| Centimètres (cm) | Nanomètres (nm) |
|---|---|
| 1 Centimètre | 10000000 nm |
| 2 Centimètres | 20000000 nm |
| 3 Centimètres | 30000000 nm |
| 4 Centimètres | 40000000 nm |
| 5 Centimètres | 50000000 nm |
| 10 Centimètres | 100000000 nm |
| 20 Centimètres | 200000000 nm |
| 25 Centimètres | 250000000 nm |
| 50 Centimètres | 500000000 nm |
| 100 Centimètres | 1000000000 nm |
| Référence | Centimètres (cm) | Nanomètres (nm) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (long side) | 29.7 cm | 297000000 nm |
| Average adult human height | 170 cm | 1.7 × 109 nm |
| A football pitch (length) | 10500 cm | 1.05 × 1011 nm |
| A marathon | 4219500 cm | 4.2195 × 1013 nm |
| Height of Mount Everest | 884900 cm | 8.849 × 1012 nm |
Le centimètre est le centième du mètre ; on l’écrit cm. Parmi les sous-multiples du système métrique, c’est celui auquel on recourt le plus spontanément au quotidien : il couvre la gamme des objets assez petits pour tenir dans la main mais trop grands pour être commodément mesurés en millimètres.
La mesure du corps en est l’usage le plus courant. La taille, le tour de taille, le tour de poitrine et la longueur de jambe s’expriment en centimètres presque partout, et les tailles de vêtements en découlent. Les courbes de croissance des enfants reportent la taille et le périmètre crânien en centimètres selon l’âge. Les cumuls de pluie sur de longues périodes, l’épaisseur de neige et les dimensions des meubles ou des bagages s’indiquent de la même façon.
L’unité a joué un rôle officiel en science pendant près d’un siècle. Le système CGS, adopté en 1874 par l’Association britannique pour l’avancement des sciences, prenait le centimètre comme unité de base de longueur. Des unités CGS comme l’erg, la dyne et le gauss furent courantes en physique jusqu’à ce que le système mètre-kilogramme-seconde les supplante, le SI remplaçant formellement le CGS en 1960. Quelques unités CGS subsistent en astronomie et dans certains domaines de l’électromagnétisme.
Le volume en découle naturellement. Un centimètre cube, noté cm3 ou cc, vaut exactement un millilitre. La cylindrée des moteurs s’exprime souvent en centimètres cubes, en particulier pour les motos, et les seringues médicales portent la même graduation.
Malgré son utilité, le centimètre s’intègre mal à la pratique de l’ingénierie. Les dessins techniques privilégient le millimètre précisément pour éviter de mêler des unités séparées d’un facteur dix : une virgule mal placée entre les deux constitue une erreur plausible et coûteuse.
Les échelles cartographiques rendent l’unité explicite. Une carte au 1/25 000 signifie qu’un centimètre sur le papier représente 25 000 centimètres sur le terrain, soit 250 mètres ; quatre centimètres couvrent donc un kilomètre. Randonneurs et pratiquants de course d’orientation utilisent ce rapport en permanence, et c’est l’une des illustrations les plus nettes de l’intérêt d’un système décimal : passer d’une échelle à l’autre revient à déplacer une virgule.
Deux longueurs d’onde bien connues tombent dans cette plage et en portent le nom. L’hydrogène neutre rayonne à 21 centimètres, raie prédite en 1944 et détectée sept ans plus tard, et comme l’hydrogène emplit la galaxie cette seule longueur d’onde a cartographié les bras spiraux de la Voie lactée et les courbes de rotation qui signalèrent d’abord la matière noire. Les fours à micro-ondes domestiques travaillent à 12,2 centimètres, choisis dans une bande réservée aux usages industriels et médicaux et non pour quelque résonance particulière avec l’eau. Dans les deux cas le centimètre est l’unité naturelle parce que l’onde a la taille d’une main.
Un centimètre équivaut à 10 millimètres ou 0,01 mètre, et vaut très précisément 0,3937 pouce environ.
Le nanomètre est le milliardième du mètre. Il se forme en appliquant au mètre le préfixe SI nano, qui vaut 10-9, et s’écrit nm. Le préfixe vient du grec nanos, qui signifie nain.
C’est l’échelle de travail de l’optique et de l’électronique modernes. La lumière visible s’étend d’environ 380 nm du côté violet à 750 nm du côté rouge, ce qui fait du nanomètre l’unité usuelle pour décrire la couleur en termes physiques. Un pointeur laser émettant à 532 nm est vert ; à 650 nm, il est rouge. L’ultraviolet se situe en dessous de 380 nm et l’infrarouge au-dessus de 750 nm.
La biologie y recourt en permanence. La double hélice de l’ADN mesure environ 2 nm de large. Un virus courant fait entre 20 et 300 nm. Les membranes cellulaires ont une épaisseur d’environ 7 nm. Ces dimensions se situent sous la résolution des microscopes optiques classiques, limitée par la longueur d’onde de la lumière elle-même à quelque 200 nm.
La fabrication des semi-conducteurs a fait connaître le nanomètre en dehors des sciences. Les nœuds de gravure ont été désignés par 90 nm, 45 nm, 14 nm, 5 nm et moins encore. Ce chiffre ne correspond plus à aucune dimension mesurable précise sur la puce : il est devenu une appellation commerciale plutôt qu’une grandeur physique, même si les structures sous-jacentes se comptent bien en nanomètres. La grille d’un transistor moderne fait quelques dizaines d’atomes de large.
La nanotechnologie tire son nom de l’unité et couvre par convention les structures comprises entre 1 et 100 nm. Les matériaux s’y comportent souvent différemment, car les effets de surface l’emportent alors sur les propriétés de la masse.
Mesurer à cette échelle exige des instruments qui ne reposent pas sur la lumière visible. Les microscopes électroniques résolvent des détails inférieurs au nanomètre grâce à des électrons, dont la longueur d’onde effective est bien plus courte que celle de la lumière. Les microscopes à force atomique procèdent autrement : ils traînent une pointe fine sur la surface et enregistrent sa déflexion. Tous deux ont été déterminants pour l’essor des nanotechnologies, car un domaine progresse difficilement tant que son objet demeure invisible.
Un nanomètre équivaut à 10 ångströms, 1000 picomètres ou 0,001 micromètre. Une feuille de papier fait environ 100 000 nm d’épaisseur.