En physique et en métrologie, une est une .

Une unité de mesure peut être définie à partir de constantes fondamentales ou par un étalon, utilisé pour la mesure.

Les systèmes d'unités, définis en cherchant le plus large accord dans le domaine considéré, sont rendus nécessaires par la méthode scientifique, dont l'un des fondements est la reproductibilité des expériences (donc des mesures), ainsi que par le développement des échanges d'informations commerciales ou industrielles.

Différents systèmes d'unités reposent sur des choix différents du jeu d'unités fondamentales, mais de nos jours le système d'unités le plus utilisé est le Système international d'unités (SI). Celui-ci comprend sept unités de base. Toutes les autres unités rattachés au SI peuvent être dérivées de ces unités de base..

vignette|Mesure d'un empan.

Noms et symboles des unités

Par convention, les noms d'unités sont des noms communs qui s'écrivent en minuscules (même s'ils proviennent de noms propres de savants : « kelvin » et non « Kelvin », « ampère » et non « Ampère ») et qui prennent donc en français la marque du pluriel (exemple : un volt, deux volts).

Le symbole d'une unité est (ou commence par) : une majuscule si le nom dérive de celui d'une personne : « V » pour le volt (Alessandro Volta), « A » pour l'ampère (André-Marie Ampère), « Pa » pour le pascal (Blaise Pascal) ; une minuscule dans le cas contraire (« m » pour le mètre, « s » pour la seconde), avec une exception : pour le litre, les deux symboles « l » et « L » sont autorisés.

Les symboles d'unité ne prennent pas la marque du pluriel ( et non ). Ce ne sont pas des abréviations : ils ne sont pas suivis d'un point (sauf bien sûr en fin de phrase).

Selon la règle, l'écriture correcte du nom de l'unité dont le symbole est °C est « degré Celsius » (l'unité degré commence par la lettre d en minuscule et le qualificatif « Celsius » commence par la lettre C en majuscule, parce que c'est un nom propre). Les caractères « ° » et « C » sont indissociables. Cependant, on ne doit pas parler de « degrés Kelvin », ni utiliser le symbole « °K », mais parler de kelvins et utiliser le symbole KLa raison essentielle de cette différence de notation, outre l'aspect historique (on est passé du « degré Kelvin » au kelvin alors qu'on n'a pas touché au degré Celsius qui n'appartient pas au Système international), est que le degré Celsius fait référence à une échelle de températures dont le zéro est arbitraire, alors que désigne le zéro absolu. La correspondance entre les degrés Celsius et les kelvins n'est pas la même selon qu'on parle d'une température ( = − 273,15) ou d'un intervalle de température ( = )..

Ajouter un préfixe multiplicateur ou diviseur ne change pas le nom ni le symbole. Exemples : mm = millimètre, mA = milliampère, mHz = millihertz ; MHz = mégahertz, MΩ = mégaohm

