Résumé de la thèse

En vue de contribuer à une possible redéfinition du Système international d’unités, les laboratoires nationaux de métrologie français développent une expérience de balance du watt.

Cette expérience, dont le principe a été proposé en 1976 par B. Kibble (NPL), permet de relier la masse m d’un étalon (raccordé au prototype international du kilogramme) à la constante de Planck h. Pour permettre, à terme, de redéfinir l’unité de masse en fixant la valeur de cette constante, la mesure du rapport h/m doit être réalisée avec une incertitude relative de l’ordre de 10−8.

La mise en œuvre de l’expérience exige de construire des systèmes mécaniques, un circuit magnétique et un système de translation notamment.

Pour l’expérience du LNE, les conceptions ont été choisies comme il suit :

–       un circuit magnétique à aimants permanents délivrant un champ d’induction axisymétrique, d’intensité égale à un tesla environ, et dont l’amplitude des variations doit être limitée à 10−4 en valeur relative dans la partie utile de l’entrefer ;

–       un système de translation à liaisons flexibles contraignant une bobine à se déplacer dans l’entrefer du circuit selon une translation rectiligne et verticale d’une longueur de 80 mm.

Les effets, sur le résultat de l’expérience, des écarts de réalisation du circuit magnétique et du système de translation par rapport à leur définition nominale effets  sont étudiés. Les écarts admissibles en sont déduits, tenant compte des compromis incontournables dans toute réalisation et nous présentons la conception, la réalisation et la caractérisation des deux systèmes mis en œuvre.

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