De nouveaux outils pour la métrologie : de la physique des quantas aux nanotechnologies

La métrologie est une discipline essentielle pour la maîtrise des mesurages et pour vérifier la cohérence des résultats expérimentaux effectués entre laboratoires. La principale mission du Laboratoire National de métrologie et d’Essais est d’assurer la mise en œuvre des unités du Système International d'unités (SI) et l'accès des utilisateurs d’instruments aux références métrologiques dont ils ont besoin, dans le cadre d’une traçabilité rigoureusement établie. L’idée d’un système d’unités universel est né sous la Révolution française au travers de la mise en place du système métrique. Depuis cette époque le système d’unités à évoluer et la métrologie a su tirer partie des découvertes de la physique pour élaborer des étalons toujours plus performants, stables et reproductibles. Depuis une quarantaine d’années, la métrologie est marquée par l’introduction de la physique quantique pour établir de nouvelles références dans le domaine du temps/fréquence et de l’électricité/magnétisme. Ce rapprochement entre physique fondamentale et métrologie a permis de renouer avec le vieux rêve de Stoney et Planck d’imaginer un SI fondé sur un nombre restreint de constantes fondamentales. Un certain nombre d’expériences actuellement menées et mettant en œuvre des nanodispositifs permet d’envisager une telle refonte du SI dans un avenir proche. Dans le même temps, le développement des nanotechnologies nécessite de se doter d’outils capables de mesurer les propriétés de la matière à des échelles nanométriques. Cette instrumentation adaptée exige le développement d’une nouvelle métrologie, la nanométrologie, qui se distingue de la métrologie traditionnelle par son aspect multidisciplinaire et qui nécessite l’émergence de nouveaux concepts.