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Du pied romain au pied de l’aéronautique

MètreUSA3Les avions volent à des altitudes notées en pieds : par exemple, entre deux appareils qui se trouvent dans le même secteur, il doit y avoir une différence d’altitude de 500 pieds. Peut-on penser que le pied romain ou pes monetalis de 29,57 cm a eu pour dérivé le pied aéronautique de 30,48 cm ? Essayons de suivre l’évolution de cette mesure sur la longue durée : comme l’aéronautique est dominée par les États-Unis dont les mesures sont issues du système britannique, c’est par l’Angleterre qu’a pu se faire un éventuel lien. Examinons-en les étapes.

La paix romaine, qui a régné en Bretagne du premier au quatrième siècle, a permis une acclimatation au système romain des poids et mesures (et il en reste des traces archéologiques) mais elle cesse quand les armées romaines sont rapatriées à Rome après le sac de Rome par Alaric en 410. Les bretons (dont certains émigrent vers la Bretagne actuelle) subissent les invasions venant du nord de l’Écosse (Picts) ou d’Irlande (Scots) puis des peuples germaniques Jutes, Angles et Saxons. Les Anglo-Saxons qui auraient été appelés par les bretons pour les défendre des Picts et des Scots selon Bède le Vénérable [1] forment des royautés qui, comme les francs, se convertirent au catholicisme [2].

Si l’on examine les traces de monuments de l’époque qui avaient été décrits avec des unités de longueur, une des hypothèses est que l’unité employée, la perche de 503 cm (rod), est un multiple du pes drusianus de 33,27 cm (33,27 x 15 = 499,05 soit une erreur de moins de 1%). Cet usage du pied drusien s’expliquerait par le fait que les envahisseurs venaient de Germanie où Drusus avait déjà repéré (et accepté) cet usage. On doit noter que la perche fait actuellement encore partie du système britannique avec une longueur définie par rapport au pied dans un rapport de 16 pieds et demi (avec le pied actuel de 30,48 cm) et donc une longueur de 16,5 x 30,48 = 502, 92 cm ≈ 503 cm. La survie de la perche expliquerait donc ce rapport bizarre entre une ancienne unité germanique et une nouvelle, le pied, qu’il faut maintenant suivre [3].

Plus exactement, il faut suivre le yard qui a été associé à la perche de 503 cm, étant entendu que le pied est le tiers du yard. La légende veut qu’il soit la longueur du bras de Henri Ier : nous sommes maintenant au 11e siècle, après la conquête de Guillaume le conquérant dont Henri Ier est le plus jeune de ses fils.

Mercatorum falsam ulnam castigavit,
Il corrigea la fausse aune des marchands
brachii sui mensura adhibita,
en utilisant la mesure de son bras
omnibusque per Angliam proposita.
établie pour tous en Angleterre. [4]

Connord (p.83) cite un texte français d’un certain Britton, écrit vers 1290, qui évoque en parlant du yard :

le aune de deus coutes et deus pouz

La coudée étant équivalente à 18 pouces, deux coudées feraient donc 36 pouces et le yard 36 + 2 = 38 pouces (au lieu des 36 pouces du système anglais actuel). Ce pouce ferait donc 91,44 / 38 = 2,41 cm ce qui le rapproche du pouce romain de 2,46 (que nous avons vu dans un précédent billet).

On peut donc faire l’hypothèse (mais elle est invérifiable avec les sources actuelles) que le système britannique aurait deux origines : une liée à un système germanique (repéré par Drusius) qui conduit à la perche, et une autre associée au système romain qui conduit au yard, ce qui expliquerait le raccordement fractionnaire difficile entre les deux systèmes que l’on peut résumer comme suit :

Origine romaine :
12 inches    = 1 foot
3 feet           = 1 yard

raccordement entre les deux systèmes
5½ yards     = 1 rod, pole, or perch

Origine germanique
40 rods        = 1 furlong
8 furlong     = 1 mile

Connord fait l’hypothèse que si c’est le système du yard qui s’est raccordé à la perche et non l’inverse, c’est que la perche était l’unité utilisée pour mesurer les terres et donc les redevances dues à la noblesse, alors que le yard était simplement utilisé pour le commerce (du drap en particulier, comme l’aune en France) : il est plus facile d’ignorer les protestations des marchands que de tenter de modifier les habitudes de la noblesse. Ceci expliquerait la différence de 3% qui s’est produite entre le pied romain et le pied britannique

Ce raisonnement n’est possible que si la valeur du yard n’a pas évolué depuis le début du second millénaire : cela semble être le cas. Bien que d’autres soient attestés auparavant, le premier étalon physique conservé est celui du yard de d’Henri VIII (1496) : il  a une longueur qui correspond pratiquement à la valeur actuelle mais la conservation des étalons de longueur va faire proposer d’autres solutions.

