Les poids Queen Anne

Ces poids Queen Anne utilisés à Terre-Neuve à partir de 1855 étaient conformes à la norme Avoirdupois, c´est-à-dire une livre de 7 000 grains. Les poids et balances utilisés à Terre-Neuve à des fins commerciales étaient comparés à ces poids étalons de 1855 environ jusqu´en 1936.

Fabricant inconnu, Grande-Bretagne
Réseau canadien d'information sur le patrimoine, Musée des sciences et de la technologie du Canada, Musée de la civilisation, Musée Stewart, Temple de la renommée médicale canadienne, Museum of Health Care at Kingston, University Health Network Artifact Collection, University of Toronto Museum of Scientific Instruments, University of Toronto Museum Studies Program, Suzanne Board, Dr. Randall C. Brooks, Sylvie Toupin, Ana-Laura Baz, Jean-François Gauvin, Betsy Little, Paola Poletto, Dr. James Low, David Kasserra, Kathryn Rumbold, David Pantalony, Dr. Thierry Ruddel, Kim Svendsen
vers 1855
970079
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L’existence d’étalons de mesure remonte à l’émergence de sociétés organisées. Par exemple, Athènes possédait son propre dépôt central d’étalons de poids et mesure, dont certains sont parvenus jusqu’à nous. Les marchands devaient apporter leurs poids ainsi que leurs mesures de longueur et de volume à la Tholos, afin de les comparer aux étalons. Les marchands pris à frauder leurs clients devaient payer des amendes, tout comme de nos jours.
L’existence d’étalons de mesure remonte à l’émergence de sociétés organisées. Par exemple, Athènes possédait son propre dépôt central d’étalons de poids et mesure, dont certains sont parvenus jusqu’à nous. Les marchands devaient apporter leurs poids ainsi que leurs mesures de longueur et de volume à la Tholos, afin de les comparer aux étalons. Les marchands pris à frauder leurs clients devaient payer des amendes, tout comme de nos jours.

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Au Canada, les premiers étalons de mesure, destinés aux arpenteurs, furent mis en vigueur par Frontenac, gouverneur de Québec. Ils furent suivis peu après de règlements et de définitions concernant des poids et mesures tels que le minot, le boisseau, le pot et la pinte. Après le Traité de Paris (1763), les poids et mesures du Canada furent officiellement liés à ceux du chancelier de l’Échiquier (ministre britannique des Finances). Les étalons valables dans les villes portaient la marque « G III, R » (du roi Georges III).

Au plus tard en 1795, des étalons officiels furent établis pour Terre-Neuve, le Bas-Canada (maintenant le Québec) et le Haut-Canada (maintenant l’Ontario). Ils étaient généralement en laiton ou en cuivre. Les plus anciens étalons datés que possède le Musée des sciences et de la technologie du Canada sont des poids imbriqués en onces troy de 1796, marqués « G.R » et « Lower Canada ».

Également associés au Bas-Canada, Pour en lire plus
Au Canada, les premiers étalons de mesure, destinés aux arpenteurs, furent mis en vigueur par Frontenac, gouverneur de Québec. Ils furent suivis peu après de règlements et de définitions concernant des poids et mesures tels que le minot, le boisseau, le pot et la pinte. Après le Traité de Paris (1763), les poids et mesures du Canada furent officiellement liés à ceux du chancelier de l’Échiquier (ministre britannique des Finances). Les étalons valables dans les villes portaient la marque « G III, R » (du roi Georges III).

Au plus tard en 1795, des étalons officiels furent établis pour Terre-Neuve, le Bas-Canada (maintenant le Québec) et le Haut-Canada (maintenant l’Ontario). Ils étaient généralement en laiton ou en cuivre. Les plus anciens étalons datés que possède le Musée des sciences et de la technologie du Canada sont des poids imbriqués en onces troy de 1796, marqués « G.R » et « Lower Canada ».

Également associés au Bas-Canada, deux étalons de volume remontent au début du règne de Victoria (vers 1840). La chopine (la plus petite) correspond à environ 1 litre ou 1 pinte des États-Unis.

Les Britanniques mirent sur pied en 1824 un nouveau système de métrologie fondé sur des principes scientifiques (les mesures impériales), mais le nouveau yard étalon a été perdu dans l’incendie du Parlement britannique. Le yard étalon illustré est l’un des quinze fabriqués entre 1841 et 1845 par la société Troughton and Simms de Londres pour remplacer celui qui avait été détruit. Ces étalons sont faits de métal de Baily, un alliage (cuivre, étain, zinc) nouveau à l’époque et au faible cœfficient de dilatation.

En 1855, la livre de troy (5 760 grains) fut officiellement remplacée par une livre de 7 000 grains (mesures « Avoirdupois »). Conformes à la nouvelle norme, ces poids portent le nom de Queen Anne et furent utilisés à Terre-Neuve de 1855 environ jusqu’en 1936.

