Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
La mesure de température recquiert une réflexion en amont, permettant de déterminer une chaîne de mesure. Ce choix de la chaîne de mesure se fait à partir de deux données : tout d’abord, la mise en évidence du problème que la mesure de température tente de résoudre ; puis en fonction des conditions et des contraintes constatées, le choix des instruments adaptés à cette mesure. Cet article rappelle en quelques définitions les notions de température et d’énergie thermique, mais aussi les diverses formes de transfert de cette énergie, indispensables à la compréhension du procédé. Est ensuite fourni un guide complet des principales questions qu’il est nécessaire de se poser avant une mesure, pour une bonne utilisation des instruments et la garantie d’un résultat satisfaisant.
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Temperature measurement requires an upstream reflection in order to determine a measurement chain. The choice of a measurement chain is based upon two sets of data: the identification of the issue that the temperature measurement attempts to address and the choice of the instruments adapted to this measurement according to the observed conditions and constraints. This article recalls, with a couple of definitions, the notions of temperature and thermal energy which are essential to the understanding of the process. It then provides an exhaustive list of the questions which have to be asked before proceeding to a measurement in order to ensure the sound usage of the instruments and a satisfactory result.
Auteur(s)
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Jacques ROGEZ : Ingénieur de l'École Nationale Supérieure d'Électrochimie et d'Électrométallurgie de Grenoble - Docteur ès sciences - Directeur de Recherche CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique) à l'Institut des Matériaux, de Microélectronique et des Nanosciences de Provence (Marseille)
-
Jean le coze : Ingénieur civil des Mines - Docteur ès sciences - Professeur à l'École Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne
INTRODUCTION
Avant de passer à la mesure de température elle-même, il est bon de se poser un certain nombre de questions et d'y répondre au mieux. Le choix d'une chaîne de mesure comprend deux étapes : d'abord bien cerner le problème que la mesure de la température permettra de résoudre en définissant les conditions de cette mesure. Ensuite, choisir l'instrument qui permettra le meilleur compromis parmi les diverses contraintes. Après le rappel de quelques définitions succinctes mais indispensables à la compréhension du fonctionnement des instruments de mesure de la température et de leur bonne utilisation, cet article fournira un guide des principales questions qu'il faut se poser avant la mesure.
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Diverses formes de transfert de l'énergie thermique1. Température et énergie thermique
1.1 Relation température-énergie
La métrologie des températures, à l'évidence une des plus utiles qui soit, est une illustration extraordinaire de la nécessité de compréhension fondamentale rationnelle des phénomènes qui sont souvent d'abord appréhendés par nos sens. Communément, la notion de « température » nous apparaît avec celle de chaud et de froid. Les premiers « thermoscopes » étaient d'ailleurs gradués en domaines « très chaud, chaud, tempéré, froid et très froid » [1] [2] [7].
En thermodynamique, la température fut introduite en 1824 avec la notion de « machine thermique parfaite » décrite par un cycle de Carnot, où un rapport de températures est défini par un rapport d'énergies. La thermodynamique abstraite, que l'on peut déduire des principes, décrit les phénomènes mais ne les explique pas ; la structure de la matière elle-même peut être ignorée.
La physique statistique a une démarche différente et fait apparaître certaines grandeurs, telles que l'énergie et l'entropie, de manière plus concrète. En physique statistique, la température thermodynamique T n'intervient que sous la forme du produit kT (k constante de Boltzmann). C'est un paramètre d'essence purement mathématique, permettant de décrire la distribution de l'énergie thermique parmi les différents degrés de liberté associés au système étudié [3]. Le produit kT a la dimension d'une énergie ; par conséquent, si l'on pose que k est sans dimension et égal à 1, la mesure de la température sera une énergie. Cette démarche aboutit au même...
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Température et énergie thermique
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LAISSUS (J.) - Thermométrie et pyrométrie. Voyage dans le passé. - Mesures, p. 82, oct. 1965.
-
(2) - DANLOUX-DUMESNILS (M.) - Du thermomètre de Florence au thermomètre de Lyon. - Mesures, p. 1023, sept. 1961.
-
(3) - LANDAU (L.), LIFCHITZ (E.) - Physique statistique. - Éd. MIR., Moscou, 1e édition, 1967, Ellipses (1994).
-
(4) - ATKINS (P.W.) - Chaleur et désordre, le deuxième principe de la thermodynamique. - L'univers des sciences. Bibliothèque Pour la Science. Belin (1999).
-
(5) - DE RYCKER (H.) - Chaleur et entropie, démystification de la notion d'entropie. - Vaillant-Cannanne SA Liège (1976).
-
(6) - * - Comité international des poids et mesures. Comité consultatif de thermométrie ( CCT) – 8e Session –...
1 À lire également dans nos bases
CABANNES (F.) - Pyrométrie optique. - [R 2 610] Base documentaire Archives Analyse/mesures (1990).
PAJANI (D.) - Thermographie – Principes et mesure. - [R 2 740] Base documentaire Mesures physiques (2001).
MOUTET (A.) - CRABOL (J.) - NADAUD (L.) - Températures des gaz et des flammes. - [R 2 750] Base documentaire Archives Analyse/mesures (1974).
MOSER (A.) - Échelles thermométriques. - [R 2 510 _10_1983] Base documentaire Archives Analyse/mesures (1983).
SADLI (M.) - L'échelle internationale de température: EIT-90. - [R 2 510] Base documentaire Mesures physiques (2006).
ROGEZ - LE COZE (J.) - Étalonnage et vérification des thermomètres. - [R 2 520] Base documentaire Mesures physiques (1988).
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