Institut national des normes et de la technologie

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Le National Institute of Standards and Technology ( NIST ) est un laboratoire de sciences physiques et une agence non réglementaire du Département du commerce des États-Unis . Sa mission est de promouvoir l’innovation américaine et la compétitivité industrielle. Les activités du NIST sont organisées en programmes de laboratoire qui incluent la science et la technologie à l’échelle nanométrique , l’ingénierie, les technologies de l’information , la recherche sur les neutrons , la mesure des matériaux et la mesure physique. De 1901 à 1988, l’agence a été nommée National Bureau of Standards . [4]

Institut national des normes et de la technologie (NIST)

NIST logo.svg
Présentation de l’agence
Formé 3 mars 1901 ; Il y a 121 ans (en tant que National Bureau of Standards), est devenu NIST en 1988 ( 3 mars 1901 )
Quartier général 100 Bureau Drive
Gaithersburg, Maryland , États-Unis
39°07′59′′N 77°13′25′′O / 39.13306°N 77.22361°O / 39.13306 ; -77.22361
Employés Environ. 3 400 [1]
Budget annuel 1,03 milliard de dollars (exercice 2021) [ 2]
Dirigeant d’agence
  • Laurie E. Locascio [3] , sous-secrétaire au commerce pour les normes et la technologie et directrice du NIST
Département parent Département du Commerce
Site Internet www .nist .gov

Histoire

Arrière-plan

Les Articles de la Confédération , ratifiés par les colonies en 1781, prévoyaient :

Les États-Unis réunis en Congrès auront également le droit et le pouvoir exclusifs et exclusifs de réglementer l’alliage et la valeur des pièces frappées par leur propre autorité ou par celle des États respectifs – fixant les normes de poids et mesures dans tous les États-Unis. [5]

L’article 1, section 8, de la Constitution des États-Unis , ratifiée en 1789, accorde ces pouvoirs au nouveau Congrès : “Le Congrès aura le pouvoir… de frapper la monnaie, d’en réguler la valeur, ainsi que des pièces étrangères, et fixer l’étalon des poids et mesures”. [6]

En janvier 1790, le président George Washington , dans son premier message annuel au Congrès , a déclaré : « L’uniformité de la monnaie, des poids et des mesures des États-Unis est un objet d’une grande importance et, j’en suis persuadé, sera dûment pris en compte. .” [7] Washington a ordonné au secrétaire d’État Thomas Jefferson de préparer un plan pour établir l’uniformité dans la monnaie, les poids et les mesures des États-Unis , appelé plus tard officieusement le rapport Jefferson. [ citation nécessaire ]

Le 25 octobre 1791, Washington fit de nouveau appel au Congrès :

L’uniformité des poids et mesures du pays fait partie des objets importants que vous soumet la Constitution et si elle peut dériver d’une norme à la fois invariable et universelle, elle ne doit pas être moins honorable pour le conseil public que favorable au public. commodité. [ citation nécessaire ]

En 1821, le président John Quincy Adams a déclaré : « Les poids et mesures peuvent être classés parmi les nécessités de la vie pour chaque individu de la société humaine. [8] .

Néanmoins, ce n’est qu’en 1838 que le gouvernement des États-Unis a adopté un ensemble uniforme de normes. [6]

De 1830 à 1901, le rôle de supervision des poids et mesures était assuré par l’Office of Standard Weights and Measures, qui faisait partie de l’ US Coast and Geodetic Survey du Département du Trésor . [9] [10] [11]

Bureau des normes (1901-1988)

En 1901, en réponse à un projet de loi proposé par le membre du Congrès James H. Southard (R, Ohio), le National Bureau of Standards a été fondé avec pour mandat de fournir des poids et mesures standard et de servir de laboratoire physique national pour les États-Unis. . (Southard avait auparavant parrainé un projet de loi pour la conversion métrique des États-Unis.) [12]

