Degré centigrade

L’échelle de température centigrade est une échelle de température relative, inventée en 1742 par l'astronome et physicien suédois Anders Celsius. L'échelle centigrade fait correspondre son zéro avec la température de la glace fondante et 100 avec la température d'ébullition de l'eau sous une pression atmosphérique normale (1 013,25 hPa).

Pour les articles homonymes, voir Degré.

Ne doit pas être confondu avec Degré Celsius.

Elle est légèrement différente de l'échelle de température Celsius[1].

Dans la pratique, la mesure peut s'effectuer au moyen d'un thermomètre à colonne de mercure. On place le thermomètre dans un mélange d'eau liquide/glace et on marque la hauteur de mercure, qui indique le niveau zéro. Puis on porte l'eau à ébullition et on marque le point 100. L'intervalle entre les deux est enfin divisé en 100 graduations. Contrairement aux thermomètres électroniques à condition de pression fixe, le thermomètre à mercure ne se dérègle pas, son zéro et ses variations de hauteur restant stables.

Historique

À la fin du XVIIe et au début du XVIIIe siècle, l'idée avait été établie qu'il fallait baser les échelles thermométriques, soit sur un point fixe et un taux de dilatation, soit sur deux points fixes, le choix du ou des point(s) fixe(s) restant en bonne partie arbitraire :

  • l'échelle Réaumur avait son zéro au point de congélation de l'eau, tandis que d'autres échelles le plaçaient ailleurs afin d'éviter d'avoir des températures positives et négatives dans un même contexte (comme une journée d'hiver, par exemple) ;
  • Le zéro pouvait correspondre à un étalon très froid, comme c'était le cas de l'échelle Rømer et de son descendant direct, l'échelle Fahrenheit ;
  • Celsius connaissait également le thermomètre Delisle, qui avait son zéro au point d'ébullition de l'eau et croissait avec le froid, ayant donc une échelle inversée mais qui évitait les températures négatives (dans le contexte de la vie quotidienne).

En 1742, l'échelle définie par Anders Celsius avait son zéro au point d'ébullition de l'eau et 100 degrés à son point de congélation. L'année suivante, le Français Jean-Pierre Christin inverse l'échelle, qui est désormais croissante du froid vers le chaud[2],[3].

Carl von Linné est toutefois souvent cité comme responsable de l'inversion de l'échelle Celsius après la mort de son inventeur, en 1744. On lui attribue parfois même l'échelle Celsius originale, en faisant référence à son ouvrage Hortus Cliffortianus., publié en 1737, cinq ans avant Celsius. Cependant, une étude attentive dudit ouvrage montre que les quelques températures qui y sont citées ne peuvent pas être en degrés Celsius. Linné rencontra Fahrenheit en Hollande et il est clair qu'il se mit à utiliser l'échelle Fahrenheit une fois revenu en Suède. Il semble que Linné ait abandonné cette dernière lorsqu'il apprit l'existence des travaux de Celsius.

Après la mort de Celsius en 1744, des thermomètres gradués selon l'échelle Celsius moderne apparaissent en météorologie sous différents noms, tels Celsius Novum, Ekström et Strömer. Linné suivait ces développements avec grand intérêt et se fit fabriquer un thermomètre à échelle moderne par le fabricant d'instruments de mesure Daniel Ekström aux alentours de 1744. L'échelle directe est mentionnée dans une dissertation écrite par Samuel Naucler en 1745, mais il n'attribue pas son invention. L'histoire des thermomètres publiée dans le Journal de l'Académie suédoise royale des sciences, en 1749 par Pehr Wargentin, secrétaire de l'Académie, mentionne Celsius, son successeur Martin Strömer et le fabricant d'instruments Ekström lorsqu'elle discute de l'échelle directe, mais Linné n'est pas mentionné du tout. Il semble bien que nous ne puissions attribuer le crédit de cette invention à une seule personne en particulier.

C'est lors de la 9e Conférence générale des poids et mesures (CGPM), en 1948, que le Système International tranche entre les trois termes « degré centigrade », « degré centésimal » et « degré Celsius » en faveur de ce dernier.

Risque de confusion

Le degré centésimal désigne aussi un angle plan égal au 1⁄400e d'un cercle[4] ; c'est un synonyme de grade ou gon (son symbole est « gon »).

