La 27e Conférence générale des poids et mesures a adopté sept résolutions. Pêle-mêle on y retrouve de nouveaux préfixes (ronna, quetta, ronto et quecto), des questions existentielles sur les secondes intercalaires et des travaux préparatoires à la re(re)définition de la seconde.
En 2018, se tenait la 26e Conférence générale des poids et mesures (CGPM) avec un vote historique. En effet, les 60 états membres de la Convention du Mètre – un traité international signé à Paris le 20 mai 1875 par 17 pays (dont la France) qui a notamment créé le Bureau international des poids et mesures (BIPM) – y votaient à l'unanimité de nouvelles définitions pour quatre unités du Système international (SI), une première.
Ainsi, le kilogramme, le kelvin, la mole et l'ampère sont désormais basés sur des constantes et la physique quantique. La seconde, la candela et le mètre avaient déjà sauté le pas des années auparavant. Nous avions retracé plus de 220 ans du SI et expliqué en détail les nouveautés dans un dossier dédié.
- De 1795 à 2018, 220 ans d'évolution du Système international d'unités
- Après la seconde et le mètre, le kilogramme fait sa révolution (quantique)
- Le kelvin, la mole et l'ampère changent aussi de définition
La semaine dernière se tenait la 27e Conférence générale des poids et mesures (elle se tient généralement tous les quatre ans). Cette fois-ci il n'était pas question d'aussi gros changements en profondeur, mais plusieurs nouveautés sont quand même au programme.
On vous détaille les changements apportés par les 7 résolutions, qui vont bien au-delà de quatre nouveaux préfixes, avec par exemple des travaux préparatoires qui auront des conséquences tangibles sur la notion de temps et sur la définition de la seconde.
Évolution des besoins et transformation numérique mondiale
Passons rapidement sur les deux premières résolutions, qui concernent d'une part « l'évolution des besoins dans le domaine de la métrologie », et d'autre part « la transformation numérique mondiale et le SI ». Il est notamment question d'encourager le Comité international des poids et mesures (CIPM) « à élaborer une vision à long terme qui veille à ce que le système mondial de mesures demeure pertinent et qu’il réponde de manière adéquate aux nouveaux défis métrologiques ».
La CGPM encourage également le Comité « à marquer, le 20 mai 2025, le 150e anniversaire de la signature de la Convention du Mètre en présentant une nouvelle vision pour le BIPM ». Un rappel rapide sur les méandres administratifs : le BIPM est placé sous la surveillance du Comité international des poids et mesures (CIPM), lui-même placé sous l'autorité de la Conférence générale des poids et mesures (CGPM)... vous suivez ?
La deuxième résolution encourage également le CIPM à continuer « ses actions de promotion et de mobilisation afin de s’assurer que le rôle de la Convention du Mètre, en tant que fondement de la confiance vis-à-vis de la métrologie accepté au niveau international, s’ouvre à l’ère numérique ». Il est ainsi question de « développer et promouvoir un « cadre numérique du SI », qui devra notamment adopter « les principes FAIR (Findable, Accessible, Interoperable, and Reusable [Faciles à trouver, Accessibles, Interopérables et Réutilisables, ndlr]) pour les données et métadonnées métrologiques numériques ».
Après yota et zetta, voici ronna et quetta
La troisième résolution est certainement la plus marquante pour le grand public, avec de nouveaux préfixes pour le SI. Dans les considérants, la CGPM met en avant « les besoins de la science des données, dans un futur proche, afin d’exprimer des quantités d’informations numériques d’un ordre de grandeur supérieur à 10^24 »
Quatre nouveaux (sous-)multiples sont ainsi ajoutés :
- 10^27 : ronna (R)
- 10^30 : quetta (Q)
- 10^−27 : ronto (r)
- 10^−30 : quecto (q)
Ils s'ajoutent donc aux yotta (10^24, Y), zetta (10^21, Z), exa (10^18, E), péta (10^15, P), téra (10^12, T)... ainsi que les sous multiples équivalents avec yocto, zepto, atto, femto, pico... Le dernier changement remontait à 1991 avec l'ajout de yotta, zetta dans les puissances positives, ainsi que yocto et zepto dans les négatives.
Vous l'aurez remarqué, les puissances positives se terminent par un « a » contre un « o » dans le cas contraire. Depuis l'arrivée de méga dans les années 60, le symbole associé aux puissances positives est en majuscules (M pour méga, G pour Giga, T pour téra, etc.) alors que les puissances négatives sont en minuscules. La liste officielle des préfixes se trouve par ici.