Tableau des activités du NBS, 1915

Le président Theodore Roosevelt a nommé Samuel W. Stratton comme premier directeur. Le budget pour la première année de fonctionnement était de 40 000 $. Le Bureau a pris la garde des copies des barres de kilogramme et de mètre qui étaient les normes pour les mesures américaines et a mis en place un programme pour fournir des services de métrologie aux utilisateurs scientifiques et commerciaux des États-Unis. Un site de laboratoire a été construit à Washington, DC , et des instruments ont été acquis auprès des laboratoires nationaux de physique d’Europe. En plus des poids et mesures, le Bureau a développé des instruments pour les unités électriques et pour la mesure de la lumière. En 1905, une réunion a été convoquée qui serait la première “Conférence nationale sur les poids et mesures”.

Initialement conçu comme une agence purement métrologique, le Bureau of Standards a été dirigé par Herbert Hoover pour créer des divisions chargées d’élaborer des normes commerciales pour les matériaux et les produits. [12] page 133 Certaines de ces normes concernaient des produits destinés à l’usage du gouvernement, mais les normes de produits affectaient également la consommation du secteur privé. Des normes de qualité ont été élaborées pour des produits tels que certains types de vêtements, les systèmes de freinage et les phares automobiles, l’ antigel et la sécurité électrique. Pendant la Première Guerre mondiale , le Bureau a travaillé sur de multiples problèmes liés à la production de guerre, exploitant même sa propre installation pour produire du verre optique lorsque les approvisionnements européens étaient coupés. Entre les guerres,Harry Diamond du Bureau a développé un système d’atterrissage d’aéronef radio à approche aveugle . Pendant la Seconde Guerre mondiale, la recherche et le développement militaires ont été menés, y compris le développement de méthodes de prévision de propagation radio , la fusée de proximité et la cellule standardisée utilisée à l’origine pour le projet Pigeon , et peu de temps après la bombe guidée anti-navire Bat à guidage radar autonome et le Famille Kingfisher de missiles porteurs de torpilles.

Un Spectromètre de masse utilisé au NBS en 1948.

En 1948, financé par l’US Air Force, le Bureau a commencé la conception et la construction du SEAC , le Standards Eastern Automatic Computer. L’ordinateur est entré en service en mai 1950 en utilisant une combinaison de tubes à vide et de logique à diode à semi-conducteurs. À peu près au même moment, le Standards Western Automatic Computer , a été construit au bureau de Los Angeles du NBS par Harry Huskey et utilisé pour la recherche là-bas. Une version mobile, DYSEAC , a été construite pour le Signal Corps en 1954.

Institut national des normes et de la technologie (depuis 1988)

En raison d’une mission changeante, le “Bureau national des normes” est devenu le “Institut national des normes et de la technologie” en 1988. [9]

Après le 11 septembre 2001, le NIST a mené l’enquête officielle sur l’ effondrement des bâtiments du World Trade Center .

À la suite de l’ effondrement de l’immeuble en copropriété Surfside en 2021 , le NIST a envoyé des ingénieurs sur le site pour enquêter sur la cause de l’effondrement. [13]

En 2019, le NIST a lancé un programme nommé NIST on a Chip pour réduire la taille des instruments des machines de laboratoire à la taille des puces. Les applications incluent les essais d’aéronefs, la communication avec des satellites à des fins de navigation, ainsi que la température et la pression. [14]

Constitution

Le NIST, connu entre 1901 et 1988 sous le nom de National Bureau of Standards (NBS), est un Laboratoire d’étalons de mesure , également connu sous le nom de National Metrological Institute (NMI), qui est une agence non réglementaire du Département du commerce des États-Unis . La mission officielle de l’institut est de : [15]

Promouvoir l’innovation et la compétitivité industrielle des États-Unis en faisant progresser la science , les normes et la technologie de mesure de manière à renforcer la sécurité économique et à améliorer notre qualité de vie .

