Résumé de la thèse
Dans l’optique d’une modification du SI fondée sur la valeur de constantes fondamentales de la physique, le LCM-LNE/Cnam a développé une expérience de balance du watt, de manière à participer à la redéfinition de l’unité de masse : le kilogramme. Cette unité est en effet la dernière des unités de base du SI qui repose encore sur un artefact matériel : le prototype international du kilogramme.
Une bobine, plongée dans un flux magnétique est le cœur du dispositif de la balance du watt. Elle permet la comparaison d’une puissance électrique et d’une puissance mécanique virtuelles. La détermination des grandeurs électriques par comparaison à l’effet Josephson et à l’effet Hall quantique permet alors d’établir une relation entre une masse macroscopique et la constante de Planck.
Après une dizaine d’années de développements séparés des différents éléments, de très nombreuses caractérisations et améliorations, les premiers travaux de cette thèse ont consisté en l’assemblage des sous-ensembles de la balance du watt. L’équipe s’est ensuite intéressée à l’évaluation des composantes principales d’incertitudes, en particulier à celles qui concernent les problématiques d’alignement : alignement sur la verticale des faisceaux lasers des interféromètres mesurant la vitesse de la bobine, alignement sur l’horizontale des pivots du comparateur de forces ; enfin à l’évaluation des forces de Laplace horizontales et des moments parasites s’exerçant sur la bobine et à leurs influences sur la détermination de la constante de Planck.
Une valeur de la constante de Planck, h, a été déterminée à l’été 2014 : 6,626 068 8(20)×10–34 J·s. Cette évaluation a été réalisée avec l’incertitude type relative de 3,1×10–7. Des propositions pour améliorer cette incertitude sont avancées.
Texte intégral
Consultez l'intégralité de la thèse