A L'évolution des échelles de température

aLe degré Celsius

L'échelle de température Celsius est une échelle de température relative, inventée en 1742 par l'astronome et physicien suédois Anders Celsius. Son unité est le degré Celsius, de symbole °C. Elle est graduée de 0 (température de solidification de l'eau) à 100 (température de vaporisation de l'eau).

bLe degré Kelvin

En 1848, Lord Kelvin, physicien britannique, établit la corrélation entre la baisse de température et celle de la chaleur d'un corps étudié : à –273,15 °C, plus aucune chaleur ne peut être tirée de ce corps. Il propose de donner la valeur 0, appelée « zéro absolu », à cette température et de créer ainsi une nouvelle échelle de température absolue, en gardant le même intervalle que le degré Celsius. L'unité de cette nouvelle échelle est le kelvin, de symbole K.

La formule pour passer de la température en kelvin à la température en degrés Celsius est donc : T_kelvin = T_Celsius + 273,15.

Comparaison des échelles Celsius (en haut) et Kelvin (en bas)

B Le thermomètre

L'invention du thermoscope, ancêtre du thermomètre, est attribuée à Galilée au début du xvii^e siècle. Cependant, il existe des écrits datant des iii^e et i^er siècles avant J.C. qui font référence à des thermoscopes. Le premier thermomètre moderne est quant à lui mis au point par le physicien allemand Gabriel Fahrenheit en 1724.

Un thermomètre est un appareil qui sert à mesurer et à afficher la valeur de la température. La mesure est fondée soit sur la dilatation et la pression des corps (liquides, solides, gazeux) soit sur d'autres propriétés physiques (variations électriques, couleur d'émission).

Il existe différents types de thermomètre : les plus utilisés sont à liquide ou électroniques. Les thermomètres à liquide usuels sont à mercure ou à alcool (voire à l'huile de colza). Les thermomètres électroniques fonctionnent quant à eux selon divers principes :

– le thermocouple, basé sur l'effet Seebeck, est constitué de deux fils de métaux ou alliages différents A et B, ayant chacun une extrémité soudée et plongée dans le milieu à mesurer. Il se crée alors une tension e_AB entre les deux autres extrémités ;

– la thermo-résistance utilise l'augmentation régulière de la résistivité de certains métaux (argent, cuivre, nickel, or, platine, tungstène, titane) avec l'augmentation de la température ;

– la thermistance est basée sur la variation (plus importante) de la résistance d'autres matières (oxydes métalliques, composites) en fonction de la température. Il existe deux types de capteurs : CTP (coefficient de température positive) et CTN (coefficient de température négative) ;

– la thermosonde à résistance de platine est un type de thermistance permettant de mesurer la température. Elle est basée sur le fait que la résistance électrique du platine varie selon la température. La sonde Pt–100 possède une résistance de 100 ohms à la température de 0 °C ;

– le thermomètre à cristaux liquides est un thermomètre dont la partie sensible est constituée de cristaux liquidesthermochromiques (c'est-à-dire qui changent de couleurs en fonction de la température) ;

– le thermomètre infrarouge est un instrument de mesure de la température de surface d'un objet à partir du rayonnement que cet objet émet dans l'infrarouge.