—NIST _

Le NIST avait un budget de fonctionnement pour l’exercice 2007 (1er octobre 2006 – 30 septembre 2007) d’environ 843,3 millions de dollars. Le budget 2009 du NIST était de 992 millions de dollars, et il a également reçu 610 millions de dollars dans le cadre de l’ American Recovery and Reinvestment Act . [16] Le NIST emploie environ 2 900 scientifiques, ingénieurs, techniciens et personnel de soutien et administratif. Environ 1 800 associés du NIST (chercheurs et ingénieurs invités d’entreprises américaines et de pays étrangers) complètent l’équipe. De plus, le NIST s’associe à 1 400 spécialistes de la fabrication et au personnel de près de 350 centres affiliés à travers le pays. Le NIST publie le Handbook 44qui fournit les “Spécifications, tolérances et autres exigences techniques pour les appareils de pesage et de mesure”.

Système métrique

Le Congrès de 1866 a fait de l’utilisation du système métrique dans le commerce une activité légalement protégée par l’adoption de la loi métrique de 1866 . [17] Le 20 mai 1875, 17 pays sur 20 ont signé un document connu sous le nom de Convention métrique ou Traité du mètre , qui a établi le Bureau international des poids et mesures sous le contrôle d’un comité international élu par la Conférence générale sur les poids et mesures . [18]

Organisme

Complexe de laboratoire de mesure avancée à Gaithersburg Vue aérienne du campus de Gaithersburg en 2019 Laboratoires Boulder

Le NIST a son siège social à Gaithersburg, Maryland , et exploite une installation à Boulder, Colorado , qui a été consacrée par le président Eisenhower en 1954. [19] [20] [21] Les activités du NIST sont organisées en programmes de laboratoire et programmes extra-muros. À compter du 1er octobre 2010, le NIST a été réaligné en réduisant le nombre d’unités de laboratoire du NIST de dix à six. [22] Les laboratoires du NIST comprennent : [23]

  • Laboratoire des technologies des communications (CTL) [24]
  • Laboratoire d’ingénierie (EL) [25]
  • Laboratoire des technologies de l’information (ITL) [26]
  • Centre de recherche sur les neutrons (NCNR) [27]
  • Laboratoire de mesure des matériaux (LMM) [28]
  • Laboratoire de mesures physiques (PML) [29]

Les programmes extra-muros comprennent :

  • Hollings Manufacturing Extension Partnership (MEP), [30] un réseau national de centres pour aider les petits et moyens fabricants à créer et à conserver des emplois, à améliorer l’efficacité et à minimiser les déchets grâce à l’amélioration des processus et à accroître la pénétration du marché grâce à des stratégies d’innovation et de croissance ;
  • Technology Innovation Program (TIP), un programme de subventions où le NIST et les partenaires de l’industrie partagent les coûts du développement précoce de technologies innovantes mais à haut risque ;
  • Baldrige Performance Excellence Program, qui administre le Malcolm Baldrige National Quality Award , la plus haute distinction du pays pour la performance et l’excellence en affaires.

Les laboratoires Boulder du NIST sont surtout connus pour le NIST‐F1 , qui abrite une horloge atomique . Le NIST‐F1 sert de source de l’heure officielle du pays. À partir de sa mesure de la fréquence de résonance naturelle du Césium – qui définit la seconde – le NIST diffuse des signaux horaires via la Station de radio à ondes longues WWVB près de Fort Collins , Colorado, et les stations de radio à Ondes courtes WWV et WWVH , situées près de Fort Collins et Kekaha, Hawaï , respectivement. [31]

Le NIST exploite également une installation utilisateur de la science neutronique : le NIST Center for Neutron Research (NCNR). Le NCNR permet aux scientifiques d’accéder à une variété d’ instruments de diffusion neutronique , qu’ils utilisent dans de nombreux domaines de recherche (science des matériaux, piles à combustible, biotechnologies, etc.).

L’installation de rayonnement ultraviolet synchrotron SURF III est une source de rayonnement synchrotron , en fonctionnement continu depuis 1961. SURF III sert désormais de norme nationale américaine pour la radiométrie basée sur la source dans tout le spectre optique généralisé. Tous les instruments d’observation de l’ultraviolet extrême de la NASA sont calibrés au SURF depuis les années 1970, et le SURF est utilisé pour la mesure et la caractérisation des systèmes de lithographie dans l’ultraviolet extrême .

