Préfixes du Système international d'unités

Les préfixes du Système international d'unités simplifient la manipulation des valeurs numériques de grandeurs physiques qui sont beaucoup plus petites ou beaucoup plus grandes que l'unité du Système international. Ces préfixes représentent des puissances de 1 000 (10³), sauf déca- et déci- (10 et 1/10, soit 10¹ et 10⁻¹) et hecto- et centi- (100 et 1/100, soit 10² et 10⁻²).

Ces préfixes sont établis par le Bureau international des poids et mesures sous la forme de résolutions de ses conférences générales, qui se tiennent en général tous les quatre ans. Ces résolutions officialisent des préfixes préexistants ou en créent de nouveaux (pour les puissances d'exposants les plus élevés en valeur absolue).

Histoire

Les préfixes d'unité sont cités pour la première fois — de milli- à kilo- — dans un rapport du bureau des poids et mesures français de mai 1793. Ils sont adoptés officiellement dans la loi du 18 germinal an III (7 avril 1795)^[1]. Suivant les avancées dans les domaines de l'électricité et du magnétisme, la British Association for the Advancement of Science crée en 1874 le système CGS, qui comprend des préfixes allant de micro- à méga-^[2]. La création du Système international d'unités en 1960, à l'occasion de la 11^e Conférence générale des poids et mesures, fixe des règles d'utilisation pour les préfixes et les officialise de pico- à téra- ; les préfixes femto- et atto- sont définis en 1964 ; péta- et exa- en 1975 ; yocto-, zepto-, zetta- et yotta- en 1991 ; et quecto-, ronto-, ronna- et quetta- en 2022^[3],[4].

Liste

Préfixes du Système international d'unités et nombres correspondants^[5]

Préfixe[a]			Nombre correspondant
Nom	Symbole	Date	Puissance		Notation décimale	Nom du nombre
			de 10	de 1 000		Échelle longue[b]	Échelle courte
Quetta	Q	2022	1030	1 00010	1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000	Quintillion	Nonillion
Ronna	R	2022	1027	1 0009	1 000 000 000 000 000 000 000 000 000	Quadrilliard	Octillion
Yotta	Y	1991	1024	1 0008	1 000 000 000 000 000 000 000 000	Quadrillion	Septillion
Zetta	Z	1991	1021	1 0007	1 000 000 000 000 000 000 000	Trilliard	Sextillion
Exa	E	1975	1018	1 0006	1 000 000 000 000 000 000	Trillion[c]	Quintillion
Péta	P	1975	1015	1 0005	1 000 000 000 000 000	Billiard	Quadrillion
Téra	T	1960	1012	1 0004	1 000 000 000 000	Billion[c]	Trillion
Giga	G	1960	109	1 0003	1 000 000 000	Milliard	Billion
Méga	M	1960	106	1 0002	1 000 000	Million
Kilo	k	1795	103	1 0001	1 000	Millier
Hecto	h	1795	102	1 0002/3	100	Centaine
Déca	da	1795	101	1 0001/3	10	Dizaine
(aucun)	—	—	100	1 0000	1	Unité
Déci	d	1795	10−1	1 000−1/3	0,1	Dixième
Centi	c	1795	10−2	1 000−2/3	0,01	Centième
Milli	m	1795	10−3	1 000−1	0,001	Millième
Micro	µ	1960[d]	10−6	1 000−2	0,000 001	Millionième
Nano	n	1960	10−9	1 000−3	0,000 000 001	Milliardième[c]	Billionième
Pico	p	1960	10−12	1 000−4	0,000 000 000 001	Billionième	Trillionième
Femto	f	1964	10−15	1 000−5	0,000 000 000 000 001	Billiardième	Quadrillionième
Atto	a	1964	10−18	1 000−6	0,000 000 000 000 000 001	Trillionième	Quintillionième
Zepto	z	1991	10−21	1 000−7	0,000 000 000 000 000 000 001	Trilliardième	Sextillionième
Yocto	y	1991	10−24	1 000−8	0,000 000 000 000 000 000 000 001	Quadrillionième	Septillionième
Ronto	r	2022	10−27	1 000−9	0,000 000 000 000 000 000 000 000 001	Quadrilliardième	Octillionième
Quecto	q	2022	10−30	1 000−10	0,000 000 000 000 000 000 000 000 000 001	Quintillionième	Nonillionième

Exemples

• 5 cm = 5 × 10⁻² m = 5 × 0,01 m = 0,05 m
• 3 MW = 3 × 10⁶ W = 3 × 1 000 000 W = 3 000 000 W
• La masse de la Terre est d'environ 5,97 Rg (5,97 × 10²⁷ g, soit 5,97 × 10²⁴ kg)
• la masse de Jupiter est d'environ 1,90 Qg (1,90 × 10³⁰ g, soit 1,90 × 10²⁷ kg)

Étymologie et choix du symbole

Le nom et le symbole d'un nouveau préfixe se fait lors de discussions du Comité international des poids et mesures qui ont lieu à des intervalles irréguliers^[6] et qui reposent sur plusieurs principes^[7]. Depuis l'officialisation du méga- et du micro-, les préfixes multiples se terminent par la lettre « a » et les sous-multiples par la lettre « o ». Depuis zetta- et zepto-, les préfixes multiples et sous-multiples d'une même amplitude partagent le même symbole ; celui du multiple s'écrit en majuscule et celui du sous-multiples en minuscule, tandis que la lettre est choisie en remontant l'alphabet depuis le symbole du dernier préfixe choisi^[7].

