#: locale=fr
## Tour
### Title
tour.name = La métrologie électrique au LNE
## Skin
### Button
Button_1B998D00_16C4_0505_41AD_67CAA4AAEFE0.label = HOUSE INFO
Button_1B998D00_16C4_0505_41AD_67CAA4AAEFE0_mobile.label = INFO
Button_1B999D00_16C4_0505_41AB_D0C2E7857448.label = PANORAMA LIST
Button_1B999D00_16C4_0505_41AB_D0C2E7857448_mobile.label = PANORAMAS
Button_1B9A3D00_16C4_0505_41B2_6830155B7D52.label = REALTOR
Button_1B9A3D00_16C4_0505_41B2_6830155B7D52_mobile.label = REALTOR
Button_1B9A4D00_16C4_0505_4193_E0EA69B0CBB0.label = FLOORPLAN
Button_1B9A4D00_16C4_0505_4193_E0EA69B0CBB0_mobile.label = FLOORPLAN
Button_1B9A5D00_16C4_0505_41B0_D18F25F377C4.label = PHOTOALBUM
Button_1B9A5D00_16C4_0505_41B0_D18F25F377C4_mobile.label = PHOTOS
Button_1B9A6D00_16C4_0505_4197_F2108627CC98.label = LOCATION
Button_1B9A6D00_16C4_0505_4197_F2108627CC98_mobile.label = LOCATION
Button_221B5648_0C06_E5FD_4198_40C786948FF0.label = lorem ipsum
Button_221B5648_0C06_E5FD_4198_40C786948FF0_mobile.label = lorem ipsum
Button_23F057B8_0C0A_629D_41A2_CD6BDCDB0145.label = lorem ipsum
Button_23F057B8_0C0A_629D_41A2_CD6BDCDB0145_mobile.label = lorem ipsum
### Multiline Text
HTMLText_0B42C466_11C0_623D_4193_9FAB57A5AC33.html =
HTMLText_0B4B0DC1_11C0_6277_41A4_201A5BB3F7AE.html = john doe
licensed real estate salesperson
Tlf.: +11 111 111 111
jhondoe@realestate.com
www.loremipsum.com
Mauris aliquet neque quis libero consequat vestibulum. Donec lacinia consequat dolor viverra sagittis. Praesent consequat porttitor risus, eu condimentum nunc. Proin et velit ac sapien luctus efficitur egestas ac augue. Nunc dictum, augue eget eleifend interdum, quam libero imperdiet lectus, vel scelerisque turpis lectus vel ligula. Duis a porta sem. Maecenas sollicitudin nunc id risus fringilla, a pharetra orci iaculis. Aliquam turpis ligula, tincidunt sit amet consequat ac, imperdiet non dolor.
john doe
licensed real estate salesperson
Tlf.: +11 111 111 111
jhondoe@realestate.com
www.loremipsum.com
___
location
address line 1
address line 2
Mauris aliquet neque quis libero consequat vestibulum. Donec lacinia consequat dolor viverra sagittis. Praesent consequat porttitor risus, eu condimentum nunc. Proin et velit ac sapien luctus efficitur egestas ac augue. Nunc dictum, augue eget eleifend interdum, quam libero imperdiet lectus, vel scelerisque turpis lectus vel ligula. Duis a porta sem. Maecenas sollicitudin nunc id risus fringilla, a pharetra orci iaculis. Aliquam turpis ligula, tincidunt sit amet consequat ac.
location
address line 1
address line 2
Mauris aliquet neque quis libero consequat vestibulum. Donec lacinia consequat dolor viverra sagittis. Praesent consequat porttitor risus, eu condimentum nunc. Proin et velit ac sapien luctus efficitur egestas ac augue. Nunc dictum, augue eget eleifend interdum, quam libero imperdiet lectus, vel scelerisque turpis lectus vel ligula. Duis a porta sem. Maecenas sollicitudin nunc id risus fringilla, a pharetra orci iaculis. Aliquam turpis ligula, tincidunt sit amet consequat ac.
___
Lorem ipsum
dolor sit amet
consectetur adipiscing elit. Morbi bibendum pharetra lorem, accumsan san nulla.
