Dans le domaine de la métrologie électrique, les effets Josephson et Hall quantique ont apporté des représentations des unités de tension et de résistance universelles et reproductibles avec des incertitudes relatives inférieures à 10-9. Les valeurs de ces étalons quantiques, qui se sont substitués aux anciens étalons matériels, sont uniquement reliées aux constantes KJ (Josephson) et RK (von Klitzing) dont les expressions théoriques sont respectivement 2e/h et h/e2. L’effet tunnel mono-électronique doit désormais permettre la réalisation d’un nouvel étalon de courant dont l’intensité est égale au produit Qf d’une charge Q et d’une fréquence f (Q=e théoriquement). Au-delà du domaine électrique, l’expérience de la balance du watt, fondée sur le principe d’équivalence entre l’énergie électrique et le travail mécanique, devrait aboutir prochainement à la dématérialisation du prototype international du kilogramme. Ce séminaire présentera dans un premier temps, en insistant plus particulièrement sur l’application de l’effet Hall quantique à la réalisation de l’unité de résistance, les dispositifs métalliques ou semi-conducteurs utilisés pour mettre en oeuvre les effets quantiques ainsi que les techniques instrumentales nécessaires à leur exploitation métrologique. La dématérialisation de plusieurs unités permettant aujourd’hui d’envisager une évolution du système international d’unités, nous présenterons dans un second temps, les nouvelles expériences de détermination des constantes fondamentales de la physique qui doivent être réalisées dans le domaine électrique pour accomplir cette révolution (triangle métrologique, étalon calculable de capacité, balance du watt).
Laboratoire National d’Essais