Baromètre

Baromètres à eauModifier

Le concept selon lequel la baisse de la pression atmosphérique prédit un temps orageux, postulé par Lucien Vidi, fournit la base théorique dun dispositif de prévision météorologique appelé «verre météo» ou «baromètre Goethe» (nommé pour Johann Wolfgang von Goethe, le célèbre écrivain allemand et polymathe qui a développé un baromètre à boule météo simple mais efficace utilisant les principes développés par Torricelli). Le nom français, le baromètre liégeois, est utilisé par certains anglophones. Ce nom reflète les origines de beaucoup les premiers verres météo – les souffleurs de verre de Liège, en Belgique.

Le baromètre à boule météo se compose dun récipient en verre avec un corps scellé, à moitié rempli deau. Un bec étroit se connecte au corps sous le niveau de leau et sélève au-dessus du niveau de leau. Le bec étroit est ouvert à latmosphère. Lorsque la pression dair est inférieure à ce quelle était t au moment où le corps a été scellé, le niveau deau dans le bec montera au-dessus du niveau deau dans le corps; lorsque la pression dair est plus élevée, le niveau deau dans le bec chute en dessous du niveau deau dans le corps. Une variante de ce type de baromètre peut être facilement fabriquée à la maison.

Baromètres à mercureModifier

Un baromètre à mercure a un tube de verre vertical fermé en haut assis dans un bassin ouvert rempli de mercure au fond. Le mercure dans le tube sajuste jusquà ce que son poids équilibre la force atmosphérique exercée sur le réservoir. Une pression atmosphérique élevée exerce plus de force sur le réservoir, forçant le mercure plus haut dans la colonne. La basse pression permet au mercure de descendre à un niveau inférieur dans la colonne en abaissant la force exercée sur le réservoir. Étant donné que des niveaux de température plus élevés autour de linstrument réduiront la densité du mercure, léchelle de lecture de la hauteur du mercure est ajustée pour compenser cet effet. Le tube doit être au moins aussi long que la quantité plongeant dans le mercure + lespace libre + la longueur maximale de la colonne.

Torricelli a documenté que la hauteur du mercure dans un baromètre changeait légèrement chacun jour et a conclu que cela était dû au changement de pression dans latmosphère. Il a écrit: « Nous vivons submergés au fond dun océan dair élémentaire, qui est connu par des expériences incontestables pour avoir du poids ». Inspiré par Torricelli, Otto von Guericke, le 5 décembre 1660, a constaté que la pression atmosphérique était anormalement basse et a prédit une tempête qui se produirait le lendemain.

La conception du baromètre à mercure donne lieu à lexpression de la pression atmosphérique en pouces ou millimètres de mercure (mmHg). A torr était à lorigine défini comme 1 mmHg. La pression est indiquée comme le niveau de la hauteur du mercure dans la colonne verticale. Typiquement, la pression atmosphérique est mesurée entre 26,5 pouces (670 mm) et 31,5 pouces (800 mm) de Hg. Une atmosphère (1 atm) équivaut à 29,92 pouces (760 mm) de mercure.

Les modifications de conception pour rendre linstrument plus sensible, plus simple à lire et plus facile à transporter ont entraîné des variations telles que le bassin, le siphon, la roue, la citerne, le Fortin, baromètres à plis multiples, stéréométriques et équilibrés.

Le 5 juin 2007, une directive de lUnion européenne a été adoptée pour restreindre la vente de mercure, mettant ainsi fin à la production de nouveaux baromètres à mercure ou à la réparation de baromètres existants en Europe.

Baromètre FitzroyEdit

Les baromètres Fitzroy combinent le baromètre à mercure standard avec un thermomètre, ainsi quun guide sur la façon dinterpréter les changements de pression.

Baromètre FortinEdit

Les baromètres Fortin utilisent une citerne de mercure à déplacement variable, généralement construite avec une vis à molette appuyant sur un fond de diaphragme en cuir (V sur le schéma). Cela compense le déplacement du mercure dans la colonne avec une pression variable. Pour utiliser un baromètre Fortin, le niveau de mercure est mis à zéro en utilisant la vis à molette pour faire un pointeur ivoire (O dans le diagramme) juste toucher la surface du mercure. La pression est ensuite lue sur la colonne en ajustant léchelle du vernier de sorte que le mercure touche juste la ligne de visée à Z.Certains modèles utilisent également une vanne pour fermer la citerne, permettant à la colonne de mercure dêtre forcée vers le haut de la colonne pour le transport . Cela empêche les coups de bélier de la colonne pendant le transport.