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Poids étalons (onces troy)

Les poids et balances utilisés dans le Bas-Canada (Québec) à des fins commerciales étaient comparés à ces poids étalons. Jeu de poids imbriqués en onces troy utilisé au Québec comme étalons secondaires jusqu´en 1872 environ. Le symbole en damier gravé sur la partie inférieure indique que ces poids ont été vérifiés chez le chancelier de l´Échiquier, à Londres.

Fabricant inconnu -- probablement en Angleterre
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1796
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Étalons de mesure de volume

Les mesures de capacité des liquides vendus ou servis dans le Bas-Canada (Québec) étaient comparées à ces volumes étalons. Le pot et la chopine étaient des étalons de mesure français en usage dans le Bas-Canada (Québec) avant l´introduction du système métrique en 1795. Ces étalons étaient largement employés pour le vin.

Fabricant inconnu -- peut-être en France
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vers 1840
970086
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Étalon de longueur (yard)

Les règles à mesurer employées au Canada étaient comparées à cet étalon officiel. Ce yard étalon, fait d´un alliage au faible cœfficient de dilatation (Cu, Sn, Zn) appelé métal de Baily, était étalonné pour une température de 61,80 ºF (environ 16,5 °C).

Fabriqué par Troughton & Simms, Londres, Angleterre
Réseau canadien d'information sur le patrimoine, Musée des sciences et de la technologie du Canada, Musée de la civilisation, Musée Stewart, Temple de la renommée médicale canadienne, Museum of Health Care at Kingston, University Health Network Artifact Collection, University of Toronto Museum of Scientific Instruments, University of Toronto Museum Studies Program, Suzanne Board, Dr. Randall C. Brooks, Sylvie Toupin, Ana-Laura Baz, Jean-François Gauvin, Betsy Little, Paola Poletto, Dr. James Low, David Kasserra, Kathryn Rumbold, David Pantalony, Dr. Thierry Ruddel, Kim Svendsen
1845
970073
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Après la création de la Confédération en 1867, le jeune gouvernement canadien fit une importante commande auprès de fabricants britanniques pour remplacer les étalons utilisés auparavant dans chaque province. Les nouveaux étalons furent livrés en 1874, et cette date figure sur plusieurs des étalons canadiens originaux de masse et de volume. Depuis 1951, les étalons primaires relèvent de l’Institut des étalons nationaux de mesure (IÉNM) du Conseil national de recherches du Canada (CNRC) à Ottawa. L’IÉNM est également chargé de mettre au point les moyens scientifiques d’établissement des étalons nationaux de mesure.

L’homologation des appareils de mesure relève de Mesures Canada, qui en vérifie la validité à l’aide d’un réseau de laboratoires et d’inspecteurs dont les étalons (appelés étalons secondaires) sont régulièrement comparés aux étalons primaires du CNRC. Après avoir été testé Pour en lire plus
Après la création de la Confédération en 1867, le jeune gouvernement canadien fit une importante commande auprès de fabricants britanniques pour remplacer les étalons utilisés auparavant dans chaque province. Les nouveaux étalons furent livrés en 1874, et cette date figure sur plusieurs des étalons canadiens originaux de masse et de volume. Depuis 1951, les étalons primaires relèvent de l’Institut des étalons nationaux de mesure (IÉNM) du Conseil national de recherches du Canada (CNRC) à Ottawa. L’IÉNM est également chargé de mettre au point les moyens scientifiques d’établissement des étalons nationaux de mesure.

L’homologation des appareils de mesure relève de Mesures Canada, qui en vérifie la validité à l’aide d’un réseau de laboratoires et d’inspecteurs dont les étalons (appelés étalons secondaires) sont régulièrement comparés aux étalons primaires du CNRC. Après avoir été testé et approuvé par un inspecteur, un appareil de mesure reçoit un collant, que l’on voit souvent sur les pompes à essence ou les balances d’épicerie et qui en autorise l’usage commercial.

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La mesure du temps était à l’origine déterminée par l’astronomie, la seconde étant définie en tant que fraction du temps que met la Terre à décrire une orbite complète autour du Soleil. Dès les années 1930, il apparut clairement que ce temps n’était pas constant. De façon générale, l’année s’allongeait lentement, et sa durée variait de manière erratique. Il fallait donc trouver rapidement un moyen de remplacer les observations astronomiques.

D’abord mise au point en Grande-Bretagne, l’horloge atomique apporta la solution. Des scientifiques du CNRC fabriquèrent une horloge atomique au césium (Cs I), qui entra en fonction en 1958. Elle était suffisamment stable et précise pour devenir la première au monde à fournir l’étalon de temps pour tous les pays. La marge d’erreur de Cs I était de quelques unités sur 1010 (environ une seconde tous les 300 ans). Cette horloge faisait appel à une source de micro-ondes, et une seconde &eacu Pour en lire plus
La mesure du temps était à l’origine déterminée par l’astronomie, la seconde étant définie en tant que fraction du temps que met la Terre à décrire une orbite complète autour du Soleil. Dès les années 1930, il apparut clairement que ce temps n’était pas constant. De façon générale, l’année s’allongeait lentement, et sa durée variait de manière erratique. Il fallait donc trouver rapidement un moyen de remplacer les observations astronomiques.

