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Principe du
baromètre
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| Le baromètre est un instrument météorologique destiné à mesurer la pression atmosphérique . Le principe de son fonctionnement repose sur un constat physique : la pression en un point d'un fluide tel que l' air , l'eau, le mercure, etc., mesure l'intensité de la force exercée par ce fluide sur une surface d'aire unité centrée en ce point et a la même valeur quelle que soit l'orientation de cette surface ; or, si l'on choisit d'orienter celle-ci à l'horizontale, la force en question, dans un fluide au repos sous du vide, n'est autre que le poids de la colonne verticale de fluide surmontant la surface, et mesurer la pression exercée par le fluide revient donc à mesurer ce poids ou, plus généralement, le poids de la colonne de fluide surmontant une surface horizontale d'aire fixée entourant le point de mesure. Ce constat s'applique immédiatement à la pression atmosphérique exercée par l'air en chaque point de l' atmosphère ou de la surface terrestres. | |
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Le baromètre de Toricelli
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Le baromètre a été inventé en 1643 par Evangelista Torricelli.
Cet instrument simple était constitué par un tube gradué rempli de mercure
renversé dans un bassin de mercure. Torricelli s'est aperçu que le niveau
du mercure baissait dans le tube à l'approche de tempêtes et qu'à l'approche
d'une période de beau temps, le niveau montait. Au cours de périodes de
beau temps sec, le niveau de mercure se maintenait à un niveau plus élevé
que d'habitude, et que le contraire se produisait lors de périodes de
mauvais temps. Au niveau de la mer, la pression normale se situait à 760
mm de mercure (30 pouces). Les baromètres de Toricelli sont appréciés pour leur esthétique, qui en font un objet de décoration. |
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Le baromètre anéroïde
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L'idée de mesurer la pression atmosphérique en évaluant les déformations d'une boîte métallique hermétique dans laquelle a été fait au préalable le vide le plus complet possible revient à l'ingénieur mécanicien français Lucien Vidie (1805-1866) ; celui-ci expérimenta en 1843 un instrument de ce genre, logiquement appelé un baromètre anéroïde: dans ce baromètre , des ressorts empêchaient que la boîte ne s'écrase et tempéraient ainsi ses déformations, de façon qu'elles soient plus ou moins accentuées selon que la pression exercée par l' air sur les parois était plus ou moins forte. Les capsules anéroïdes (ou capsules de Vidie ) fonctionnent de nos jours suivant le même principe : ce sont de petites capsules étanches en forme de disque à parois minces, dans lesquelles le vide a été fait afin de mesurer la pression atmosphérique ; cette mesure s'effectue là aussi par l'intermédiaire d'un ressort de retenue qui s'allonge ou se contracte en fonction des déformations élastiques imposées à la capsule par les variations de la pression. Les baromètres anéroïdes courants recourent à un système mécanique d'amplification des mouvements de déformation d'une capsule, ou bien de plusieurs capsules empilées : commodes et robustes, de tels appareils conviennent non seulement à l'enregistrement en continu des variations de la pression — ils jouent alors un rôle de baromètres enregistreurs ou barographes (voir photo ci-contre)— , mais aussi à une utilisation à l'intérieur des maisons, avec des supports plus ou moins décorés. |
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Les baromètre numériques
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| Les baromètres numériques actuels, tout en se fondant sur le même principe, font appel à des phénomènes physiques spécifiques — variations de la fréquence propre d'un quartz, variations de capacité du condensateur formé par les faces de la capsule, etc. — pour convertir de manière très précise les déformations de capsules (ou de minicapsules) en signaux électriques. Ils peuvent soit indiquer par une icône, la tendance, soit jouer le rôle de barographe, avec une courbe. | |
Utilisation du baromètre |
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Pressions réelles
et relatives
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| Dans la quasi-totalité des cas, les sites géographiques
sur lesquels sont installés des baromètres se trouvent à une altitude
supérieure à 0: il est alors nécessaire d'effectuer sur
chaque baromètre un réglage qui permet de lui faire indiquer la pression
réduite au niveau de la mer au site où il est implanté: la pression relative.
En principe le vendeur du baromètre doit effectuer le réglage
avant la livraison. Pour cela, il va vous demander l'altitude du lieu
d'utilisation: en effet, plus l'altitude augmente, plus la pression diminue
et il faut en tenir compte lors du réglage. Mais si vous déménagez,
par exemple, il vous faudra à nouveau effectuer le réglage.
A cet effet, j'ai réalisé un fichier
Excel qui facilite grandement ce réglage, tout en vous permettant
également d'effectuer des conversions millimètres de mercure
vers hectoPascals (ou millibars). Au dos du baromètre anéroïde,
vous trouverez une petite vis reliée au mécanisme, qu'il
faudra tourner délicatement afin d'effectuer le réglage.
Attention de ne pas tourner trop: il vaut mieux tourner très peu,
tapoter le baromètre puis éventuellement tourner un peu
plus et surtout ne pas forcer sinon, vous risquez de détériorer
définitivement votre baromètre ! Sur un baromètre de Toricelli, le réglage se fait plus facilement: il suffit de déplacer la petite plaquette amovible (souvent les altitudes sont indiquées pour faciliter le réglage). Toutefois, ne vous inquiétez pas trop si votre baromètre est mal réglé, car même ainsi, il continuera à vous donner la même tendance. |
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Utilisation pratique
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| Il arrive parfois que des clients nous ramènent
un baromètre anéroïde en nous disant:"il ne fonctionne
pas, car, par exemple aujourd'hui, il fait beau et l'aiguille du baromètre
indique la pluie", ce à quoi je leur répond que pour
savoir le temps du jour, pas besoin d'un baromètre: il suffit d'ouvrir
la fenêtre ! En effet, le baromètre n'est utile que lorsqu'il
indique la tendance, la variation de pression par rapport à la
veille ! Il faut donc l'étalonner tous les jours, pour voir si
l'aiguille va plutôt vers le beau (augmentation de pression) ou
vers le mauvais (baisse de pression) Sur le schéma ci-dessous, vous pourrez constater qu'il y a 2 aiguilles: celle du dessus est fixée sur le verre et possède un petit bouton permettant cet étalonnage journalier; il suffit de la faire coïncider avec l'aiguille de mesure, puis de voir le lendemain dans quel sens s'est déplacé l'autre. Important: plus la variation est importante, plus le changement de temps est sûr. Sur le baromètre de Toricelli, il suffit de faire glisser le petit témoin le long de la colonne. |
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