Mauris aliquet neque quis libero consequat vestibulum. Donec lacinia consequat dolor viverra sagittis. Praesent consequat porttitor risus, eu condimentum nunc. Proin et velit ac sapien luctus efficitur egestas ac augue. Nunc dictum, augue eget eleifend interdum, quam libero imperdiet lectus, vel scelerisque turpis lectus vel ligula. Duis a porta sem. Maecenas sollicitudin nunc id risus fringilla, a pharetra orci iaculis. Aliquam turpis ligula, tincidunt sit amet consequat ac, imperdiet non dolor.
Integer gravida dui quis euismod placerat. Maecenas quis accumsan ipsum. Aliquam gravida velit at dolor mollis, quis luctus mauris vulputate. Proin condimentum id nunc sed sollicitudin.
Donec feugiat:
• Nisl nec mi sollicitudin facilisis
• Nam sed faucibus est.
• Ut eget lorem sed leo.
• Sollicitudin tempor sit amet non urna.
• Aliquam feugiat mauris sit amet.
Lorem ipsum
dolor sit amet
consectetur adipiscing elit. Morbi bibendum pharetra lorem, accumsan san nulla.
Mauris aliquet neque quis libero consequat vestibulum. Donec lacinia consequat dolor viverra sagittis. Praesent consequat porttitor risus, eu condimentum nunc. Proin et velit ac sapien luctus efficitur egestas ac augue. Nunc dictum, augue eget eleifend interdum, quam libero imperdiet lectus, vel scelerisque turpis lectus vel ligula. Duis a porta sem. Maecenas sollicitudin nunc id risus fringilla, a pharetra orci iaculis. Aliquam turpis ligula, tincidunt sit amet consequat ac, imperdiet non dolor.
Integer gravida dui quis euismod placerat. Maecenas quis accumsan ipsum. Aliquam gravida velit at dolor mollis, quis luctus mauris vulputate. Proin condimentum id nunc sed sollicitudin.
Donec feugiat:
• Nisl nec mi sollicitudin facilisis
• Nam sed faucibus est.
• Ut eget lorem sed leo.
• Sollicitudin tempor sit amet non urna.
• Aliquam feugiat mauris sit amet.
Mauris aliquet neque quis libero consequat vestibulum. Donec lacinia consequat dolor viverra sagittis. Praesent consequat porttitor risus, eu condimentum nunc. Proin et velit ac sapien luctus efficitur egestas ac augue. Nunc dictum, augue eget eleifend interdum, quam libero imperdiet lectus, vel scelerisque turpis lectus vel ligula. Duis a porta sem. Maecenas sollicitudin nunc id risus fringilla, a pharetra orci iaculis. Aliquam turpis ligula, tincidunt sit amet consequat ac, imperdiet non dolor.
Dans le projet de balance du watt pour la nouvelle définition des mesures de masse, l’accélération de la pesanteur à la surface de la Terre (g) doit être déterminée au centre de la masse impliquée dans la mesure. Il est donc nécessaire de mesurer et de transférer la valeur absolue de g à la position de cette masse. Pour assurer ce transfert, on caractérise les variations de gravité dans les deux salles voisines dans lesquelles sont menées l’expérience de la balance du watt et l’activité de gravimètrie du LNE-SYRTE.
Le LNE-SYRTE est responsable des missions de métrologie primaire de la gravimétrie en France, pour cela un gravimètre quantique absolu a été développé et installé dans le laboratoire de gravimétrie conçu pour accueillir d'autres gravimètres pour des tests de comparaisons métrologiques et des étalonnages. Pour évaluer sa sensibilité à long terme, assurer la redondance et garantir la continuité du signal gravitationnel en cas de déplacement du gravimètre de référence, un gravimètre relatif supraconducteur iGrav#005, est utilisé depuis 2013. Avec ces activités, le LNE-SYRTE est désormais partenaire du Service National d’Observation (SNO) Gravimétrie.
Avec une expérience de plus de 70 ans dans le domaine de la métrologie électrique des hautes tensions, le LNE, a mis en place des solutions performantes et complètes pour accompagner les industriels et les laboratoires dans ce domaine. Aujourd’hui, le LNE se place au premier rang des laboratoires européens de métrologie en termes d’équipements, de chaines de référence et de capacités techniques. Il est l’un des premiers laboratoires de métrologie à développer et à concevoir ses propres chaines de références de haute exactitude pour la mesure des tensions alternatives jusqu’à 300 kV, des tensions continues jusqu’à 250 kV et des tensions impulsionnelles jusqu’à 500 kV.