Le pendule battant la seconde

Dès la fin du 17e siècle, l’astronome Jean Piccard (1620-1682) qui mesura le premier le rayon terrestre par triangulation, évoque dans son livre Mesure de la terre de 1671 la possibilité de dématérialiser les étalons des mesures physiques :

Picard1À cette fin, Picard propose d’utiliser la longueur d’un pendule battant la seconde (d’une longueur analogue à celui du balancier d’une horloge comtoise qui marque une seconde à chaque oscillation). Picard prend cette longueur et en fait la base d’un système métrologique complet :

Picard2

Picard note cependant que des expériences semblent manifester que ce Rayon Astronomique dépend du lieu d’observation, ce qui sera confirmé ensuite et dissuadera de prendre cette mesure comme étalon lié à la nature. Cependant Talleyrand propose encore cette solution en 1790. On sait que en 1791, l’Académie des sciences, rejetant le pendule pour sa variabilité en fonction du lieu, proposera de prendre la terre comme unité de base en mesurant une partie du méridien terrestre [5].

Aux USA le système décimal a existé pour la monnaie dès 1785, c’est-à-dire avant la Révolution française et Jefferson en 1790 propose un système basé sur le pendule battant la seconde, dont la longueur serait divisée en quatre pieds et il suggère de décimaliser les mesures de longueurs  : 1/10 foot = 1 inch ; 1/10 inch = 1 line … 10 feet = 1 decad ; 10 decads = 1 rood, etc. [6]

En 1791, quand il apprit la décision française d’abandonner la longueur du pendule pour celle du méridien terrestre, Jefferson regretta que cette mesure ne soit pas vérifiable partout comme pouvait l’être celle de la longueur du pendule. En 1795, le plan de Jefferson fut rejeté tant pour des raisons pratiques que pour des raisons politiques, les USA voulant rester neutres dans le conflit entre la France et l’Angleterre.

La période contemporaine aux USA et au Royaume-Uni

Le Royaume-Uni, pour des raisons politiques, refuse de s’engager dans une réforme initiée par la France révolutionnaire mais éprouve dès le début du 19e siècle le désir de rendre plus rigoureuses ses unités de poids et mesures. Dès 1814 il est proposé de faire dépendre les unités les unes des autres comme dans le système métrique où les unités de poids et de volume dépendent de l’unité de longueur. Pour fixer l’unité de longueur, la solution du pendule battant la seconde (à Londres) est adoptée. Certaines unités traditionnelles sont supprimées (le gallon de vin par exemple). Ces mesures formeront le système « Impérial » des poids et mesures. En 1824 le système impérial est complètement défini et il devient obligatoire l’année suivante : des étalons physiques sont construits mais détruits lors d’un incendie en 1834. Comme on eut des doutes sur la précision obtenue avec un pendule battant la seconde, on préféra utiliser la comparaison avec des copies existantes pour reconstituer les étalons de référence.

Aux USA, un rapport de 1821 de John Quincy Adams (6e président des USA de 1825 à 1829) recommande qu’on établisse des copies des étalons de mesure anglais mais qu’on détermine aussi leur valeur par rapport au système métrique. Cependant le refus pratique du système métrique par les français eux-mêmes a été tel (Napoléon en 1812 autorise l’usage des anciens noms aune, toise, etc.), qu’il n’envisage pas de pousser à son adoption.

Il fallait que le bénéfice de système apparaisse progressivement aux yeux des autres nations pour que les USA puissent envisager de faire de même. C’est ce qui se passe : le système métrique a été diffusé en Europe sous l’effet des conquêtes napoléoniennes, il est redevenu la norme en France en 1840, il aida la Prusse à unifier l’Allemagne quand il fut adopté pour l’union douanière (Zollverein) en 1872. En 1862 au Royaume-Uni, une commission propose que le système métrique devienne légal mais non obligatoire, mais elle n’est pas suivie.

En 1866 le président américain signe une loi qui déclare que le système métrique est « présenté » au peuple américain et qu’il devient un instrument approuvé pour le commerce. Il n’est pas obligatoire mais devra être enseigné à l’école. Le législateur espère que la génération montante l’adoptera parce qu’il fait partie des éléments les plus avancés de la civilisation et du fait de cette acceptation progressive à venir, de nouvelles mesures législatives générales ne sont pas envisagées.

