Le poids et la masse sont deux notions souvent confondues en physique, en chimie et dans les mesures du quotidien. Dans le langage courant, on les emploie de façon interchangeable, alors qu’elles désignent des grandeurs physiques fondamentalement différentes, qui ne réagissent pas de la même façon à la gravité. À cette distinction s’ajoute la coexistence de plusieurs systèmes d’unités : le système métrique (du milligramme à la tonne métrique), les unités usuelles américaines (onces et livres), le système impérial britannique (stone) et des systèmes spécialisés comme les unités troy, réservées aux métaux précieux. Les sections suivantes expliquent la différence entre masse et poids et son importance, la redéfinition du kilogramme en 2019 — qui a remplacé le dernier étalon matériel du SI par une définition fondée sur la physique fondamentale — ainsi que l’écart entre l’once troy et l’once avoirdupois, souvent source de confusion pour les acheteurs d’or.
Masse et poids
La masse mesure la quantité de matière d’un objet et s’exprime en kilogrammes (SI) ou en livres (unités usuelles américaines). Elle reste constante quel que soit le lieu : votre masse est la même sur Terre, sur la Lune, en orbite ou dans l’espace lointain. Le poids est la force gravitationnelle exercée sur cette masse ; il s’exprime en newtons (SI) ou en livres-force (unités usuelles américaines) et varie selon le champ gravitationnel local. Sur la Lune, vous pèseriez environ un sixième de votre poids terrestre, car la gravité lunaire est d’environ 1.62 m/s² contre 9.81 m/s² sur Terre, mais votre masse resterait exactement la même. En orbite, votre poids serait presque nul (microgravité), tandis que votre masse resterait inchangée.
Dans le langage courant, les deux termes sont souvent interchangeables ; les pèse-personnes affichent ainsi le « poids » en livres ou en kilogrammes — ce qui n’est pas rigoureux sur le plan scientifique, mais reste utile en pratique. En science et en ingénierie, il faut les distinguer : accélérer un objet de 100 kg dans l’espace exige la même force que sur Terre (F = ma), indépendamment du poids, tandis que la force nécessaire pour soulever cet objet contre la gravité dépend fortement du champ gravitationnel local. Les calculs en astronautique, en astronomie et en physique utilisent toujours la masse (kg), grandeur invariante ; le poids est une grandeur dérivée, donnée par F = m × g.
La redéfinition du kilogramme
Jusqu’au 20 mai 2019, le kilogramme était la dernière unité du SI encore définie par un étalon matériel : le Prototype international du kilogramme (IPK), un cylindre de platine-iridium conservé dans une chambre à température contrôlée au Bureau international des poids et mesures (BIPM), à Sèvres, en France, sous trois cloches de verre emboîtées. L’IPK a été fabriqué en 1879 et, pendant 140 ans, « un kilogramme » a signifié « la masse de cet objet précis ». Les scientifiques comparaient périodiquement l’IPK à six copies officielles ; mystérieusement, les masses des copies semblaient diverger de plusieurs dizaines de microgrammes au fil des décennies. L’IPK perdait-il de la masse ou les copies en gagnaient-elles ? Il était impossible de le savoir.
Le kilogramme a été redéfini lors de la Journée mondiale de la métrologie 2019 à partir de la constante de Planck, dont la valeur a été fixée exactement à 6.62607015 × 10⁻³⁴ joule-seconde. La nouvelle définition s’appuie sur une balance de Kibble — un instrument qui met en équivalence puissance mécanique et puissance électromagnétique — pour réaliser le kilogramme à partir de mesures électriques. Le kilogramme peut ainsi être reproduit partout dans l’univers en utilisant uniquement la constante de Planck et les principes fondamentaux de l’électromagnétisme. L’ancien étalon IPK est conservé à des fins historiques, mais ne définit plus l’unité. Cette redéfinition garantit que le kilogramme est stable et ne peut pas dériver au fil du temps.
Troy et avoirdupois
Le système troy est antérieur au système impérial et vient du commerce médiéval ; son nom proviendrait de la ville française de Troyes, qui accueillait d’importantes foires commerciales. Aujourd’hui, les unités troy servent presque exclusivement aux métaux précieux (or, argent, platine, palladium) et aux pierres précieuses, tandis que le système avoirdupois (expression française signifiant « marchandises de poids ») est utilisé pour le reste : produits alimentaires, colis, poids corporel et matériaux industriels. Une once troy pèse 31.1035 grammes, soit environ 10 % de plus qu’une once avoirdupois (28.3495 grammes). La livre troy (12 onces troy = 373.24 g) est en réalité plus légère que la livre avoirdupois (16 onces avoirdupois = 453.59 g), malgré ses onces plus lourdes, car la livre troy compte 12 onces contre 16 pour la livre avoirdupois.
Le cours de l’or coté à l’once désigne toujours l’once troy, distinction importante lorsqu’on compare un cours au comptant à un poids physique. Si vous achetez « 1 once » d’or à un cours au comptant donné à titre indicatif, vous recevez 31.1 grammes d’or, et non 28.3 grammes. Les métiers de la bijouterie compliquent encore les choses en utilisant le pennyweight (1 dwt = 1.555 g, 20 dwt par once troy) pour les travaux de précision. Vérifiez toujours quel système d’once est utilisé pour les métaux précieux afin d’éviter de payer trop cher ou de recevoir moins que prévu. Cette calculatrice permet de convertir facilement les unités troy, avoirdupois et métriques selon vos besoins.