Dans le domaine des mesures électriques, les mesures d'impédance jouent un rôle très important puisqu'elles sont largement utilisées dans différents domaines de la science et de l’ingénierie.
Le rôle principal de la métrologie des impédances est la réalisation des unités d'impédance : l'ohm (Ω), le farad (F), le henry (H) et leurs échelles associées. Ces trois unités sont reliées les unes aux autres par l’intermédiaire de la seconde (s) : 1 Ω = 1 H/s = 1 s/F. Par conséquent, une unité peut être utilisée pour réaliser les deux autres en utilisant différents ponts de comparaison fonctionnant en courant alternatif. Les chaînes de traçabilité des mesures d’impédance, reliant l’étalon calculable de capacité ou l’étalon quantique de résistance, mettent en jeu une succession de comparaisons d’impédance réalisées actuellement au LNE à l’aide de ponts analogiques.
Dans l’objectif de simplifier ces longues chaînes de comparaison, à améliorer les incertitudes de mesure et à élargir les possibilités de mesure d’impédance, de nouveaux ponts numériques de comparaison sont actuellement en cours de développement.
En novembre 2018, la Conférence générale des poids et mesure (CGPM) a voté la nouvelle définition de l’unité de masse. Non plus fondée sur un artefact matériel, elle est désormais définie à partir de la constante de Planck, la constante de la mécanique quantique.
Pour déterminer une masse, la balance du watt (ou de Kibble) compare des puissances électrique et mécanique. Son principe : une balance dont l’un des bras supporte une masse et dont l’autre est relié à une bobine placée dans un champ magnétique. Par une mesure en deux temps, il est alors possible de relier cette masse, exprimée en kilogramme, à une tension aux bornes de la bobine et à un courant y circulant. Le lien avec la constante de Planck se fait via des phénomènes quantiques (les effets Josephson et Hall quantique) impliquant cette tension et ce courant.
La balance du watt permet ainsi d’étalonner n’importe quelle masse sans recours à un artéfact matériel.
L’étalon primaire de capacité électrique est un dispositif expérimental qui exploite un théorème d’électrostatique démontré par D. Lampard et A. Thompson en 1956. Il stipule que, pour un système cylindrique composé de quatre électrodes de longueur infinies, isolées et placées dans le vide, les deux capacités linéiques croisées sont liées entre elles par une relation simple incluant la permittivité diélectrique du vide.
Depuis 1960, le laboratoire national de métrologie français a développé plusieurs dispositifs sur ce principe mais avec des configurations différentes au fil du temps. Depuis 1973, l’étalon est un système à cinq électrodes. En 2019, la cylindricité de la cavité centrale a été améliorée grâce à une configuration verticale, et le positionnement très précis de cinq électrodes aux sommets d’un pentagone régulier. Les principales difficultés de mesure résident dans la réalisation mécanique de l’étalon : fabrication des électrodes avec une rectitude meilleure que 100 nm et un positionnement (parallélisme) des électrodes mesuré à quelques 10 nm près.
Dans cette visite virtuelle nous vous proposons de découvrir l’univers de la métrologie, la science de la mesure, et plus particulièrement celui de la métrologie électrique !
Découvrez grâce à une visite exclusive au cœur de nos laboratoires de pointe, toute l’étendue de cette discipline et de ses implications.
Etalonnage des appareils électriques, nouvelle définition du kilogramme, propriétés électriques à l'échelle nanométrique, étalons quantiques de courant, sont au programme de cette visite !
Station de mesure sous 4 pointes micro-positionnées pour la mesure de résistance électrique ou de caractéristiques de courant et de tension à l’échelle macroscopique (au-delà du micromètre).
Un microscope à force atomique à pointe conductrice permettant d’obtenir simultanément la topographie d’une surface à l’échelle nanométrique et une cartographie des propriétés électriques du matériau étudié telles que la résistance ou la conductance.
SMM : un microscope à force atomique à sonde locale électrique micro-onde permettant de mesurer des propriétés électriques diverses telles que l’impédance ou l’admittance.
