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Auteur(s)
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Paul RIÉTY : Ancien élève de l’École Polytechnique - Chef de Service à l’Institut National de Métrologie du Conservatoire National des Arts et Métiers
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Lire l’articleINTRODUCTION
La détermination de la pression atmosphérique à l’aide d’un baromètre à mercure nécessite un certain nombre de corrections pour tenir compte, comme nous le verrons par la suite, de différents facteurs d’influence (température, accélération de la pesanteur, etc.). C’est ainsi qu’autrefois, lorsqu’on ne disposait pas facilement de moyens de calcul précis, on utilisait des tables qui permettaient, moyennant une interpolation, de déterminer les valeurs de ces différentes corrections.
Actuellement, il paraît plus simple, et c’est le but de cet article, de déterminer directement la valeur de la pression atmosphérique à partir des lectures effectuées sur un baromètre à mercure, en fonction des divers paramètres d’environnement. On dispose en effet maintenant de calculettes qui permettent d’obtenir le résultat très facilement et avec toute l’exactitude souhaitée.
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4. Accélération de la pesanteur
L’accélération de la pesanteur g varie principalement en fonction de la latitude, mais également de l’altitude et même localement en fonction de la présence d’obstacles importants dans le voisinage immédiat (blocs de béton par exemple) ou à distance (montagnes). Ces variations d’un lieu à un autre sont suffisamment grandes pour qu’il faille en tenir compte. Ainsi g varie en gros du sud au nord de la France entre 9,800 et 9,810 m/s2, ce qui correspond à une variation relative de 0,1 %.
Il existe des relevés cartographiques donnant les valeurs de g en un certain nombre de points répartis sur le territoire [6]. Ces valeurs sont mesurées à l’aide de gravimètres relatifs étalonnés par comparaison avec une référence internationale située au Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) à Sèvres (point A) :
Cette valeur n’est pas rigoureusement constante, mais est soumise à des variations journalières ou à périodicité plus grande, en raison de certains phénomènes (marées, microséismes, etc.). Ces variations sont de l’ordre de quelques 10–7 m / s2.
Pour des mesures très précises, on peut faire appel à des organismes spécialisés comme le Bureau de Recherches Géologiques et Minières. À défaut, on peut utiliser des formules empiriques, appelées formules de Potsdam, qui permettent de calculer une valeur suffisamment approchée en fonction de la latitude Φ et de l’altitude a du lieu.
La première formule donne la valeur g Φ de l’accélération de la pesanteur au niveau de la mer :
La seconde formule donne la valeur de g à la même latitude, mais pour l’altitude a, exprimée en mètres :
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BROMBACHER (W.G.), JOHNSON (D.P.), CROSS (J.L.) - Mercury barometers and manometers (Baromètres et manomètres à mercure). - Nat. Bur. Stand. monograph 8 (1960).
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(2) - XXX - Measurement of pressure with the mercury barometer (Mesure de la pression à l’aide d’un baromètre à mercure). - Nat. Phys. Lab. Notes on Applied Science, no 9 (1954).
-
(3) - PATTERSON (J.B.), PROWSE (D.B.) - Comparative measurement of the density of mercury (Mesures comparatives de la masse volumique du mercure). - Metrologia, 21, p. 107-13 (1985).
-
(4) - COOK (A.H.) - The expansion of mercury and fused silica between 0 and 300 oC (La dilatation du mercure et de la silice fondue entre 0 et 300 oC). - Brit. J. Appl. Physics, 7, p. 285-93, août 1956.
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(5) - Échelle Internationale Pratique de Température de 1968 - - Bur. Int. Poids et Mes. Édition amendée de 1975.
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...
ANNEXES
Bureau de Recherches Géologiques et Minières - Service géologique national.
Institut National de Métrologie (INM)
Bureau International des Poids et Mesures (BIPM)
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