2. Horloges et montres électroniques
• Historique
L'électricité d'abord, l'électronique ensuite ont joué, dès leur apparition, un rôle déterminant dans la mesure du temps : en chronométrie de haute précision comme en horlogerie courante. L'électronique, en particulier, a permis d'accéder aux fréquences très élevées et très stables liées aux transitions des niveaux d'énergie d'atomes et de molécules. On a construit ainsi des garde-temps et des générateurs de fréquence extraordinairement précis.
Entre 1920-1930, époque des premiers travaux consacrés aux horloges à quartz, et 1970-1975, époque où la précision des étalons atomiques a culminé, il s'est écoulé un demi-siècle. Auparavant, les meilleures horloges à gravité (pendules de précision des observatoires) atteignaient très difficilement une précision de la milliseconde par jour (précision relative de 10-8). Actuellement, les étalons de fréquence à jet de césium assurent 10-13 soit 100 000 fois mieux.
Le Bureau international de l'heure à Paris (B.I.H.) a confirmé dès 1933 l'existence de variations saisonnières et séculaires dans la rotation de la Terre. En 1941, par exemple, l'amplitude de la variation saisonnière a dépassé 4 millisecondes (amplitude de la moyenne mensuelle des écarts). C'est une précision tout à fait insuffisante pour les besoins de la science moderne.
Dans notre quête d'un étalon de temps invariable, universel, reproductible, pouvant conduire à une échelle de temps uniforme, nous avons changé deux fois la définition de la seconde en moins de trente ans. Jusqu'en 1956, la seconde était la fraction 1/86 400 du jour solaire moyen, de 1956 à 1967, la fraction 1/31 556 925,974 7 de l'année tropique 1900 ; depuis 1967, la seconde est la durée de 9 162 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium 133.
À ces différentes secondes étalons correspondent des échelles de temps distinctes, à savoir :
– pour la seconde de temps solaire moyen, l'échelle Temps universel (T.U.) ;
– pour la seconde de l'année tropique, l'échelle Temps des éphémérides (T.É.) […]
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