c
er
Unités de bases
A
2
m .kg.s-3.A-2
m2.kg.s-2.A-2
m-2.kg-1.s3.A2
A.m-2
A.m-1
m2.kg.s-2.A-1
m-2.kg-1.s4.A2
Ø
F.m-1
Cours-Pharmacie.com © 2010
Unités dérivées et autre
unités autorisées
V ≡ W.A-1
Ω ≡ V.A-1
H ≡ Wb.A-1
S ≡ A.V-1
W ≡ J.s-1
J ≡ N.m
C ≡ A.s
C ≡ A.s
V.m-1
T ≡ Wb.m2
Wb ≡ V.s
C.m
F ≡ C.V-1
H.m-1
Ø
Page | 4
 Grandeurs thermodynamiques
Grandeurs physicochimiques
Enthalpie libre
Enthalpie interne
Quantité de chaleur
Entropie
Energie interne
Conductivité thermique
Diffusivité thermique
Capacité thermique massique
Emissivité directionnelle spectrale
Emissivité normale spectrale
Emissivité totale hémisphérique
Chaleur latente de fusion
Chaleur latente de vaporisation
Symboles
Unités de bases
G
H
Q
S
U
λ
a
Cp
ελ
ελ
ελ
Lf
Lv
m2.s-1
Symboles
Unités de bases
Vm
N
n
M
C
C
x ou ξ
T
Pf
Teb
Tf
Ø
mol
kg.mol
mol.m-3
g.m-3
mol
K
K
K
K
Unités dérivées et autre
unités autorisées
J
J
J
J.K-1
J
W.m-1.K-1
J.kg-1.K-1
Ø
Ø
Ø
J.kg-1
J.kg-1
Ø
Ø
Ø
 Grandeurs chimiques
Grandeurs physicochimiques
Volume molaire
Nombre de particules
Nombre de moles
Masse molaire
Molarité (Concentration molaire)
Concentration massique
Avancement d’une réaction
Température
Point de fusion
Température d’ébullition
Température de fusion
Unités dérivées et autre
unités autorisées
L.mol-1
Ø
mol.L-1
g.L-1
°C
°C
°C
°C
 Grandeurs photométriques, grandeurs de radioactivité et grandeurs quantiques
Grandeurs physicochimiques
Intensité lumineuse
Flux lumineux
Eclairement lumineux
Luminance lumineuse
Sensibilité spectrale
Flux énergétique
Luminance énergétique
Eclairement énergétique
Puissance
Energie
Activité
Activité massique
Activité volumique
Flux d’émission de particules
Débit de fluence neutronique
Nombre quantique principal
Symboles
Unités de bases
I
φ
E
L
S(λ)
φe
Le
Ee
P
Q
A
Am
Av
Ṅ
φ
n
cd
m-2.cd
s-1
Ø
Cours-Pharmacie.com © 2010
Unités dérivées et autre
unités autorisées
lm ≡ cd.sr
lx ≡ lm.m-2
cd.m-2
A.W-1
W
W.m-2.sr-1
W.m-2
W ≡ J.s-1
J ≡ N.m
Bq
Bq.kg-1
Bq.m-3
m-2.s-1
Ø
Page | 5
Constantes universelles
Nom
Vitesse de la lumière dans le vide
Charge élémentaire
Constante de Faraday
Constante de Boltzmann
Constante universelle de gravitation
Constante de Planck
Masse de l’électron
Masse du proton
Masse du neutron
Nombre d’Avogadro
Constante des gaz parfaits
Constante de Rydberg
Rayon de l’atome de Bohr
Unité de masse atomique
Permittivité absolue du vide
Perméabilité magnétique du vide
Magnéton de Bohr
Symbole
c
e
F
k
G
h
me
mp
mn
NA
R
R¥
r0
u
e0
µ0
µB
Valeur
8
-1
2,997 925.10 m.s
-19
1,602 177.10 C
-1
96 485,309 C.mol
-23
-1
1,380 658.10 J.K
-11
3
-1 -2
6,672 59.10 m .kg .s
-34
6,626 076.10 J.s
-31
9,109 390.10 kg
-27
1,672 623.10 kg
-27
1,674 929.10 kg
23
-1
6,022 137.10 mol
-1 -1
8,314 510 J.mol .K
7
-1
1,097 373.10 m
-11
5,291 772.10 m
-27
1,660 540.10 kg
-12
-1
8,854 187.10 F.m
-7
-1
4p.10 H.m
-24
-1
9,274 015.10 J.T
Pour plus d’informations
http://www.bipm.org/
http://www.bnm.fr/
http://www.metrologie-francaise.fr/
http://physics.nist.gov/
http://www.utc.fr/
Cours-Pharmacie.com © 2010
Page | 6