L’effet Josephson est l’effet quantique sur lequel reposent les étalons quantiques de tension. Il apparait dans des microstructures, appelées jonctions Josephson, où deux supraconducteurs sont séparés par une couche mince de matériau non supraconducteur (isolant ou métal).
Dans une telle structure, un courant supraconducteur peut circuler sans tension appliquée entre les bornes supraconductrices (effet Josephson continu). Mais, dès lors qu’il existe une tension continue à ses bornes, le courant supraconducteur dans la jonction oscille à une fréquence reliée uniquement par des constantes fondamentales à cette tension (effet Josephson alternatif). La jonction Josephson apparait donc comme un convertisseur fréquence-tension de précision fondamentale.
Les étalons de tension Josephson consistent ainsi en la mise en série de centaines de milliers de jonctions Josephson. Le développement de ces réseaux et leurs performances exceptionnelles permettent d’améliorer de façon significative la dissémination du volt et des unités qui y sont liées. La maîtrise de l’effet Josephson est ainsi indispensable pour la mise en pratique des nouvelles définitions de l’ampère et du kilogramme.
Étalons secondaires à étalonner.
Bidon d’hélium liquide dans lequel est placé le réseau de jonctions Josephson et permettant de travailler à 4,2 K
La caractérisation fiable des propriétés électriques à l'échelle nanométrique est une condition essentielle pour accélérer l'innovation dans les secteurs de l'électronique tels que l’internet des objets, l'électronique grand public, les produits à faible consommation d'énergie, les technologies quantiques et les diagnostics médicaux.
La plateforme de NAnométrologie ELectrique (NAEL) a pour objectif de permettre une caractérisation non destructive et reproductible des propriétés électriques de matériaux semiconducteurs innovants dans le domaine du courant continu aux GHz jusqu'à l'échelle nanométrique afin de favoriser leur adoption industrielle. Elle est constituée de différents équipements spécifiques.
De manière à utiliser l’effet Josephspn comme un étalon de tension, la jonction est soumise à un rayonnement électromagnétique haute fréquence
Dans les laboratoires de métrologie on réalise l’ampère, l’unité de l’intensité du courant électrique à partir d’un étalon de tension et d’un étalon de résistance. Le volt et l’ohm, unités de tension et de résistance qu’ils représentent, peuvent en effet être réalisés à 10-9 près grâce à deux effets quantiques (l’effet Josephson et l’effet Hall quantique) qui ne dépendent que de la charge élémentaire et de la constante de Planck. L’ampère est alors réalisé en appliquant la loi d’Ohm qui relie tension, intensité du courant et résistance. Néanmoins, concrètement, l’expérience dans laquelle on met en œuvre cette loi implique des étalons « secondaires » qui ne sont pas directement les dispositifs quantiques et qui dérivent dans le temps. Ainsi, bien que ces étalons « secondaires » soient étalonnés à partir des dispositifs quantiques régulièrement et avec soin, l’incertitude relative sur l’ampère est typiquement de 10-6.
Pour faire mieux, les scientifiques du LNE ont mis au point un circuit quantique permettant de mettre en œuvre la loi d’Ohm en impliquant directement les étalons quantiques de tension et de résistance et de préserver leur grande exactitude au profit de la réalisation de l’ampère. Les propriétés de l’effet Hall quantique permettent l’ajout de connexions supplémentaires entre les deux étalons, dans lesquelles le courant circulant est d’autant plus faible que le nombre de connexions est grand. Résultat : la chute de potentiel parasite liée aux connexions devient négligeable et le courant de référence reste parfaitement quantifié.
Des travaux portent, par ailleurs, sur la simplification des conditions expérimentales requises pour la mise en œuvre de l’étalon de résistance à effet Hall quantique, première étape vers la miniaturisation et l’intégration de cette réalisation de l’ampère sans égal. Dans ce domaine, le graphène, mono-couche d’atomes de carbone organisés en nids d’abeille, apporte une réelle amélioration par rapport aux semiconducteurs conventionnels qui imposent l’utilisation de champs magnétiques aussi forts que 10 T et de températures proches de 1 K, en offrant une exactitude à 10-9 à seulement quelques teslas et des températures > 4K, compatibles avec des technologies cryomagnétiques plus compactes et moins coûteuses.