Autres échelles de température

Différentes échelles sont utilisées pour mesurer la température : l’échelle Newton (établie vers 1700), Rømer (1701), Fahrenheit (1724), Réaumur (1731), Delisle (1738), centigrade (de Celsius) (1742), Rankine (1859), kelvin (1848), Leyden (ca. 1894 ?), Celsius (1948).

Comparaison des échelles de température[alpha 1]
Température kelvin[alpha 2] Celsius centigrade (historique) Fahrenheit originelle Fahrenheit historique Fahrenheit moderne (actuelle) Rankine Delisle Newton Réaumur Rømer
Zéro absolu. 0 −273,15 −273,197 −459,67 0 559,725 −90,14 −218,52 −135,90
Plus basse température naturelle relevée par télédétection à la surface de la Terre (pas in situ)[alpha 3]. 180,0 −93,2 −135,8 323,9 289,8 −30,8 −74,6 −41,4
Mélange eau/sel de Fahrenheit. 0
Origine de l'échelle Celsius moderne. 273,15 0 32 491,67 150 0 0 7,5
Température de fusion de l’eau (à la pression standard)[alpha 4]. 273,150 089(10) 0,000 089(10) 0 32 32 32,000 160(18) 491,670 160(18) ≈ 150 ≈ 0 ≈ 0 ≈ 7,5
Température du point triple de l’eau. 273,1600(1) 0,0100(1) 32,0180(18)
Température moyenne à la surface de la Terre. 288 15 59 518,67 127,5 4,95 12 15,375
Température moyenne du corps humain. 309,95 36,8 98,24 557,91 94,8 12,144 29,44 26,82
Plus haute température naturelle enregistrée à la surface de la Terre[alpha 5]. 329,8 56,7 134 593,67 67,5 18,7 45,3 33,94
Température de vaporisation de l’eau (à la pression standard). 373,133 9 99,983 9 100 ≈ 212 212 211,971 671,641 0 33 80 60
Température de fusion du titane. 1 941 1 668 3 034 3 494 −2 352 550 1 334 883
Température estimée de la surface du Soleil. 5 800 5 526 9 980 10 440 −8 140 1 823 4 421 2 909
  1. Certains nombres de ce tableau ont été arrondis. Les valeurs en gras sont celles qui, par définition des différentes échelles, sont exactes (c'est-à-dire qui ont un nombre infini de chiffres significatifs).
  2. On écrit « kelvin » avec un k minuscule car c’est une unité du Système international, même si elle porte le nom de Lord Kelvin. En revanche, le symbole est un K majuscule.
  3. Enregistrée par satellite en Antarctique le [5].
  4. Les échelles de température modernes étant définies par le point triple de l'eau fixé à 0,01 °C, il en résulte que la température de fusion de l'eau mesurée précisément est de 0,000 089(10) °C.
  5. Enregistrée à Furnace Creek aux États-Unis le 10 juillet 1913[6].

Notes et références
  1. L'écart entre les deux échelles est minime : 25⁄1 000 °C précisément à 100 °C.
  2. Leduc et Gervais 1985, p. 26.
  3. Parrochia 1997, p. 97-98.
  4. Dictionnaire de l'Académie Française, 8e édition, 1932–1935.
  5. NASA, « La Nasa identifie l'endroit le plus froid de la Terre », Le Figaro, (consulté le ).
  6. Commission de climatologie, « Communiqué de presse no 956 », Organisation météorologique mondiale, (consulté le ).

Bibliographie
  • Richard Leduc et Raymond Gervais, Connaître la météorologie, Sillery, Presses universitaires du Québec, , 305 p. (ISBN 978-2-7605-2044-8, lire en ligne)
  • Daniel Parrochia, Météores : essai sur le ciel et la cité, Seyssel, Éd. Champ Vallon, , 250 p. (ISBN 978-2-87673-238-4, lire en ligne)

Articles connexes
  • Portail de la physique
Cet article est issu de Wikipedia. Le texte est sous licence Creative Commons - Attribution - Partage dans les Mêmes. Des conditions supplémentaires peuvent s'appliquer aux fichiers multimédias.