En 1875 la Convention du mètre signée à Paris, envisage un étalon international du mètre, ce qui permet de faire tomber le reproche d’un étalon spécifiquement français. Cette convention est également signée par les Etats-Unis. Un American Metric Bureau est créé à Boston en 1876 dont le secrétaire fut un certain Melvil Dewey connu pour avoir créé le système décimal de classification des bibliothèques. Cependant, dès 1879 des opposants au système métrique créent une institution opposée et diffusent leur information par des campagnes de presses et des ouvrages. En 1893 les unités traditionnelles sont définies par rapport aux unités du système métrique. En 1901 un National Bureau of Standards est créé par le Congrès.

La controverse va se poursuivre entre pro- et anti-système métrique. En 1975 Le Metric Conversion Act (renforcé en 1988) est signé par le président Gérald Ford : il stipule que le système métrique est préféré aux États-Unis pour les affaires et le commerce mais il autorise l’usage des unités traditionnelles pour les activités non commerciales.

Le Royaume-Uni signe la Convention du mètre (de 1875) en 1884 : en 1897 il devient légal mais non obligatoire d’utiliser le système métrique pour le commerce mais les unités du système impérial continuent à être utilisées. En 1963, sous la pression des associations scientifiques et des Chambres de commerce (qui avaient fait déjà plusieurs rapports en faveur du système métrique), plusieurs décisions sont prises dont par exemple le fait que les unités du système impérial soient définies maintenant non plus par leurs unités physiques mais par référence au seul système métrique (un yard est strictement égal à 0,9144 m). Un plan de 10 ans en vue du passage au système métrique est mis en place en 1968 et dès 1970 les ¾ des exportations étaient faites en l’utilisant.

En 2014 une enquête d’une association en faveur du système métrique note cependant dans un rapport que puisque la population actuelle est plutôt opposée au système métrique (50% selon le sondage associé à ce rapport), il est illusoire d’attendre que le passage au système métrique s’effectue progressivement sans obligation légale. Le système métrique est obligatoire pour le commerce (et enseigné à l’école) mais c’est le système impérial qui est utilisé dans la vie courante : 80% des interrogés du sondage utilisent l’ancien système pour noter leur propre poids. Testés sur leur connaissances, 11% pensent qu’il y a 100 m dans 1 km et seuls  57% seulement connaissent la bonne réponse (qui devait être donnée en moins de 10 s). Toutefois ce résultat est meilleur que pour donner le nombre de yards dans un mile où 24% seulement donnent la bonne réponse (il est vrai un peu difficile de 1760 yards).

***

Le 23 septembre 1999, la sonde Mars Climate Orbiter s’écrase sur la planète Mars : l’enquête révèle que la société responsable de la fabrication de la sonde en a transmis les spécifications dans le système traditionnel d’unités tandis que la NASA au sol utilisait un système de navigation métrique. Cette juxtaposition de fait des deux systèmes emplit la vie américaine comme on peut le voir sur le mètre à ruban mit en tête de ce billet.

MètreUSA4

Comme le signale un adversaire du système métrique dans un article du New Worker d’octobre 2002 [7], le système traditionnel fonctionne parfaitement bien car il est adapté aux tâches à accomplir. Pour couper une planche, un millimètre est trop petit par rapport à une lame de scie. Par contraste, les mesures traditionnelles qui se divisent par deux : demi, quart, seizième et trente-deuxième de pied « sont harmonieusement adaptées au but envisagé ».

Il est vrai que la progression par double ou moitié qui était requise à l’origine pour les monnaies par la Convention subsiste toujours avec la série approchée des pièces et billets de 1, 2, 5, 10, 20, 50 etc., unités de compte et que pour acheter du beurre on utilise un emballage de 250 g (d’ailleurs ancienne demi-livre) ou de sa moitié (125 g), ce qui manifeste que le système métrique peut parler plusieurs langages. Peut-être un jour parlera-t-il le langage de l’aéronautique ? Le pied romain aura alors terminé son parcours historique, mais ce n’est peut-être pas souhaitable pour des raisons de sécurité aérienne afin de ne pas répéter sur terre ce qui est arrivé sur Mars.

  1. Histoire ecclésiastique du peuple anglais, I, 15 []
  2. Bède, I, 25 []
  3. R.D. Connor, The Weights and Measures of England, Londres, Her Majesty’s Stationery Office, 1987 []
  4. Chronique de Guillaume de Malmesbury citée par Connor p.83 []
  5. Ken Adler, Mesurer le monde, Flammarion, 2005 ; Denis Guedj, Le mètre du monde, Seuil,2000 []
  6. Charles F. Treat, A History of the Metric System Controversy in the United States, National Bureau of Standards, 1971 []
  7. David Owen, « Measure for Measure. How the metric system conquered the world – almost », The New Worker, October 14 & 21, 2002, p. 212-216 : il s’agit du compte rendu du livre de Ken Adler, The Measure of All Things, traduit en français sous le titre Mesurer le monde, Flammarion, 2005 []