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Auteur(s)
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Mohamed SADLI : Ingénieur au Conservatoire national des arts et métiers (CNAM), Institut national de métrologie (INM)
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La température est une grandeur intensive, ce qui rend sa mesure difficile et incite à recourir à une échelle pratique, reposant sur des phénomènes physiques répétables et aisément identifiables, permettant de la repérer.
Aujourd’hui, l’échelle en vigueur est l’échelle internationale de température de 1990 (EIT-90). Elle est le résultat de l’évolution des connaissances en thermométrie depuis la première échelle, datant de 1927, jusqu’à nos jours. Elle repose sur des points fixes de température (basés sur des transitions de phase de métaux purs), des instruments (thermomètres) et des formules d’interpolation entre les points fixes ou d’extrapolation. L’évolution dans le temps de cette échelle est inéluctable ; elle rend compte de l’amélioration de l’exactitude de la température des points fixes et tend à rapprocher la matérialisation de l’échelle de la température thermodynamique.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de oct. 1983 par André MOSER
- Version archivée 2 de avr. 1993 par Georges BONNIER
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L’échelle internationale de température de 1990 (EIT-90)2. Historique des échelles de températures
2.1 Premières approches
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La première trace d’une échelle de température dans l’Histoire remonte au médecin grec Galen (129-200) qui avait identifié huit niveaux de température lui permettant d’évaluer l’état de ses patients et l’efficacité des médicaments qu’il leur administrait. Il avait identifié des degrés de chaud et de froid ainsi qu’une température neutre à laquelle il attribua la valeur de zéro degré .
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Le premier thermomètre fut, probablement, inventé par Galilée à la fin du XVIe siècle. Il est formé d’un tube capillaire associé à un volume sphérique en verre, plongé dans un volume de liquide. Le liquide monte (respectivement descend) dans le capillaire sous l’action de l’aspiration (respectivement de la poussée) due au refroidissement (respectivement au réchauffement) du gaz contenu dans le réservoir sphérique (voir figure 1). Il s’agit plus d’une thermoscope que d’un thermomètre en réalité, car il ne comporte pas d’indication de température et permettait uniquement de repérer une baisse ou une hausse de la température. Le niveau de liquide (eau ou huile) contenu dans le capillaire, monte quand la température, et la pression, augmentent dans le volume sphérique. Deux repères de température étant fixés sur le tube, la température est interpolée entre ces points.
On notera au passage que l’effet de la pression atmosphérique sur la position du ménisque de liquide est ignoré. Ce thermomètre est néanmoins le précurseur du thermomètre à dilatation de liquide qui a montré toute son utilité bien plus tard.
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Le besoin de points fixes s’est alors fait sentir et dès 1669, H. Fabri proposa le recours à deux points fixes : le point le plus bas étant la température de la neige et le plus élevé celui de la journée...
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Historique des échelles de températures
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - RUSBY (R.L.), HUDSON (R.P.), DURIEUX (M.), GROHMANN (K.), JUNG (H.-J.), STEUR (P.P.M.), NICHOLAS (J.V.) - The status of thermodynamic thermometry. - Metrologia, 33, p. 409-414 (1996).
-
(2) - MOLDOVER (M.R.) - Can a Pressure Standard be Based on Capacitance Measurements? - Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology, 103(2), p. 167 (1998).
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(3) - MOLDOVER (M.R.), TRUSIER (J.P.M.), EDWARDS (T.J.), MEHL (J.B.), DAVIS (R.S.) - Measurement of the universal gas constant R using a spherical acoustic resonator. - J.Res. Natl. Bur. Stand. (U.S.) 93, p. 85-144 (1988).
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(4) - MOLDOVER (M.R.), TRUSIER (J.P.M.) - Metrologia - 25, p. 165-87 (1988).
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(5) - NICHOLAS (J.V.), WHITE (D.R.) - Traceable Temperatures. An Introduction to Temperature Measurement and Calibration. - 2nd ed (Chichester: Wiley) (2001).
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(6) - PRESTON-THOMAS (H.) - Metrologia...
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