D’abord mise au point en Grande-Bretagne, l’horloge atomique apporta la solution. Des scientifiques du CNRC fabriquèrent une horloge atomique au césium (Cs I), qui entra en fonction en 1958. Elle était suffisamment stable et précise pour devenir la première au monde à fournir l’étalon de temps pour tous les pays. La marge d’erreur de Cs I était de quelques unités sur 1010 (environ une seconde tous les 300 ans). Cette horloge faisait appel à une source de micro-ondes, et une seconde était définie comme la durée d’un nombre donné d’oscillations de cette source. Les boucles ovales qui entourent l’appareil transportaient un courant électrique destiné à minimiser les effets des champs magnétiques rayonnés.

De nos jours, l’appareil à jet de césium de l’IÉNM, qui sert d’horloge étalon, a une marge d’erreur de quelques unités sur 1014 (moins d’une seconde par million d’années !).

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Horloge atomique

Utilise les vibrations d´atomes de césium pour mesurer très précisément l´écoulement du temps. La première horloge atomique du Canada devint la première au monde à remplacer l´astronomie comme moyen de déterminer l´étalon de temps (1958-1965). Sa marge d´erreur était de moins d´une seconde par 300 ans.

Construit par le Conseil national de recherches du Canada, Ottawa
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1956 - 1958
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Hugh Carmichael commença à travailler sur des instruments en faisant intervenir des fibres de quartz, et en 1949 deux ultramicrobalances à quartz furent construites sous sa direction. Leur sensibilité (10-8 gramme) était pratiquement constante jusqu’à une charge maximale de 0,6 gramme, ce qui conférait à ces balances une précision supérieure à celle de toute autre balance fabriquée jusque-là.

L’ultramicrobalance possède un fléau tout en quartz suspendu par des fibres de torsion en quartz, le tout contenu dans un boîtier en métal, massif et étanche à l’air. Les plateaux de la balance sont suspendus au fléau par des fibres verticales en quartz. Toutes les articulations du fléau de la balance ont été réalisées par fusion du quartz, afin de remplacer les mouvements des couteaux d’une balance conventionnelle par la torsion et la flexion parfaitement élastiques des fibres de quartz.

Lorsque l’on plaçait un échantillon sur un plateau, le fl&eac Pour en lire plus
Hugh Carmichael commença à travailler sur des instruments en faisant intervenir des fibres de quartz, et en 1949 deux ultramicrobalances à quartz furent construites sous sa direction. Leur sensibilité (10-8 gramme) était pratiquement constante jusqu’à une charge maximale de 0,6 gramme, ce qui conférait à ces balances une précision supérieure à celle de toute autre balance fabriquée jusque-là.

L’ultramicrobalance possède un fléau tout en quartz suspendu par des fibres de torsion en quartz, le tout contenu dans un boîtier en métal, massif et étanche à l’air. Les plateaux de la balance sont suspendus au fléau par des fibres verticales en quartz. Toutes les articulations du fléau de la balance ont été réalisées par fusion du quartz, afin de remplacer les mouvements des couteaux d’une balance conventionnelle par la torsion et la flexion parfaitement élastiques des fibres de quartz.

Lorsque l’on plaçait un échantillon sur un plateau, le fléau s’abaissait évidemment du côté correspondant. Mais au lieu de faire l’équilibre en ajoutant des poids connus sur l’autre plateau, on équilibrait le fléau en tordant une fibre de quartz attachée au fléau. L’angle de torsion était mesuré au moyen d’un cercle gradué et donnait un poids par comparaison avec un étalonnage antérieur de l’instrument établi à partir de poids connus.

Le cercle gradué a une précision d’un quarante millième de révolution. Il peut faire jusqu’à six révolutions complètes, ce qui correspond à l’ajout d’environ deux milligrammes d’un côté. La charge brute y compris les plateaux de la balance est limitée à un tiers de gramme de chaque côté.

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L’ultramicrobalance

Servait à peser des quantités extrêmement petites (en particulier des matières radioactives). Le fléau et les supports à plateau de la microbalance de Carmichael étaient faits de verre de quartz. La torsion des fibres plutôt que l´inclinaison du fléau permettait de mesurer des poids extrêmement petits avec une précision sans précédent.

Fabriqué par le Conseil national de recherches (Projet de recherche sur l´énergie atomique)
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1950 - 1952
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Objectifs d'apprentissage

L’apprenant va :

  • identifier et apprécier la manière dont l’histoire et la culture façonnent les sciences et la technologie d’une société;
  • décrire les progrès scientifiques et technologiques, passés et présents, et évaluer leurs répercussions sur les individus et les sociétés;
  • comprendre les mesures et évaluer leur importance pour les sciences et la technologie;
  • évaluer la contribution des Canadiens à les progrès technologiques, à l’échelle mondiale.

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