Quand j’ai commencé l’étude de la physique le système légal d’unités en France était le système
MTS (mètre, tonne et seconde).
Les mécaniciens et les ingénieurs utilisaient le système MKpS (mètre, kilogramme-poids et seconde) dans lequel la deuxième unité fondamentale est la force
qui correspond au poids d’une masse de un kilogramme en un lieu où l’accélération de la
pesanteur vaut 981 cm/s2.
Selon leur humeur les gens exprimaient les forces en kilogrammespoids(
kgp), en kilogrammes-force (kgf) voire en kilogrammes (kg). Dans mon livre de physique
de seconde acheté en 1957 on peut lire « la force d’un cheval est en moyenne 70 kilogrammes »
!
Les physiciens qui eux faisaient la distinction entre la masse et la force utilisaient le système
CGS (centimètre, gramme et seconde) créé vers 1860 et dont l’emploi est général vers 1880.
Mais pour des raisons diverses (conservatisme, désir de laisser à la mécanique son rôle de reine
de la physique …) les physiciens refusaient l’idée de considérer une quatrième grandeur
fondamentale pour exprimer les grandeurs électriques alors que l’adoption de la température
pour l’étude de la thermodynamique n’a posé aucun problème.
Pour l’étude de l’électrostatique
on utilisait le système UES-CGS (Unités électrostatiques CGS). Dans ce système on écrit que la
loi de Coulomb dans le vide est F = Q1.Q2 / r2 . On considère donc que la permittivité du vide
(ε0) est égale à l’unité.
Par contre pour l’étude du magnétisme on utilisait le système UEM-CGS (Unités
électromagnétiques CGS). Dans ce système on considère que la perméabilité du vide (μ0) est égale à l’unité. Dans les deux systèmes certaines unités sont très grandes et d’autres très petites
et il apparaît de nombreux coefficients numériques dans les formules.
Il fallait connaître les unités de ces divers systèmes et faire les conversions entre les unités.
Pourtant dès 1905 le physicien italien Giorgi avait proposé d’utiliser le courant électrique comme
quatrième grandeur fondamentale et pour les grandeurs mécaniques d’employer le mètre, le
kilogramme et la seconde unités adaptées à la vie courante et aux travaux des physiciens. Il
donnait ainsi les bases du système MKSA.
Petit à petit ce système à fini par s’imposer avec
toutefois le problème de la rationalisation. Dans de nombreuses formules de l’électricité apparaît
un facteur 4π qui est l’angle solide sous lequel d’un point on voit l’espace.
Fallait-il faire
apparaître ce terme dans les formules ou l’inclure dans les constantes ?
Fallait-il prendre ε0 = 10-7 (système non rationalisé) ou ε0 = 4π.10-7 (système rationalisé) ?
C’est finalement le système rationalisé qui s’est imposé pour devenir le Système International ou SI qui est devenu le système légal en France seulement en 1961.