Un étalon international : la seconde 
Un étalon international : la seconde
Pour mesurer une durée, il faut définir une unité de temps admise par tous.
La définition de cette unité est aujourd'hui très précise et universelle : c'est la seconde.
Nous savons tous que la seconde est la soixantième partie d'une minute, qu'il faut soixante minutes pour faire une heure, et vingt-quatre heures pour faire un jour. Mais sur quoi se baser pour définir précisément la durée de l'unité choisie ?
Le jour
La durée d'un jour a longtemps été la base de tous les calculs. Sa durée est définie 
par la rotation apparente de la Terre autour du Soleil. Mais celle-ci comporte des irrégularités tout au long de l'année. Ces irrégularités pouvant être mesurées, les astronomes ont alors défini la durée du jour solaire moyen à partir du jour solaire vrai, et par conséquent, la durée de l'heure, de la minute et de la seconde.
La seconde
C'est l'étalon officiel de mesure du temps (abrégée : s). Jusqu'en 1956, elle est définie comme la 1/86 400 partie du jour solaire moyen (un jour comporte 86 400 secondes). C'est une approximation largement suffisante pour mesurer nos activités quotidiennes. Mais elle conserve une incertitude de 1 x 10-7s.
Cette incertitude, tout à fait dérisoire à l'échelle quotidienne, posait problème aux astronomes. Leurs calculs, qui s'établissent sur des durées très longues, ont en effet besoin d'une précision extrême.
rue de la Tour de l'Horloge, Rouen
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DES SOUS-MULTIPLES DE LA SECONDE Pour davantage de précision, il est nécessaire d'utiliser des sous-multiples de la seconde. Le dixième de seconde et le centième de seconde sont bien connus : on les utilise en particulier ·en athlétisme pour mesurer les performances des athlètes. D'autres sous-multiples sont utilisés pour des mesures de plus en plus précises. Ce sont : - la milliseconde (0,001s), - la microseconde (0,000 001s), - la nanoseconde (0,000 000 001s), - la picoseconde (0,000 000 000 001s). C'est l'ordre de précision des horloges atomiques. |
De nouvelles définitions
En 1956, la valeur de la seconde est redéfinie à l'occasion de la 11e Conférence générale des poids et mesures. Une seconde est alors définie comme la 1/31 556 925,9747 partie de l'année 1900. Cette nouvelle définition n'apporte plus qu'une incertitude comprise entre 2 et 5 x 10-9 s. C'est beaucoup mieux que précédemment. .. Mais pas encore suffisant!
Le Temps atomique international (TAI). En 1967, une nouvelle définition de la seconde intervient. Ellen' est plus basée sur la durée d'un jour moyen, mais sur la vibration naturelle d'un atome.
La nouvelle définition est celle-ci : « La seconde est la durée de 9 162 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre deux niveaux hyperfins de l'atome de césium 133 dans son état fondamental. »
horloge astronomique, Prague
L'imprécision de cette définition n'est plus que de 1 x 10-14 s, c'est-à-dire une seconde en trois millions d'années. Les horloges atomiques basées sur ce principe approchent cette quasi-perfection : elles permettent d'obtenir une précision de l'ordre de la picoseconde, soit 1 x 10-12 s. Les astronomes sont satisfaits. Ils ont un outil enfin précis, totalement indépendant des imperfections liées à la rotation de la Terre. A tel point qu'il a fallu corriger les horloges atomiques trop précises, pour leur redonner une certaine imperfection : tous les ans, on ajoute une seconde au temps officiel donné par celles-ci, pour qu'elles restent en phase avec la rotation de la Terre, qui a tendance à ralentir.