Thermomètre : la mesure de Température

Alain JAMEAU
Historique

  • En 1702, l'astronome danois Ole Roemer (1644-1710) fabrique un thermomètre à alcool marquant l'eau bouillante à 60° et la glace pilée à 7,5°. 

  • En 1717, le savant allemand Fahrenheit (1686-1736) remplace l'alcool par du mercure. Il fixa à 32° la température de la glace fondante et à 96° la température normale du sang. Il donne au thermomètre sa forme définitive.

  • En 1730, René Antoine Ferchault de Réaumur construisit le premier thermomètre à 'esprit de vin', ancienne dénomination de l'éthanol (alcool) pour lequel il utilisait l'échelle 0-80.

  • En 1742, Celsius, physicien suédois (1701-1744) construisit  un thermomètre à mercure qui marquait 100° au point de congélation de l'eau et 0° au point d'ébullition de l'eau. Mais en 1745, Linné (1707-1778) inversa l'échelle des températures et présenta à l'Académie suédoise un thermomètre à mercure qui marquait 0° pour la glace fondante et 100° pour l'eau bouillante.

Vers le milieu du XVIIIe siècle, deux types de thermomètres à mercure ont reçu une division centésimale entre le point de fusion de la glace et la température d’ébullition de l’eau :

  • Celui du physicien Celsius : un thermomètre à mercure qui marquait 100 degrés au point d’ébullition et 0 degrés au point de congélation de l’eau.
  • Celui du secrétaire perpétuel de l’Académie des Beaux-Arts de Lyon, Jean-Pierre Christin (1683-1755), construit par l’artisan lyonnais Pierre Casati : un thermomètre à mercure à échelle centésimale ascendante, qu’il présenta le 19 mars 1743 à l’assemblée publique de cette Académie.

Le thermomètre suédois de Celsius et le thermomètre lyonnais de Casati n’auraient eu qu’une utilisation restreinte si la Révolution française n’avait donné au monde moderne le système métrique, et si la Commission des poids et mesures, créée par la Convention, n’avait décidé en 1794 que « le degré thermométrique sera la centième partie de la distance entre le terme de la glace et celui de l’eau bouillante ».

En octobre 1948, le nom de degré Celsius a été choisi par la IXe Conférence Internationale des Poids et Mesures.

En France les thermomètres médicaux à mercure sont interdits à la vente depuis le 1er mars 1999 par un arrêté du 24 décembre 1998.
Définitions : la température Celsius et son unité, le degré Celsius
  • La température Celsius TC est définie par la différence  TC = T-TK entre deux températures thermodynamiques avec TK = 273,15 K. L'unité de température Celsius est le degré Celsius (symbole °C), égal en magnitude à l'unité kelvin par définition : pour exprimer une différence de température, les unités kelvin et degré Celsius sont équivalentes et un intervalle de température en degré Celsius ou en kelvin a la même valeur numérique : la différence 37 (°C) - 25 (°C) = 12 °C = 12 K. Mais les deux échelles de température ne sont pas équivalentes, dans l'absolu :

 0 °C = 273,15 K.

Le degré Celsius est une unité de l'Échelle Internationale de Température.

  • L'échelle de température centigrade est une échelle de température relative. Elle fait correspondre son zéro avec la température de la glace fondante (fusion) et 100 avec la température d'ébullition de l'eau (vaporisation) sous une pression d'une atmosphère au niveau de la mer         (P = 1013 hPa).

Conséquence de la définition sur le point d'ébullition de l'eau et différence avec l'échelle centigrade
Le degré Celsius est défini par un seul point fixe de 0°C à 273,15 K  (qui est la température de fusion de l'eau) et un pas identique à celui de la température thermodynamique en kelvin.

Autrement dit, l'échelle Celsius n'est pas strictement définie par la température d'ébullition de l'eau à 100 degré sous une pression d'une atmosphère au niveau de la mer (P = 1013 hPa). Cette définition est celle du degré centigrade. La différence est cependant très faible, de 1/4000ème, la température d'ébullition de l'eau étant de 99,975°C.