Unités du Système international Unités de base du SI

+ Tableau des grandeurs physiques de base du SI avec leurs dimensions, unités et symboles, en vigueur jusqu'en 2019. (depuis cette date, les unités sont définies en fixant la valeur numérique, en unités SI, de sept constantes de la nature) Grandeur physique Symbole de la grandeur Symbole de la dimension Nomdel'unité Symboledel'unité Description (jusqu'en 2019) longueur l, x, r… L mètre m Le mètre est la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299 792 458 seconde ( CGPM (1983), Résolution 1, CR 97).Historiquement, la première définition officielle et pratique du mètre (1791) était basée sur la circonférence de la Terre, et valait 1/ d'un méridien.Auparavant, le mètre fut proposé en tant qu'unité universelle de mesure comme la longueur d'un pendule qui oscille avec une demi-période d'une seconde (John Wilkins (1668) puis Tito Livio Burattini (1675). masse m M kilogramme kg Le kilogramme (nom originel, le grave) est l'unité de masse. Il est égal à la masse du prototype international du kilogramme. Ce dernier, en platine-iridium (90 % - 10 %), est gardé au Bureau international des poids et mesures à Sèvres, en France ( CGPM (1889), ).Historiquement, c'est la masse d'un décimètre cube d'eau, soit un litre, à . temps t T seconde s La seconde est la durée de périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium 133 à une température de ( CGPM (1967-1968), Résolution 1, CR 103). intensité de courant électrique I, i I ampère A L'ampère est l'intensité d'un courant constant qui, maintenu dans deux conducteurs parallèles, rectilignes, de longueur infinie, de section circulaire négligeable et placés à une distance d'un mètre l'un de l'autre dans le vide produirait entre ces conducteurs une force égale à par mètre de longueur ( CGPM (1948), Résolution 7, CR 70). température thermodynamique T Θ (thêta) kelvin K Le kelvin, unité de température thermodynamique, est la fraction 1/273,16 de la température thermodynamique du point triple de l'eau ( CGPM (1967), Résolution 4, CR 104)Cette définition fait du kelvin une mesure de température égale en variation à celle du degré Celsius, mais basée sur le zéro absolu. quantité de matière n N mole mol La mole est la quantité de matière d'un système contenant autant d'entités élémentaires qu'il y a d'atomes dans de carbone 12 ( CGPM (1971), Résolution 3, CR 78).Ce nombre est appelé nombre d'Avogadro. Lorsque l'on emploie la mole, les entités élémentaires doivent être spécifiées et peuvent être des atomes, des molécules, des ions, des électrons, d'autres particules ou des groupements spécifiés de telles particules. intensité lumineuse I J candela cd La candela est l'intensité lumineuse, dans une direction donnée, d'une source qui émet un rayonnement monochromatique de fréquence et dont l'intensité énergétique dans cette direction est de par stéradian ( CGPM (1979) Résolution 3, ).

Unités dérivées du SI

Les colonnes « M - L - T - I - Θ (thêta) - N - J » précisent les « facteurs dimensionnels » des grandeurs dérivées, correspondant aux « expressions » dans les unités de base du Système international « kg - m - s - A - K - mol - cd ».

+ Tableau des grandeurs physiques dérivées du SI avec leurs dimensions, unités et symboles Grandeur physique Nomdel'unité Symbole del'unité Expression M L T I Θ N J Relation Fréquence hertz Hz -1 Fréquence = 1 / période Force newton N 1 1 -2 Force = masse × accélération Pression et contrainte pascal Pa ou 1 -1 -2 Pression = force / surface Travail, énergie et quantité de chaleur joule J 1 2 -2 Travail = force × distance ; énergie cinétique = masse × vitesse / 2 Puissance, flux énergétique et flux thermique watt 1 2 -3 Puissance = travail / temps Charge électrique et quantité d'électricité coulomb 1 1 Charge = courant × temps Force électromotrice et tension électrique volt ou 1 2 -3 -1 Tension = travail / charge Résistance ohm 1 2 -3 -2 Résistance = tension / courant Conductance électrique siemens S ou -1 -2 3 2 Conductance = courant / tension Capacité électrique farad -1 -2 4 2 Capacité = charge / tension Champ magnétique tesla 1 -2 -1 Induction = tension × temps / surface Flux magnétique weber 1 2 -2 -1 Flux d'induction = tension × temps Inductance henry 1 2 -2 -2 Inductance = tension × temps / courant Température Celsius degré Celsius K - 273,15 1 Angle plan radian 0 Angle solide stéradian 0 Flux lumineux lumen 1 Éclairement lumineux lux -2 1 Activité (radioactive) becquerel -1 Dose radioactive et kerma gray 2 -2 Dose équivalente et dose efficace sievert 2 -2 Activité catalytique katal -1 1 Superficie, aire mètre carré 2 Volume mètre cube 3 Vitesse mètre par seconde 1 -1 Vitesse angulaire radian par seconde -1 Accélération mètre par seconde carrée 1 -2 Accélération angulaire radian par seconde carrée -2 Moment d'une force newton mètre 1 2 -2 Nombre d'onde mètre à la puissance moins un -1 Masse volumique kilogramme par mètre cube 1 -3 Masse linéique kilogramme par mètre 1 -1 Volume massique mètre cube par kilogramme -1 3 Concentration molaire mole par mètre cube -3 1 Volume molaire mètre cube par mole 3 -1 Capacité thermique et entropie joule par kelvin 1 2 -2 -1 Capacité thermique molaire et entropie molaire joule par mole kelvin 1 2 -2 -1 -1 Capacité thermique massique et entropie massique joule par kilogramme kelvin 2 -2 -1 Énergie molaire joule par mole 1 2 -2 -1 Énergie massique joule par kilogramme 0 2 -2 Énergie volumique joule par mètre cube 1 -1 -2 Tension capillaire newton par mètre 1 -2 Flux thermique watt par mètre carré 1 -3 Conductivité thermique watt par mètre-kelvin 1 1 -3 -1 Viscosité cinématique mètre carré par seconde 2 -1 Viscosité dynamique pascal-seconde 1 -1 -1 Densité de charge coulomb par mètre cube -3 1 1 Densité de courant ampère par mètre carré -2 1 Conductivité électrique siemens par mètre -1 -3 3 2 Conductivité molaire siemens mètre carré par mole -1 3 2 -1 Permittivité farad par mètre -1 -3 4 2 Perméabilité magnétique henry par mètre 1 1 -2 -2 Champ électrique volt par mètre 1 1 -3 -1 Excitation magnétique ampère par mètre -1 1 Luminance candela par mètre carré -2 1 Quantité de lumière lumen-seconde 1 1 Exposition (rayon X et rayon gamma) coulomb par kilogramme -1 1 1 Débit de dose gray par seconde 2 -3 Débit massique kilogramme par seconde 1 -1 Débit volumique mètre cube par seconde 3 -1

