Sciences et Techniques LES THERMOMÈTRES

« Les thermomètres de liquide.

On adopte en général la graduation dite Celsius, du nom de l'astronome et physicien suédois, Anders Celsius (170 1-1744) qui créa cette numération, en 1742, et à laquelle on a donné son nom.

Dans celle-ci, la température de la glace fondante correspond à 0 oc et celle de l'ébullition à 100 oc.

La distance entre ces deux repères est alors divisée en cent parties, que l'on nomme degrés Celsius.

Dans l'échelle Fahrenheit, du nom du physicien allemand Daniel Gabriel Fahrenheit (168 6-- 1736), au 0 oc correspond 32°F et au 100°C, 212°E La gradua­ tion Fah�enheit est utilisée dans les pays angle­ saxons (Etats-Unis, Canada, Angleterre).

Les thermomètres médicaux Le mercure est le liquide le plus utilisé dans les thermomètres médicaux car, outre ses qualités de dilatation, il ne colle pas aux parois du tube et répond rapidement aux écarts de températu­ re.

Toutefois, il se congèle à -38,8 oc et bout à 357°C, de sorte que pour mesurer les tempéra­ tures les plus basses, on a recours aux thermo­ mètres à alcool -un fluide qui ne se congèle qu'aux alentours de -112 °C.

La capacité très rapide du mercure à répondre aux variations de température était à l'origine un handicap pour les thermomètres médicaux.

Mais, afin que le niveau atteint dans le tube ne change pas après l'utilisation de l'instrument et que l'on ait le temps de lire l'information, le tube capillaire a été doté d'un étranglement à sa base, juste au-dessus du bulbe réservoir.

Lorsque le thermomètre est mis en place et que la tempéra­ ture augmente, l'expansion du mercure dans le réservoir est suffisamment forte pour forcer le flui­ de à travers l'étranglement et le faire monter dans le tube.

Mais lorsque l'on retire le thermomètre, le mince filet de mercure dans le tube -exposé désormais à une température plus basse -ne redescend pas dans le réservoir aussi facilement.

Le niveau atteint reste stable assez longtemps pour que l'on puisse lire la température.

On doit ensuite secouer le thermomètre pour faire redes­ cendre le mercure dans le réser voir.

Mais depuis qu'il est établi que le mercure, métal hautement polluant, représente un danger domestique lorsqu'il se répand quand un thermo­ mètre se brise, par exemple, les législateurs ont pris des mesures d'interdiction de l'usage du ther­ momètre à mercure.

Depuis, divers types de thermomètres médicaux ont été mis au point.

Le thermomètre et les lan­ guettes buccales et frontales à cristaux liquides per­ mettent une prise de température cutanée (sous les aisselles, sur le front, etc.) peu fiable, avec une marge d'erreur allant de 1 à 2°C.

En revanche, le thermomètre auriculaire à infrarouge prend instan­ tanément la température du corps (comme le ther­ momètre à mercure dans l'anus) par les tympans.

Une opération qui n'est compromise qu'en cas de bouchon dans le conduit auditif.

Les thermocouples Outre les thermomètres à gaz et les thermomètres à liquide, on utilise la dilatation de la matière solide -et notamment celle des métaux- pour Thermomètre ...,...

submersible embarqué à bord des bateaux pour mesurer la température des fonds.

......

Thermocouples pour mesurer les températures de fonctionnement à l'Intérieur d'un réacteur d'avion.

Deux anneaux, chacun d'un métal différent, sont reliés par des ponts qui portent des senseurs pointés vers le centre du moteur.

La diffé rence de température entre les senseurs et une batterie de senseurs de référence disposés à l'extérieur du réacteur est génératrice d'un courant électrique.

......

Dans ce four utilisé pour/a fabrication des plaquettes de silicium destinées aux circuits intégrés, les températures de cuisson doivent être rigoureusement contrôlées.

Ces hautes températures sont habituellement mesurées au moyen de thermocouples.

Il s'agit de paires de fils dont les extrémités exposées à la chaleur produisent un courant électrique proportionnel à cette dernière.

mesurer les changements de température.

Un métal a tendance à se dilater proportionnel­ lement à la chaleur, mais les changements sont infimes et il faut les amplifier si l'on désire en faire un thermomè tre précis.

Une méthod e consiste à enrouler un couple de deux métaux, accolés l'un à l'autre, en forme de spirale.

Les propriétés de dilatation différentes des deux métaux tendent à écarter les spires de la spirale ou au contraire à les refermer selon les variations de température.

Une aiguille située au bout de la spirale se déplace sur un cadran gradué pour indiquer l'amplitude de sa déformation, et donc la température.

Plus précis est le principe du thermocouple qui consiste à exploiter les propriétés conduc­ trices d'un métal.

On sait en effet que la résistan­ ce qu'un métal offre au passage du courant élec­ trique -sa résistivité -dépend de sa température: plus celle-ci est élevée, plus le métal est conduc­ teur.

On construit ainsi des circuits électriques dont on mesure les changements d'intensité: il suffit alors de traduire, grâce à des tables prévues à cet effet, la différence de courant électrique en différence de température.

Comme ces mesures sont extrêmement fines et dépendent aussi des autres caractéristiques du circuit, on opère par comparaison entre les valeurs de courant dans le milieu à mesurer et dans un milieu de référence.

Ces instruments électriques, qui utilisent généralement des fils conducteurs en platine, sont utilisés tant pour des mesures de laboratoire extrêmement précises que dans les conditions de très haute températu­ re.

Ceux en platine rhodié résistent jusqu'à des chaleurs voisines de 600 et 1100°C.. »