TAI, UT1 et UTC : quelle heure est-il madame sardine ?
Passons à la quatrième résolution qui nécessite de s'accrocher un peu plus à ses baskets pour comprendre de quoi il en retourne. On commence par se mettre en condition avec quelques rappels sur le TAI, l'UT1 et l'UTC (et les relations entre ces trois mesures).
Le TAI ou Temps atomique international est élaboré par le Bureau international des poids et mesures (BIPM) à partir d'horloges atomiques. Il s'agit d'une « une échelle scientifique que les astronomes utilisent pour l’interprétation dynamique des mouvements des astres naturels et artificiels. Aucun signal horaire ne le diffuse directement », rappelle l'observatoire de Paris. La précision est de l'ordre de 10 à 20 nanosecondes (suffixe en o donc puissance négative – 10^-9 –, vous suivez ?).
L'UT1 ou Temps universel « est le Temps de la rotation de la Terre déterminé par l’IERS [Service international de la rotation terrestre et des systèmes de référence, ndlr] à partir principalement de l’observation des quasars extra galactiques par la technique VLBI (Interférométrie à très longue base) », explique l'Observatoire de Paris.
Il est important de noter qu'UT1 « n’est pas uniforme car la rotation de la Terre autour de son axe, ralentit sur le long terme, à cause principalement des effets d’attraction luni-solaire. De plus, notre planète est perturbée par ses constituants internes (noyau, manteau) et externes (atmosphère, océans) qui modifient sa rotation ».
UT1 « est nécessaire pour fixer la position de la Terre dans son mouvement de rotation. Il sert pour la navigation et la géodésie astronomiques, pour la navigation spatiale. En astronomie, il faut le connaître pour interpréter les éclipses, les occultations, les mesures de périodes de pulsars. En géophysique, il est, par comparaison au TAI, un témoin des irrégularités de la rotation terrestre ».
Revoir la « valeur maximale pour la différence (UT1 - UTC) »
Actuellement, et d’après les accords internationaux en vigueur, UTC ne doit pas s’écarter de plus de 0,9 seconde d'UT1. Lorsque c'est le cas, on ajoute des secondes intercalaires. Cette modification peut se faire en juin et en décembre de chaque année, mais il est déjà annoncé (via un Bulletin-C, à ouvrir avec un éditeur de texte) qu'aucun changement ne sera fait cette année. Maintenant que les préliminaires sont passés, on en arrive enfin à la quatrième résolution de la CGPM.
Cette dernière indique que la valeur maximale de différence entre UT1 et UTC (actuellement de 0,9 seconde) « fait l’objet de discussions depuis de nombreuses années, car l’introduction de secondes intercalaires qui en découle crée des discontinuités qui risquent de provoquer de graves dysfonctionnements d’infrastructures numériques essentielles, telles que les systèmes globaux de navigation par satellite (GNSS), les systèmes de télécommunication et ceux de transmission d’énergie »,
Il est aussi rappelé que les opérateurs concernés ont « développé et appliqué différentes méthodes d’introduction des secondes intercalaires qui ne suivent pas de normes convenues », ce qui peut menacer « la résilience des capacités de synchronisation qui étayent des infrastructures nationales critiques ».
La « crainte » d'une seconde intercalaire négative
Pour ne rien arranger, « les récentes observations de la vitesse de la rotation de la Terre indiquent qu’il pourrait être nécessaire d’introduire pour la première fois une seconde intercalaire négative, ce qui n’a jamais été envisagé ou testé ».
Il est ainsi décidé que « la valeur maximale pour la différence (UT1 - UTC) sera augmentée au plus tard en 2035 ». La résolution ne se mouille pas davantage et renvoie la balle au CIPM qui est en charge de proposer « une valeur maximale pour la différence (UT1 - UTC) qui permettra d’assurer la continuité de l’UTC pendant au moins un siècle » et de « préparer un plan de mise en œuvre d'ici 2035 au plus tard ».
Le sujet n'est pas nouveau. Depuis la fin des années 90, des propositions pour abandonner les secondes intercalaires reviennent régulièrement sur le devant de la scène, avec des heures intercalaires à la place (on peut aussi imaginer des minutes intercalaires). Dans un tel scénario, la prochaine heure intercalaire serait pour l'an... 2600 environ.
Re(re)définition de la seconde en approche... enfin d'ici à 2030
La cinquième résolution s'attaque une nouvelle fois à la redéfinition de la seconde. En 1967, la seconde était définie comme étant « la durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium 133 ».