Le Centre pour la science et la technologie à l’échelle nanométrique (CNST) effectue des recherches en nanotechnologie , à la fois par le biais d’efforts de recherche internes et en gérant une installation de nanofabrication en salle blanche accessible aux utilisateurs . Ce “NanoFab” est équipé d’outils de lithographie et d’imagerie (par exemple, des Microscopes électroniques et des microscopes à force atomique ).

Comités

Le NIST a sept comités permanents :

  • Comité d’élaboration des directives techniques (TGDC)
  • Comité consultatif sur la réduction des risques sismiques (ACEHR)
  • Comité consultatif de l’équipe nationale de sécurité dans la construction (comité consultatif du NCST)
  • Conseil consultatif sur la sécurité de l’information et la confidentialité (ISPAB)
  • Comité de visite sur les technologies avancées (VCAT)
  • Conseil de surveillance du Malcolm Baldrige National Quality Award (Conseil de surveillance du MBNQ)
  • Conseil consultatif national du Partenariat pour l’extension de la fabrication (MEPNAB)

Projets

Un logo NIST de 40 nm de large composé d’atomes de cobalt

Mesures et normes

Dans le cadre de sa mission, le NIST fournit à l’industrie, aux universités, au gouvernement et à d’autres utilisateurs plus de 1 300 matériaux de référence standard (SRM). Ces artefacts sont certifiés comme ayant des caractéristiques ou un contenu de composants spécifiques, utilisés comme normes d’étalonnage pour les équipements et procédures de mesure, les références de contrôle qualité pour les processus industriels et les échantillons de contrôle expérimentaux.

Manuel 44

Le NIST publie le Handbook 44 chaque année après la réunion annuelle de la Conférence nationale sur les poids et mesures (NCWM). Chaque édition est développée grâce à la coopération du Comité des spécifications et des tolérances du NCWM et de la Division des poids et mesures (WMD) du NIST. Le but du livre est une réalisation partielle de la responsabilité statutaire de “coopération avec les États pour assurer l’uniformité des lois sur les poids et mesures et des méthodes d’inspection”.

Le NIST publie diverses formes de ce qui est maintenant le Handbook 44 depuis 1918 et a commencé à être publié sous le nom actuel en 1949. L’édition 2010 est conforme au concept de l’utilisation principale des mesures SI (métriques) recommandées par l’ Omnibus Foreign Trade and Loi sur la compétitivité de 1988 . [32] [33]

La sécurité intérieure

Le NIST élabore des normes de documents d’identité à l’échelle du gouvernement pour les employés et les sous-traitants fédéraux afin d’empêcher les personnes non autorisées d’accéder aux bâtiments et aux systèmes informatiques du gouvernement. [ citation nécessaire ]

Enquête sur l’effondrement du World Trade Center

En 2002, la loi sur l’équipe nationale de sécurité dans la construction a mandaté le NIST pour mener une enquête sur l’ effondrement des bâtiments 1 et 2 du World Trade Center et du 7 World Trade Center de 47 étages. L'”enquête sur l’effondrement du World Trade Center”, dirigée par l’enquêteur principal Shyam Sunder, [34] couvrait trois aspects, dont un bâtiment technique et la sécurité incendieenquête pour étudier les facteurs contribuant à la cause probable des effondrements des tours du WTC (WTC 1 et 2) et du WTC 7. Le NIST a également établi un programme de recherche et développement pour fournir la base technique pour l’amélioration des codes, des normes et des normes de construction et d’incendie. pratiques, et un programme de diffusion et d’assistance technique pour engager les dirigeants de la communauté de la construction et de la construction dans la mise en œuvre des changements proposés aux pratiques, normes et codes. Le NIST fournit également des conseils et des outils pratiques pour mieux préparer les propriétaires d’installations, les entrepreneurs, les architectes, les ingénieurs, les intervenants d’urgence et les autorités réglementaires à répondre aux futures catastrophes. La partie enquête du plan d’intervention s’est achevée avec la publication du rapport final sur le 7 World Trade Center le 20 novembre 2008.[35]

Technologie électorale

Le NIST travaille en collaboration avec le Comité de développement des directives techniques de la Commission d’ assistance électorale pour développer les directives du système de vote volontaire pour les machines à voter et d’autres technologies électorales.

