Antoine-Laurent de LAVOISIER devrait se retourner dans sa tombe s’il pouvait voir ce qu’il advient du « grave »  (clin d’œil aux Anglo-saxons), l’unité de masse du système métrique qu’il avait définie en 1793 quelque temps avant d’être guillotiné le 8 mai 1794. Lavoisier ayant été raccourci, Lefèvre-Gineau a fait adopter en 1799 sous le nom de kilogramme, une nouvelle unité de masse équivalente au grave à un chouïa près.

    Le grave (symbole G) a été édicté par le décret de l'Assemblée du 1er août 1793, et défini comme « le poids d’un décimètre cube d’eau pure à 4 °C (maximum de masse volumique) ».
Le grave valait donc environ un kilogramme lorsque qu’il était utilisé comme mesure de masse, ou environ 9,8 Newtons lorsque était utilisé comme mesure de force (le poids étant la force due à l’accélération de la pesanteur, même les non Pifométriciens savent ça).
En unités de l’époque, le grave valait « 18 841 grains du marc de la Pile de Charlemagne ».
    La pile de Charlemagne, ou pile à godets, est un ensemble de poids de balance conçu pour qu’ils s’empilent, soit pendant leur emploi, soit rangés, chaque poids prenant place, entièrement ou en partie, dans un poids de masse supérieure, à la manière d’une poupée russe.
    Enfin la loi du 10 décembre 1799 définit le kilogramme par un cylindre en platine « matérialisant » la masse du décimètre cube d’eau.

Le kilogramme est la dernière unité du système international de mesures définie par un objet matériel.
    Un cylindre de 39 millimètres de diamètre et de hauteur composé de 90% de platine et de 10% d’iridium conservé sous sa cloche de verre dans un coffre-fort du Bureau international des poids et mesures, au Pavillon de Breteuil à Sèvres, près de Paris.
    On sait aujourd’hui que ce cylindre de métal n’est plus stable, sa masse varie d’environ 0,5 microgramme par an par rapport aux copies de référence.
    La surface de ce cylindre a pu accumuler avec le temps des impuretés, qui faussent la comparaison avec ses 40 répliques disséminées à travers le monde, lesquelles sont soumises aux mêmes aléas du temps et de la pollution.
    À la fin des années 1980, des chercheurs avaient noté que l'étalon de Paris pèserait environ 50 microgrammes (millionièmes de gramme) de moins que la moyenne de ses copies, fabriquées à la même époque.
    L’objectif est de redéfinir le kilogramme en s’appuyant sur des constantes fondamentales de la physique. C’est ainsi que le mètre est désormais défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en un temps donné (1/299792458 s). La seconde elle-même a été finie par rapport à une propriété de l’atome de césium 133.

    Pour le kilogramme, deux constantes sont en concurrence : le nombre d’Avogadro, qui correspond au nombre d’atomes contenus dans une quantité donnée de matière ; la constante de Planck, utilisée en physique quantique, qui relie l’énergie et la fréquence d’une particule.

    Pour le nombre d’Avogadro, l’expérience en cours à laquelle participent des chercheurs français du BIPM, consiste à compter le nombre d’atomes contenu par une sphère de silicium très pur. Pour améliorer la finesse de leurs résultats, l’équipe coordonnée par l’Allemand Peter Becker a fait fabriquer une nouvelle sphère contenant à 99,99% le même isotope naturel de silicium (Si-28).

À l’aide de l’interférométrie laser et des rayons X, les chercheurs vérifient la répartition des atomes et la distance qui les sépare.
    Cette équipe est parvenue à calculer le nombre d’Avogadro avec une incertitude de 3x10-8 mais pour satisfaire aux exigences du Comité international des poids et mesures (CIPM), il leur faut atteindre 2x10-8.

    Pour la constante de Planck, les chercheurs utilisent une «balance du watt» pour calculer la force électromagnétique qui équilibre une force mécanique (celle d’un kilogramme en l’occurrence).

    Les deux méthodes donnent des définitions légèrement différentes du kilogramme, contrairement aux attentes du CIPM. Le 24e congrès (2011) du CPIM avait acté le principe d'une redéfinition du kilogramme en relation avec la constante de Planck mais le 25e congrès (2015) vient juste de décider de ne rien décider avant le 26e congrès de 2018.

   Quel suspense, aussi, pour patienter en attendant le 26e congrès de 2018, les Pifométriciens anxieux et anglophiles prendront du plaisir à regarder cette vidéo de onze minutes qui retrace avec humour toute la saga du kilogramme depuis le grave de Lavoisier jusqu'à la sphère étalon matérialisant le nombre d'Avogadro.