C'est bien beau tout cela, mais c'est « so » années 70 et la science s'est largement améliorée depuis. Désormais, « des étalons de fréquence optiques fondés sur différentes espèces et transitions, dans de nombreux laboratoires nationaux de métrologie, ont dépassé l’exactitude pouvant être atteinte par l’actuelle mise en pratique de la définition de la seconde d’un facteur allant jusqu’à 100 ». Il est aussi rappelé que « certains laboratoires ont démontré que des échelles de temps élaborées à partir d’un ou de plusieurs étalons de fréquence optiques ont le potentiel de présenter une exactitude plus élevée que l’échelle de temps fondée sur l’actuelle définition de la seconde ».
Stop, n'en jetez plus ! La CGPM encourage donc le CIPM « à formuler des propositions lors de la 28e réunion de la CGPM (2026) afin de choisir l’espèce privilégiée, ou l’ensemble d’espèces, pour une redéfinition de la seconde et afin de définir les mesures suivantes qui devront être prises afin qu’une nouvelle définition de la seconde soit adoptée par la CGPM à sa 29e réunion (2030) ». Vous voilà prévenu, ne venez pas faire part de votre surprise dans huit ans !
Adhésion à la Convention du Mètre et dotation pour 2024 à 2027
La résolution 6 concerne l’adhésion universelle à la Convention du Mètre. Sur ce point, la CGPM s'engage « à renforcer davantage le rôle du Bureau international des poids et mesures (BIPM) et à faciliter une participation plus large à ses activités, afin de parvenir à une adhésion durable et universelle à la Convention du Mètre ». Actuellement, le BIPM revendique 64 « États Membres » – ce qui signifie « État Partie à la Convention du Mètre » dans le jargon – ainsi que « 36 États et entités économiques associés ».
Enfin, la dernière résolution définit la dotation du Bureau international des poids et mesures pour les années 2024 à 2027. Elle sera de 13,161 millions d'euros en 2024 et grimpera progressivement jusqu'à 13,762 millions d'euros en 2027.
Commentaires (40)
#1
Wow, il m’a fallu un certain temps pour piger. Et même, il faudrait que je repasse du temps à relire cet article !
Y’a pas, le temps ne fait rien à l’affaire …
#2
Merci pour cet article très intéressant (j’étais passé à côté). Concernant la rédéfinition de la seconde, les enjeux sont assez intéressants. Par exemple, avec la définition actuelle de la seconde , la précision des systèmes de positionnement par satellite et limitée notamment en altitude (de l’ordre de quelques cm si je ne dis pas de bêtises). C’est largement suffisant pour la grande majorité des applications, mais avec une seconde « plus précise », on pourrait imaginer que le pilotage automatique des avions gère l’atterrissage automatiquement.
#2.1
Dans l’aéro, ils compensent la faible précision en altitude avec des SBAS (EGNOS en Europe par exemple).
Pratique pour les hélico par exemple, quand on veut se poser sans visibilité quelque part.
#3
Merci pour cet article.
#4
Pourquoi la définition actuelle ne le permet-elle pas ? On sait faire atterrir une navette spatiale automatiquement, en mode planeur en plus, donc la mécanique du vol jusqu’au sol on sait faire. Est-ce un problème de gestion du trafic aérien ?
#4.1
Je n’ai pas le détail mais c’est l’exemple qui m’avait été donné lorsque j’avais échangé avec des chercheurs et chercheuses qui mettaient au point des horloges atomiques plus précises.
J’imagine que la différence avec les navettes c’est que ces dernières ont un parachute tandis que les avions atterrissent avec des roues. Les contraintes mécaniques ne sont pas du tout les mêmes.
#4.2
Non, je parle bien de navette spatiale, qui atterrit comme un avion sur ses roues. Si je ne me trompe pas, la descente depuis l’orbite jusqu’au sol peut être entièrement automatique. Une navette spatiale a des parachutes, mais c’est comme les avions de chasse, ça ne sert qu’à réduire la distance de freinage une fois au sol.
#5
Merci pour l’article! Ça m’a fait ma journée d’apprendre ça :)
#6
Concernant les avions, ils n’atterrissent par en automatique avec du GNSS, mais avec l’ILS si l’aéroport en est équipé.
Pour l’altitude, il me semble que le GNSS sert uniquement à vérifier si les sondes de sonar sol et pression ne se plantent pas.
#7
Dsl doublon
#8
Hum… je suis pas certain de ça…
La navette russe (qui n’a fait qu’un vol) était entièrement automatique mais pas l’américaine il me semble (?)