Cadre de cybersécurité

En février 2014, le NIST a publié le NIST Cybersecurity Framework qui sert de guide volontaire aux organisations pour gérer et réduire les risques de cybersécurité. [36] Il a ensuite été modifié et la version 1.1 a été publiée en avril 2018. [37] Le décret 13800, Renforcement de la cybersécurité des réseaux fédéraux et des infrastructures critiques, a rendu le cadre obligatoire pour les agences du gouvernement fédéral américain. [36]

Personnes

Quatre chercheurs scientifiques du NIST ont reçu des prix Nobel pour leurs travaux en physique : William Daniel Phillips en 1997, Eric Allin Cornell en 2001, John Lewis Hall en 2005 et David Jeffrey Wineland en 2012, soit le plus grand nombre de laboratoires du gouvernement américain. Tous les quatre ont été reconnus pour leurs travaux liés au refroidissement des atomes par laser, qui est directement lié au développement et à l’avancement de l’horloge atomique. En 2011, Dan Shechtman a reçu le prix Nobel de chimie pour ses travaux sur les quasi- cristaux dans la division Métallurgie de 1982 à 1984. De plus,John Werner Cahn a reçu le prix Kyoto 2011 pour la science des matériaux, et la National Medal of Science a été décernée aux chercheurs du NIST Cahn (1998) et Wineland (2007). Parmi les autres personnes notables qui ont travaillé au NBS ou au NIST, citons:

  • Milton Abramowitz
  • James Sacra Albus
  • David W. Allan
  • Kathryn Bières
  • Norman Bekkedahl
  • Julie Borchers
  • Ferdinand Graft Brickwedde
  • Lyman James Briggs
  • Edgar Buckingham
  • John M. Butler
  • Guillaume Weber Coblentz
  • Ronald Collé
  • Philip J. Davis
  • Marla Dowell
  • Hugh Latimer Dryden
  • Jack R. Edmonds
  • Ugo Fano
  • Charlotte Froese Fischer
  • Fougère Y Hunt
  • Tim Foecke
  • Jean Cantius Garand
  • Katharine Blodgett Gebbie
  • Nada Golmie
  • Douglas Rayner Hartree
  • Magnus Rudolf Hestenes
  • Marcia Huber
  • Marilyn E. Jacox
  • Deborah S.Jin
  • John Kelsey
  • Russel A. Kirsch
  • Cornélius Lanczos
  • Wilfrid Basil Man
  • Guillaume Clyde Martin
  • Willie E. May
  • Guillaume Frederick Meggers
  • Christopher Roy Monroe
  • James G. Nell
  • Franck William John Olver
  • Anne Plante
  • E. Ward Plummer
  • Jacob Rabinow
  • Ana Maria Rey
  • Richard J. Saykally
  • Charlotte Emma Moore Sitterly
  • Irène Ann Stegun
  • William C. Pierre
  • Winnie Wong-Ng
  • Helen M. Bois
  • Ellen Voorhees

Directeurs

Depuis 1989, le directeur du NIST est nommé par le président et est confirmé par le Sénat des États-Unis , [38] et depuis cette année-là, le mandat moyen des directeurs du NIST est passé de 11 ans à 2 ans. Depuis la réorganisation du NIST en 2011, le directeur détient également le titre de sous-secrétaire au commerce pour les normes et la technologie. Quinze personnes ont officiellement occupé le poste (en plus de quatre administrateurs par intérim qui ont siégé à titre temporaire).

