Jubilé de la seconde atomique

En 2018, l'heure d'été fera son retour le dernier dimanche du mois de mars (25 mars) et se terminera le dernier dimanche du mois d'octobre (28 octobre).

Du temps astronomique au temps atomique

Le temps est mesuré depuis déjà des millénaires. On s'appuyait, autrefois, sur le mouvement de la Terre autour du soleil et en particulier sur l'observation de la rotation de la Terre sur son axe. La seconde, l'unité de mesure du temps, a, par la suite, également été liée à la rotation de la Terre: la durée d'un jour solaire moyen a été fixée à 86'400 secondes (un jour à 24 heures, une heure à 60 minutes et une minute à 60 secondes). La vitesse de rotation de la Terre n'est cependant pas constante. Ce phénomène a été remarqué dès le XX^e siècle, grâce à des mesures de temps hautement précises.

Depuis les années 1950, nous disposons d'horloges atomiques, qui permettent de déterminer la seconde de manière nettement plus exacte et plus stable qu'au moyen de l'observation de la rotation de la Terre. En octobre 1967, lors de la Conférence générale des poids et mesures à Paris, la seconde a été redéfinie à l'aide d'un processus atomique. Depuis 50 ans, la seconde est définie par la mesure d'une transition de l'atome de césium.

Unité de mesure la plus exacte

Savoir ce qu’est vraiment le temps est en définitive une question philosophique à laquelle on ne peut guère répondre. En revanche, il est facile de dire comment le temps peut être en principe mesuré. En effet, il suffit de compter, à partir d’un point de départ donné, un nombre d’événements périodiques, tels que l’oscillation d’un pendule, le mouvement d’un mécanisme de montre ou l’oscillation d’un atome pour réaliser une échelle de temps dont l’exactitude dépendra de la régularité des événements comptés. Les oscillations d’atomes de césium utilisées dans les horloges atomiques sont si régulières que nous pouvons déterminer l’heure avec une extrême exactitude au moyen d’horloges atomiques. La seconde est l’unité de mesure qui, dans l’ordre de grandeur et parmi toutes les unités, peut être le plus exactement déterminée. Les meilleures horloges atomiques au monde permettent de réaliser la seconde de manière exacte jusqu’à la seizième décimale.

L’Institut fédéral de métrologie (Metas), responsable de la réalisation de l’heure officielle suisse, a développé, en collaboration avec le Laboratoire Temps Fréquence (LTF) de l’Université de Neuchâtel, l'étalon primaire de fréquence FoCS-2 (Fontaine continue suisse à jet de césium), dont les performances permettent de réaliser la seconde de manière si exacte qu’il faudrait patienter plus de 30 millions d’années pour observer un écart d’une seconde par rapport à la vraie valeur.

L’extrême précision dans la mesure du temps n’est pas une fin en soi. Plus les mesures du temps peuvent être effectuées de manière exacte, meilleur sera, par exemple, le fonctionnement de systèmes de communication ou de navigation par satellite.

25.10.2017