D’ailleurs, les pilotes US s’amusaient beaucoup à raconter que piloter la navette était équivalent à faire voler un fer a repasser
#9
Ben dites donc, ça envoie du lourd ! Il faut quand même un bon paquet de rontosecondes pour comprendre et ne pas être à la masse.
Heureusement, le style rédactionnel aide à ne pas décrocher
Cette seconde intercalaire négative serait effectivement une vraie angoisse, puisqu’on pourrait avoir 2 enregistrements successifs qui se retrouveraient dans l’ordre inverse.
#9.1
Pour avoir déjà eu de incohérences dans une bdd à cause du changement d’heure, en triant par id s’ils sont auto-incrémentaux tu n’as plus cette problématique ;)
#9.2
ça suppose une base de données bien gaulée. En pratique, quand tu interviens sur des systèmes “historiques” ou montés par des gens sans connaissance du domaine, tu n’as pas toujours la chance d’avoir un id basé sur une séquence incrémentale…
#10
La navette américaine automatique, c’est X37B, pas Discovery et Atlantis.
#11
Pour connaître ton altitude avec précision pour un atterrissage automatique, mieux vaut s’en remettre à un radioaltimètre qu’à un GNSS quelconque.
#12
Avec les changement d’heures d’été/hivers aussi. On évite de mettre des batchs qui se déclenchent à 1h30 par exemple le jour du passage en heure d’hiver
#13
Mais du coup, pourquoi ne pas tout synchroniser sur l’UT1 et abandonner l’UTC ?
Sinon, je note qu’il ne faut pas confondre Yotta et Iota, parce que si je promets de ne pas bouger d’un yotta, à première vue, ça laisse de la marge.
#13.1
parce que UTC est mathematique alors que UT1 est “planetaire” et depend de la rotation de la terre.
Pour avoir lu les différents papier sur cette seconde négative, les plus gros problèmes soulevés est 1) le GPS: jamais de test n’ont validé le système avec une seconde de moins, il va se passer quoi sur des missiles qui seront envoyé durant cette seconde “perdu” ? le système bancaire ?
la question est donc renvoyé au prochain pour savoir si on passe de 0.9s max à 20s max de diff, on change l’UTC ou autre… les débats sont ultra intéressant.
#13.2
Parce que comme le dit l’article « UT1 n’est pas uniforme ».
L’UTC, par contre, est uniforme (il est calé sur le TAI, donc les horloges atomiques), à quelques secondes intercalaires près (pour qu’il reste proche d’UT1).
Et sinon, yotta- étant un préfixe ça n’a pas de sens de dire que l’on ne bouge pas d’un yotta
(Tu ne dirais pas non plus « je ne bouge pas d’un méga », non ?)
#14
Merci pour l’article 👍
#15
Oui enfin il y a plein de trucs autrement plus complexes qu’une simple table, mais déjà à cette échelle ça veut dire qu’il faut prévoir des adaptations (parce que rien que les commentaires de cette news, ça doit être du ORDER BY date_comment).
Tu peux te retrouver avec une opération dont l’exécution a eue lieu après le résultat, tu peux avoir des difficultés à rapprocher deux données… Pouvoir remonter le temps je pense que ça pose de vrais défis techniques, typiquement dans le secteur bancaire !
#15.1
J’suis d’accord que certains systèmes sont bien plus complexes que les db de traçabilité que jai pu développer, mais tu à toujours un moyen de retrouver l’ordre “réel” d’enregistrement (même avec des ids composés mal gaulés ou des uids ésotériques ^^ )
Après en effet les secondes négatives pourront amener des incohérences ou du taf de dev en amont si le schéma de donnée est pas “timestamp resilient” ;)
Et fun fact : les débilus qui “ajustent” l’heure d’un serveur de données en en pensant bien faire ça existe :p
#16
Ah…
J’ai oublié son existence a celle là🥲
#17
Tu n’a jamais bougé de quelques kilos ?
#18
Merci pour l’article, comme les précédents sur le sujet.
#19
Est-ce vraiment méga bien,?
#20
Un autre impact est les données scientifiques, un bon exemple sont les signaux sismologiques qui sont continus et ont besoin d’une grande précision temporelle. Corriger la leap second peut amener de bonnes galères ^^
#21
J’ai peut-être mal compris, auquel cas je serai heureux de me faire reprendre, mais la solution pour intercaler une seconde négative ne serait pas de le faire pendant un changement d’heure ? Ou on décalerait de 0:59:59 plutôt que 1:00:00 ?
