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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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La température thermodynamique4. Vers une nouvelle échelle internationale de température ?
Les échelles de température se sont succédées pour apporter des améliorations substantielles à l’exactitude des mesures de températures et pour rapprocher les réalisations pratiques de la température thermodynamique. L’EIT-90 ne devrait pas déroger à cette règle, même si l’on s’accorde à dire, dans la communauté des thermométristes, que l’échelle actuelle présente très peu de défauts.
Les améliorations éventuelles de l’échelle peuvent être de plusieurs ordres :
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une meilleure exactitude de la réalisation de points fixes grâce à la maîtrise des paramètres d’influence de première importance : effet des impuretés et de la composition isotopique sur la température de changement de phase, fidélité et constance des instruments d’interpolation ou d’extrapolation (thermomètres, pyromètres), etc. ;
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l’introduction de nouveaux points fixes dans les domaines où des manques subsistent ;
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la définition de nouvelles méthodes reposant sur des thermomètres « primaires » (tels que le thermomètre acoustique aux basses températures ou celui basé sur le rayonnement de Planck) associés à quelques points fixes uniquement (y compris le point triple de l’eau et un ou deux points eutectiques métal-carbone aux environs de 2 000-2 500 ˚C).
Sans rentrer spécifiquement dans chaque domaine de températures (hautes, moyennes et basses), nous attirons l’attention, dans ce qui suit, sur les changements attendus dans le domaine de la thermométrie, et conséquemment sur une éventuelle nouvelle échelle de température.
4.1 Nouvelle définition du kelvin
L’unité de température est définie aujourd’hui par rapport au point triple de l’eau, ce qui la rend dépendante de la stabilité et de la qualité de la réalisation de ce point fixe. Nous savons aujourd’hui que la composition isotopique de l’eau peut avoir une influence sur la température du point triple non négligeable ...
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Vers une nouvelle échelle internationale de température ?
BIBLIOGRAPHIE
-
(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).
-
(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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