Principe de base de l'équilibre

La balance est un instrument couramment utilisé en laboratoire. Elle sert à mesurer la masse d'un objet. Son fonctionnement repose sur le principe du levier. À chaque extrémité du levier se trouve un plateau. Une masse est placée à l'une des extrémités, l'objet à peser à l'autre, et un indicateur au centre du levier. Lorsque les deux extrémités sont en équilibre, leurs masses (poids) sont égales. Ces principes sont bien connus des physiciens. Les balances modernes sont de plus en plus sophistiquées, sensibles et diversifiées. On distingue notamment les balances ordinaires, les balances analytiques , les balances analytiques à précision constante, les balances microanalytiques, les balances semi-microanalytiques, etc.

Il convient de noter que la balance n'a pas évolué jusqu'à devenir ce qu'elle est aujourd'hui. Son développement est loin d'être terminé ! L'invention de la balance remonte à une époque très ancienne. Elle trouve son origine dans les plantes aquatiques abondantes du delta du Nil en Égypte, très semblables aux roseaux poussant dans les zones humides de Chine. Les tiges sont écorcées et découpées couche par couche, permettant ainsi l'écriture. Ce type de support est appelé papyrus. Le papier utilisé dans les textes de nombreux pays européens est issu du latin papyrus. Les livres écrits sur papyrus sont des textes en écriture cursive, devenus un document historique important de l'Égypte antique. La situation de l'Égypte antique telle que nous la connaissons aujourd'hui, notamment le développement historique des sciences et des techniques, provient en grande partie des écrits sur papyrus. Bien entendu, le texte en écriture cursive n'est pas un texte moderne, mais une écriture hiéroglyphique déchiffrée par de nombreux experts. Selon cette écriture, les Égyptiens utilisaient déjà la balance dès 1500 avant J.-C., tandis que d'autres avancent une estimation plus ancienne, vers 5000 avant J.-C. Bien que la balance de l'Égypte antique soit très rudimentaire, elle présente les contours d'une balance moderne et est devenue le prototype de la balance moderne.

Balance électronique

La balance utilisée par les anciens Égyptiens se composait d'une tige verticale percée en son centre, traversée par une corde à laquelle étaient suspendues des plateaux à chaque extrémité. Ce type de balance a perduré jusqu'à l'apparition, vers 500 av. J.-C., de la « tige » romaine. Cette tige était censée se déplacer pour maintenir l'équilibre avec le poids de l'objet à peser. En réalité, l'extrémité mobile de la balance (appelée « extrémité de pesée ») était fixe. L'avantage résidait dans la simplicité de fabrication : il suffisait d'un plateau et plusieurs poids d'étalonnage étaient nécessaires. On utilisait également une tige pour suspendre un plateau à une corde, elle-même reliée à une autre corde. La forme de base était identique à celle de la balance, à la différence qu'une extrémité était mobile.

Lors de l'utilisation d'une balance à fléau, suspendre une plaque à l'aide d'une corde s'avère fastidieux et peu pratique. C'est pourquoi certains cherchent à se débarrasser de cette corde encombrante. Au milieu du XVIIe siècle, le mathématicien français Lobel Barr invente la balance à palette oscillante. Cette invention représente une avancée majeure par rapport à l'ancienne balance à fléau. Aujourd'hui encore, la balance à palette est largement utilisée.

Il convient de souligner que l'invention de la balance à palette n'a pas entraîné la disparition de la balance suspendue. Au contraire, cette dernière a non seulement continué d'être utilisée, notamment par les scientifiques, mais elle a également fait l'objet d'améliorations constantes, devenant ainsi la balance de précision la plus répandue de nos jours. La plupart des balances suspendues sont des balances à plateau, tandis que la balance à plateau est plus courante dans la production et la vie quotidienne. En sciences, elle est principalement utilisée pour des pesées ne nécessitant pas une précision absolue.