Brevets

Le NIST détient des brevets au nom du gouvernement fédéral des États-Unis , [39] avec au moins l’un d’entre eux étant dépositaire pour protéger l’utilisation du domaine public, comme un pour une horloge atomique à l’échelle de la puce , développé par une équipe du NIST dans le cadre d’un concours DARPA . [40]

Controverse concernant la norme NIST SP 800-90

En septembre 2013, The Guardian et The New York Times ont rapporté que le NIST avait autorisé la National Security Agency (NSA) à insérer un générateur de nombres pseudo-aléatoires cryptographiquement sécurisé appelé Dual EC DRBG dans la norme NIST SP 800-90 qui avait une porte dérobée kleptographique que la NSA peut utiliser pour prédire secrètement les sorties futures de ce générateur de nombres pseudo -aléatoires permettant ainsi le décryptage subreptice des données. [41] Les deux articles rapportent [42] [43]que la NSA a travaillé secrètement pour faire approuver sa propre version de SP 800-90 pour une utilisation mondiale en 2006. Le document de dénonciation déclare que « finalement, la NSA est devenue le seul éditeur ». Les rapports confirment les soupçons et les motifs techniques soulevés publiquement par les cryptographes en 2007 selon lesquels l’EC-DRBG pourrait contenir une porte dérobée kleptographique (peut-être placée dans la norme par la NSA). [44]

Le NIST a répondu aux allégations, déclarant que “le NIST s’efforce de publier les normes cryptographiques les plus strictes possibles” et qu’il utilise “un processus public transparent pour vérifier rigoureusement nos normes recommandées”. [45] L’agence a déclaré qu ‘”il y a eu une certaine confusion sur le processus d’élaboration des normes et le rôle des différentes organisations dans celui-ci … L’Agence de sécurité nationale (NSA) participe au processus de cryptographie du NIST en raison de son expertise reconnue. Le NIST est également requis par la loi de consulter la NSA.” [46]Reconnaissant les préoccupations exprimées, l’agence a rouvert la période de consultation publique pour les publications SP800-90, promettant que “si des vulnérabilités sont découvertes dans ces normes ou dans toute autre norme NIST, nous travaillerons avec la communauté cryptographique pour y remédier le plus rapidement possible”. [47] En raison de l’inquiétude du public concernant cette attaque de cryptovirologie , le NIST a annulé l’algorithme EC-DRBG de la norme NIST SP 800-90. [48]

Ouvrages

pdf

  • Le Journal of Research du National Institute of Standards and Technology est la revue scientifique phare du NIST. Il est publié depuis 1904.
  • Publié pour la première fois en 1972, le Journal of Physical and Chemical Reference Data est une coentreprise de l’ American Institute of Physics et du National Institute of Standards and Technology.

Voir également

  • AD-X2
  • Processus standard de chiffrement avancé
  • Bibliothèque numérique de fonctions mathématiques (DLMF)
  • Prix ​​Arthur S. Flemming
  • Base de données sur la structure cristalline inorganique
  • Organisation internationale de normalisation (ISO)
    • ISO/IEC 17025 – utilisé par les laboratoires d’essais et d’étalonnage
  • Système international d’unités , voir Bureau international des poids et mesures
  • Grand défi biométrique multiple
  • Laboratoire national de physique (Royaume-Uni)
  • Bibliothèque nationale de référence des logiciels
  • Manuel NIST des fonctions mathématiques
  • Concours de fonctions de hachage NIST
  • Prix ​​Samuel Wesley Stratton
  • Groupe de travail scientifique
  • Panneau d’interopérabilité du réseau intelligent
  • Archives de rapports techniques et bibliothèque d’images pour les séries numérisées NIS
  • WWV (radio)
  • Banc d’essai de bâtiment cybernétique virtuel

Références

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  • Les rapports techniques historiques du Bureau national des normes (et d’autres agences fédérales) sont disponibles dans les archives de rapports techniques et la bibliothèque d’images (TRAIL)
  • Smithsonian Institution Press, 1978, Smithsonian Studies in History and Technology, Number 40: United States Standards of Weights and Measures, Their Creation and Creators, par Arthur H. Frazier
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