
Chef-d’œuvre · Invention
Le système métrique
Le mètre étalon de marbre de la rue de VaugirardSina.ahm, 2018 — CC BY-SA 4.0
Deux astronomes ont passé sept ans, en pleine Révolution et en pleine guerre, à mesurer par triangulation l'arc de méridien de Dunkerque à Barcelone, pour en tirer le dix-millionième du quart du méridien terrestre. Ce segment s'appelle le mètre, et le monde entier s'en sert.
Ils sont deux, et ils vont dans des directions opposées. En juin 1792, l’Académie des sciences envoie Jean-Baptiste Delambre vers le nord, jusqu’à Dunkerque, et Pierre Méchain vers le sud, jusqu’à Barcelone, avec ordre de se rejoindre quelque part vers Rodez. Leur tâche : mesurer par triangulation la longueur exacte de l’arc de méridien qui traverse la France, en visant de clocher en clocher au cercle répétiteur de Borda, et en reportant chaque angle avec une précision de quelques secondes d’arc. Ils partent pour un an. Ils rentreront sept ans plus tard.
Car entre-temps la monarchie tombe, la guerre éclate, la Terreur s’installe, l’Académie est supprimée, et deux savants munis d’instruments de cuivre qui grimpent la nuit sur les clochers avec des lampes deviennent, aux yeux de tous les comités de surveillance du pays, des espions. Delambre est arrêté plusieurs fois, ses passeports sont périmés, ses signaux détruits par des villageois qui les prennent pour des signes à l’ennemi. Méchain, bloqué en Espagne par la guerre, y reste trois ans, tombe d’un échafaudage et se brise la clavicule. Ils sont pourtant venus à bout de la mesure.
Pourquoi il fallait le faire
L’Ancien Régime comptait, selon les évaluations, entre sept et huit cents unités de mesure dont les valeurs changeaient d’une ville à l’autre, et parfois d’un marché à l’autre. La toise, l’aune, la livre, le boisseau, la setier n’avaient pas la même dimension à Paris, à Marseille et à Lille ; le seigneur qui percevait le blé possédait souvent l’étalon du boisseau, ce qui ne l’incitait pas à la rigueur. Les cahiers de doléances de 1789 réclament l’unification des poids et mesures presque aussi souvent que l’égalité fiscale.
L’Assemblée constituante s’en saisit le 8 mai 1790, sur le rapport de Talleyrand. Une commission de l’Académie — Borda, Lagrange, Laplace, Monge, Condorcet — écarte l’idée de prendre pour base le pendule qui bat la seconde, dépendant du lieu et de la pesanteur, et retient le 19 mars 1791 une mesure qui n’appartienne à personne : le dix-millionième du quart du méridien terrestre. La Terre elle-même sera l’étalon. C’est pour connaître cette Terre qu’il faut envoyer Delambre et Méchain.
Le reste est d’une élégance de mathématicien. La loi du 18 germinal an III fixe les noms — mètre, are, stère, litre, gramme — et les préfixes décimaux, déci, centi, milli, déca, hecto, kilo. Le litre est le décimètre cube, le gramme le poids d’un centimètre cube d’eau : longueurs, surfaces, volumes et masses sont liés par la même unité, et l’on passe de l’une à l’autre en déplaçant une virgule. Le 22 juin 1799, les étalons définitifs de platine, un mètre et un kilogramme, sont déposés aux Archives de la République.
Pour convaincre les Parisiens, on eut une idée d’instituteur : en 1796 et 1797, l’administration fit sceller dans les murs de la ville seize mètres étalons taillés dans le marbre, avec leur graduation, aux endroits les plus passants, afin que chacun pût venir y comparer son aune et sa toise. Il en subsiste deux, l’un sous les arcades du 36 de la rue de Vaugirard, l’autre au 13 de la place Vendôme : on peut encore y poser la main sur le premier mètre que la République ait montré au public.
Ce que le pays en a pensé
Mal, longtemps. Le système heurtait tous les usages : on ne mesure pas spontanément un tissu en décimètres, ni un champ en ares. Les marchands trichaient sur la conversion, les acheteurs ne s’y retrouvaient plus, et le calendrier républicain, imposé en même temps, avait discrédité par avance l’idée de rationaliser la vie quotidienne. En 1812, Napoléon rétablit les « mesures usuelles » — toise, livre, aune — tout en les définissant à partir du mètre : un compromis qui durera vingt-huit ans. Le système métrique ne redevient obligatoire que le 1ᵉʳ janvier 1840, un demi-siècle après avoir été décidé.
Il faut aussi dire une faiblesse que les savants ont cachée. Méchain, en comparant ses observations de latitude à Barcelone, avait relevé une contradiction qu’il ne parvenait pas à expliquer ; il la dissimula, et en mourut de tourment — il retourna en Espagne en 1804 pour prolonger la mesure et y succomba au paludisme. Le mètre des Archives est, de ce fait, trop court d’environ deux dixièmes de millimètre par rapport à la définition qu’il prétendait incarner. L’unité du monde repose sur une erreur que son auteur n’a pas osé avouer.
Ce qu’il reste
Il reste une institution française au service de la planète. Le 20 mai 1875, dix-sept États signent à Paris la Convention du Mètre et créent le Bureau international des poids et mesures, installé au pavillon de Breteuil, à Sèvres, sur un territoire international concédé par la France. C’est là qu’ont été conservés, à partir de 1889, les prototypes en platine iridié du mètre et du kilogramme dont toutes les mesures du monde dépendaient.
Il reste enfin la dématérialisation de ces étalons, qui est l’aboutissement de l’idée de 1791. Le mètre a été redéfini en 1983 comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en une fraction exacte de seconde ; et en 2019, le kilogramme lui-même a cessé d’être un cylindre de métal pour devenir une conséquence de la constante de Planck. Plus aucun objet, nulle part, ne sert de référence : les unités appartiennent à tous, ce que la Révolution avait voulu et que la France des sciences a mené à terme. Trois pays seulement — les États-Unis, le Liberia et la Birmanie — n’ont pas officiellement adopté le système. Tous les autres comptent en français.