Les lettres déjà utilisées couramment dans le Système international, comme « V » et « W », ne sont pas retenues pour être des symboles pour éviter les confusions, notamment avec le voltampère (VA). Les lettres « U » et « X » ont été écartées pour éviter de les confondre respectivement avec la lettre grecque mu (μ) déjà utilisée pour le préfixe micro- et la croix de multiplication. Enfin, « T » étant le symbole de téra-, sa minuscule ne peut plus être utilisée pour un nouveau préfixe^[8].

Étymologie des préfixes^[9],[10]

Multiples			Amplitude		Sous-multiples
Préfixe	Étymologie				Préfixe	Étymologie
Déca	Du grec « δέκα (deka) », « dix »		1		Déci	Du latin « decem », « dix »
Hecto	Du grec « ἑκατόν (hekaton) », « cent »		2		Centi	Du latin « centum », « cent »
Kilo	Du grec « χίλιοι (chilioi) », « mille »		3		Milli	Du latin « mille », « millier »
Méga	Du grec « μέγας (megas) », « grand »		6		Micro	Du grec « μικρός (mikros) », « petit »
Giga	Du grec « γίγας (gigas) », « géant »		9		Nano	Du grec « νάνος (nanos) », « nain »
Téra	Du grec « τέρας (teras) », « monstre »		12		Pico	De l'italien « piccolo », « petit »
Péta	Du grec « πέντε (pente) », « cinq » (1015 = 1 0005)		15		Femto	Du danois « femten », « quinze »
Exa	Du grec « ἕξ (hex) », « six » (1018 = 1 0006)		18		Atto	Du danois « atten », « dix-huit »
Zetta	Du latin « septem », « sept » (1021 = 1 0007), avec la lettre « z » pour éviter le double-emploi de la lettre « s » (seconde)[11],[9]		21		Zepto	Du latin « septem », « sept » (10−21 = 1 000−7), avec la lettre « z » pour éviter le double-emploi de la lettre « s » (seconde)[11],[9]
Yotta	Du latin « octo », « huit » (1024 = 1 0008), avec la lettre « y » pour éviter la confusion avec zéro[11]		24		Yocto	Du latin « octo », « huit » (10−24 = 1 000−8), avec la lettre « y » pour éviter la confusion avec zéro[11]
Ronna	Du grec « ἐννέα (ennéa) » et du latin « novem », « neuf », avec la lettre « r », presque inutilisée jusque là dans le Système international		27		Ronto	Du grec « ἐννέα (ennéa) » et du latin « novem », « neuf », avec la lettre « r », presque inutilisée jusque là dans le Système international
Quetta[e]	Du grec « δέκα (déka) », « dix », avec la lettre « q », inutilisée jusque là dans le Système international		30		Quecto	Du grec « δέκα (déka) », « dix », avec la lettre « q », inutilisée jusque là dans le Système international

Cas de l'informatique

En informatique, les capacités mémoires sont en général des multiples de puissances de 2. Pour cette raison, les informaticiens de la première heure avaient l'habitude d'utiliser les préfixes kilo, méga, etc., comme des puissances de 2¹⁰, soit 1 024. Toutefois la Commission électrotechnique internationale préconise, dans sa norme 60027-2, qui date de 1998, l'usage de préfixes binaires, afin d'éviter tout malentendu, même entre informaticiens^[f]. Il est donc préférable d'utiliser ces préfixes (kibi = Ki = 1 024, mébi = Mi = 1 024², gibi = Gi = 1 024³, etc., et de laisser aux préfixes SI leur sens recommandé (kilo = k = 1 000, méga = M = 1 000², giga = G = 1 000³, etc.).

Les fabricants et vendeurs de supports informatiques ne s'y sont pas trompés : ils préfèrent l'usage des préfixes SI, ce qui leur permet d'afficher des capacités apparemment plus importantes. Ainsi un disque dur d'une capacité d'un téraoctet correspondrait, avec les préfixes binaires, à une capacité de 931 gibioctets, ce qui serait moins impressionnant pour le profane (contrairement aux mémoires RAM, les capacités des disques durs ou flash ne présentent pas d'intérêt électronique à être des puissances de 2).

Anciens préfixes

Certains préfixes ont été utilisés dans d'anciennes versions du système métrique, mais ne font plus partie du Système international officiel.

Les préfixes myria (ma et alternativement myrio, pour 10 000, mo) viennent du grec μύριοι (mýrioi) dix-mille^{[12],[13],[14],[15]}.

Ces préfixes, adoptés en 1793, n'ont pas été retenus lorsque les préfixes furent fixés une première fois par la 11^e CGPM de 1960.

Anciens multiples et sous-multiples

10n	Préfixe	Symbole	Multiplicateur
104	myria[12]	ma	dix-mille
10−4	décimilli[16]	dm	dix-millième