baromètre

baromètre, instrument de mesure de la pression atmosphérique, c'est-à-dire de la force exercée sur une surface unitaire par le poids de l'atmosphère terrestre. Cette pression résulte du poids de la colonne d'air qui s'étend au-dessus du point de mesure, depuis la surface du sol jusqu'aux couches supérieures de l'atmosphère. Le baromètre est un outil fondamental en météorologie, en physique et dans certaines applications techniques, car les variations de pression atmosphérique sont étroitement liées aux conditions climatiques et aux phénomènes météorologiques.

Comme cette pression est la même quel que soit le fluide sur lequel elle s'applique, on peut la déterminer en mesurant la hauteur d'une colonne de liquide dont le poids équilibre exactement celui de l'atmosphère. Historiquement, on utilise le mercure pour cette mesure, car sa densité élevée permet d'obtenir des instruments compacts. En effet, un baromètre à eau nécessiterait une colonne de plusieurs mètres de hauteur, ce qui le rendrait peu pratique pour un usage courant. En revanche, une colonne de mercure, environ 13,6 fois plus dense que l'eau, présente une hauteur d'environ 760 mm à la pression atmosphérique normale au niveau de la mer.

La pression atmosphérique normale de référence est égale à 760 torrs (unité aujourd'hui peu utilisée), c'est-à-dire à 760 mm de mercure. Elle correspond également à environ 101 320 pascals (Pa), unité du Système international d'unités, où 1 pascal représente une pression de 1 newton par mètre carré. Cette même pression peut aussi s'exprimer en bars, soit environ 1,01320 bar, unité encore couramment utilisée dans certaines applications techniques et industrielles.

Un baromètre à mercure ordinaire se compose d'un long tube de verre, généralement d'environ 0,9 m de longueur, fermé à son extrémité supérieure et ouvert à sa base. Lorsque ce tube est rempli de mercure puis retourné dans un récipient contenant ce même liquide, le niveau du mercure descend dans le tube jusqu'à atteindre une hauteur d'équilibre, généralement proche de 760 mm dans des conditions normales. Au-dessus de la colonne de mercure se forme un vide presque parfait, appelé vide de Torricelli. Les variations de la pression atmosphérique provoquent de légères fluctuations du niveau de mercure, qui montent ou descendent en fonction des changements météorologiques, généralement entre 737 mm et 775 mm au niveau de la mer.

Pour obtenir une mesure précise, la lecture d'un baromètre à mercure doit être corrigée en fonction de plusieurs facteurs physiques. Il faut notamment tenir compte des effets de l'altitude et de la latitude, qui influencent l'intensité de la gravité terrestre, des variations de température qui affectent la dilatation du mercure, ainsi que des effets de capillarité liés au diamètre du tube. Une fois ces corrections appliquées, la mesure obtenue peut atteindre une précision de l'ordre de 0,1 mm, ce qui est suffisant pour de nombreuses applications scientifiques.

Le baromètre anéroïde constitue une alternative plus compacte et plus robuste au baromètre à mercure. Il ne contient aucun liquide et repose sur la déformation d'une capsule métallique hermétique, à l'intérieur de laquelle un vide partiel est maintenu. Sous l'effet de la pression atmosphérique, cette capsule se déforme légèrement, et ce mouvement est transmis à un mécanisme amplificateur qui actionne une aiguille se déplaçant sur un cadran gradué. Ce type de baromètre est largement utilisé en raison de sa simplicité, de sa portabilité et de sa résistance aux chocs.

Une version particulière du baromètre anéroïde est utilisée comme altimètre, instrument permettant de mesurer l'altitude. En effet, la pression atmosphérique diminue avec l'élévation, ce qui permet de déduire la hauteur par rapport au niveau de la mer à partir de la pression mesurée.

Enfin, les baromètres jouent un rôle essentiel en météorologie. En observant les variations de pression sur une période donnée et en comparant les mesures effectuées simultanément en différents lieux, il est possible de prévoir l'évolution du temps. Une baisse rapide de la pression est généralement associée à l'arrivée d'une perturbation ou d'un mauvais temps, tandis qu'une pression élevée et stable indique souvent des conditions anticycloniques favorables.

Voir aussi météorologie.