Unités homogènes

Les unités de chaque grandeur physique doivent être homogènes, c'est-à-dire s'exprimer en fonction des unités fondamentales.

Le tableau ci-dessous donne un rappel de conversion de grandeurs physiques (mécanique) composite, en fonction de l’expression de la longueur (L), du temps (T) et de la masse (M).

+ Expression de grandeurs composite en fonction de la masse, du temps et de la longueur longueur temps masse force pression vitesse masse volumique énergie L T M M L T M T L L T M L M L T [] J mètre seconde grammes newton pascal mètre par seconde grammes par mètre cube joule

Unités hors du Système international d'unités Avant l'adoption du Système international d'unités ( infra), d'autres systèmes d'unités ont été utilisés à des fins variées, par exemple : le système d'unités CGS (centimètre-gramme-seconde) ; le système MTS (mètre-tonne-seconde) ; le système MKSA (mètre, kilogramme, seconde, ampère), ancêtre du Système international actuel ; le système d'unités de Planck et les unités naturelles ; le système d'unités géométriques ; les systèmes d'unités de mesure anglo-saxonnes ; le système d'unités de mesure chinois.

Certains pays ou professions, par tradition culturelle ou de corporation, continuent à utiliser tout ou partie d'anciens systèmes d'unités.

Unités traditionnelles non standard Des unités non standard sont encore en usage au sein de professions particulières. Le morgan et le centimorgan sont des unités de calcul de fréquence de recombinaison en génétique. Le curie (symbole Ci) est une ancienne unité de radioactivité, équivalente approximativement à l'activité de de l'isotope du radium Ra. La verste (versta, верста en russe) est une ancienne unité de mesure russe, équivalente à 500 sagènes (саженьe), soit anglais ou . Le quintal est une unité de masse qui n'est pratiquement plus usitée (parfois à l'oral dans le Nord de la France), un quintal équivalant à . Le carat et le zolotnik sont usités dans l'industrie de la joaillerie et des pierres précieuses.

Unités sans dimension Elles sont obtenues en faisant le rapport de deux grandeurs de même dimension : radian et stéradian, respectivement unité d'angle plan et unité d'angle solide ; bel, unité d'amplification et de niveau sonore dont on utilise surtout le sous-multiple décibel.

Signification des systèmes d'unités