Complémentaire à la métrologie industrielle et à la métrologie légale, la métrologie scientifique est consacrée à la recherche sur les unités du SI, et au développement de systèmes de mesures toujours plus fiables et toujours plus exacts en fonction des exigences d’évolution de la société et des technologies. La recherche dans ce domaine est bien souvent le résultat d’une coopération internationale qui peut parfois aboutir, comme ce fut le cas en 2018, à des modifications du SI, ou au développement de nouveaux moyens de mesure ou d'étalons plus performants.
La dérive dans le temps du kilogramme étalon originel et de ses copies, distribuées à différent instituts de métrologie, a convaincu les métrologues scientifiques à modifier dernièrement la définition de l'unité du kilogramme (voir résolutions de la 26° CGPM en 2018). Celle-ci est à présent basée sur une contante de la physique fondamentale, la constante de Planck. Le kilogramme est à présent matérialisé, non plus par un artefact qui dérive au fil du temps, mais par un appareil très sophistiqué, développé par de nombreux scientifiques dans plusieurs instituts de métrologie. Cet appareil, qui porte le nom de Balance de Kibble, permet de convertir avec neuf chiffres significatifs, la puissance mécanique en puissance électrique et vice-versa en se basant sur la constante de Planck, garantissant ainsi la reproductibilité de cette unité dans le temps et en tout point du monde.
Ce type de recherche scientifique a pu aboutir à la définition actuelle de l’unité du kilogramme et à améliorer les incertitudes de mesures liées aux variations dans le temps du prototype historique sensible aux conditions d’environnement. Ce principe a été étendu à trois autres unité du SI, la mole, le kelvin et l'ampère (voir Unités de base du SI).
Les organismes régionaux de métrologie (RMO) comme Euramet en Europe coordonnent ces activités et organisent des programmes de financement de ces recherches au travers de programmes tels que European Metrology Research Program (EMRP) ou European Metrology Programme for Innovation and Research (EMPIR), son successeur actuel.
Balance de Kibble développée au BIPM
(Avec l'aimable autorisation du BIPM Copyright @2013)
La 26° Conférence générale des poids et mesures en 2018 à Versailles