#22
Vu que les secondes intercalaires consistent à avoir 23:59:60 (et même 23:59:61 une fois, il me semble) avant de passer à 00:00:00, la seconde intercalaire “négative” serait plutôt un passage de 23:59:58 à 00:00:00 directement donc pas de problèmes similaires au changement d’heure (qui n’est est pas un si on ne fait que de l’UTC en interne).
#23
Je n’ai volontairement pas pris kilo comme exemple pour éviter ça
.
Kilo étant une abréviation dans le langage courant (mais pas scientifique) de kilogramme.
Et non, ma masse est stable (même si je me goinfre comme pas possible)
.
L’UTC ne fait pas le changement d’heure d’été (on est à UTC+2 en été, UTC+1 sinon).
La répétition ou suppression d’une horaire peut être très problématique.
On le fait avec la seconde intercalaire, car on a pas trop le choix et que ça reste un évènement rare et pour une durée faible.
Au contraire, ça génère plus de souci qu’une seconde intercalaire : imagine un chrono qui doit s’arrêter après un certain temps et que ça tombe pile à 23:59:59. Vu que cette heure n’existe pas, ton chrono ne s’arrête jamais…
#23.1
Ha oui, bien vu !
#24
Les chronos basés sur une durée ne sont (normalement) pas touchés par les secondes intercalaires ni dans un sens ni dans l’autre parce:
Ceci étant dit, j’ai juste dit que les problèmes de changement d’heure n’étaient pas applicables aux secondes intercalaires (ni dans un sens ni dans l’autre et réciproquement).
Il ne me viendrait pas à l’esprit de dire que les secondes intercalaires ne posent pas de problème (je ne me vois pas maintenir un paquet du genre tzdata qui doit gérer les changements d’heure ET les secondes intercalaires).
#24.1
Les chronos ne sont (normalement) jamais basés sur la durée (ça nécessiterait de calculer la durée restante en permanence…). Ils calculent l’heure de fin à partir de la durée (si c’est la donnée d’entrée) et se déclenchent à ce moment-là.
Et le problème justement, c’est qu’il faut prévoir correctement les secondes intercalaires ou supprimées. Ça complexifie les systèmes et augmente donc le risque d’erreurs ou de bugs…
Qu’est-ce qu’il se passe si le chrono a été lancé avant la décision de rajouter/enlever une seconde et se termine après/au moment la mise en place de cette seconde (oui, on prévoit ces secondes très longtemps à l’avance pour diminuer ce genre de cas, mais bon).
Premier cas, le chrono durera une seconde de trop. Second cas, une seconde de moins, voir il ne s’arrêtera pas…
(Et oui, j’ai surinterprété ton message, désolé
)
#25
Et les systèmes temps réel? Prévoient-ils ce genre de cas?
#26
Je ne comprends pas en quoi l’ajout ni même le retrait d’une seconde soit un problème. Le protocole NTP permet depuis des décennies d’ajuster l’horloge d’un système de manière progressive, en ralentissant ou accélérant légèrement l’horloge système, jusqu’à ce qu’elle soit parfaitement calée sur UTC.
Qu’est-ce que j’ai manqué ?
#26.1
Pour un PC personnel, ça n’a aucune importance.
Pour les systèmes de haute précision (satellites, etc.) c’est très très important (parce qu’à 8 km/s, ça fait un sacré décalage une pauvre petite seconde).
#26.2
Un système “temps réel” est un système qui réagit en temps réel, comme par exemple l’ABS qui au moment ou tu freines débloque tes roues pour permettre de réduire la distance de freinage. Il n’a pas besoin de synchro horaire.
Si tu retardes d’une seconde tu vas avoir la conséquence d’un évènement avant que l’évènement se produise, ça peut avoir un impact important sur tout ce qui est traitement de logs automatisé par exemple.
#27
Pourtant c’est fou le nombre de gens qui parlent de Mega à tout bout de champ sans dire mega de quoi (souvent ils ne le savent même pas) à commencer par les vendeurs et marketeux de tout poil.
#28
Si je comprends bien, avec des intercalaires négatives, les choses se passeraient deux fois, un peu comme quand on a décalage entre son et image dans un film, on quand on ouvre le même stream audio dans 2 onglets différents.
On devrait alors préciser dans quel système on se place, celui d’avant ou celui d’après, pendant la durée de cette seconde, non ?
Tandis que dans les positives, la période est sautée, elle n’existe donc pas.