SympiesometerEdit

Un Sympiesometer est un baromètre compact et léger qui était largement utilisé sur les navires au début du 19ème siècle. La sensibilité de ce baromètre a également été utilisée pour mesurer laltitude.

Les sympiesomètres ont deux parties. Lun est un thermomètre à mercure traditionnel qui est nécessaire pour calculer lexpansion ou la contraction du fluide dans le baromètre. Lautre est le baromètre, composé dun tube en forme de J ouvert à lextrémité inférieure et fermé en haut, avec de petits réservoirs aux deux extrémités du tube.

Baromètres à rouesEdit

Un baromètre à roue utilise un tube en «J» scellé au sommet du membre le plus long. Le membre le plus court est ouvert à latmosphère et flottant au-dessus du mercure se trouve un petit flotteur en verre. Un fil de soie fin est attaché au flotteur qui passe au-dessus dune roue puis redescend vers un contrepoids (généralement protégé dans un autre tube). La roue fait tourner la pointe à lavant du baromètre. Lorsque la pression atmosphérique augmente, le mercure passe du membre court au membre long, le flotteur tombe et le pointeur se déplace. Lorsque la pression augmente, le mercure recule, soulevant le flotteur et tournant le cadran dans lautre sens.

Vers 1810, le baromètre de roue, qui pouvait être lu à grande distance, devint le premier instrument pratique et commercial privilégié par agriculteurs et les classes instruites au Royaume-Uni. Le visage du baromètre était circulaire avec un simple cadran pointant vers une échelle facilement lisible: « Rain – Change – Dry » avec le « Change » en haut au centre du cadran. Les modèles ultérieurs ont ajouté une échelle barométrique avec des graduations plus fines « Stormy (28 pouces de mercure), Much Rain (28,5), Rain (29), Change (29,5), Fair (30), Set fair (30,5), very dry (31) « .

Natalo Aiano est reconnu comme lun des meilleurs fabricants de baromètres à roues, lun des premiers pionniers dune vague de fabricants dinstruments et de baromètres italiens artisanaux qui ont été encouragés à émigrer au Royaume-Uni. Il a répertorié comme travaillant à Holborn, Londres c.1785-1805. À partir de 1770, un grand nombre dItaliens sont venus en Angleterre parce quils étaient des souffleurs de verre ou des fabricants dinstruments accomplis. En 1840, il était juste de dire que les Italiens dominaient lindustrie en Angleterre.

Baromètre à huile de pompe à videModifier

Lutilisation de lhuile de pompe à vide comme fluide de travail dans un baromètre a conduit à la création du nouveau « World » s Tallest Barometer « en février 2013. Le baromètre de Portland State University (PSU) utilise de lhuile de pompe à vide doublement distillée et a une hauteur nominale denviron 12,4 m pour la hauteur de la colonne dhuile; les excursions attendues sont de lordre de ± 0,4 m au cours dune année. Lhuile de pompe à vide a une pression de vapeur très faible et est disponible dans une gamme de densités; lhuile à vide de densité la plus basse a été choisie pour le baromètre PSU afin de maximiser la hauteur de la colonne dhuile.

Baromètres anéroïdesModifier

Un baromètre anéroïde est un instrument utilisé pour mesurer la pression atmosphérique comme une méthode qui nimplique pas de liquide. Inventé en 1844 par le scientifique français Lucien Vidi, le baromètre anéroïde utilise une petite boîte métallique flexible appelée cellule anéroïde (capsule), qui est faite dun alliage de béryllium et de cuivre. La capsule évacuée (ou généralement plusieurs capsules, empilées pour additionner leurs mouvements) est empêchée de seffondrer par un ressort puissant. De petits changements de pression dair externe provoquent lexpansion ou la contraction de la cellule. Cette expansion et cette contraction entraînent des leviers mécaniques tels que les minuscules mouvements de la capsule sont amplifiés et affichés sur la face du baromètre anéroïde. De nombreux modèles incluent une aiguille réglée manuellement qui est utilisée pour marquer la mesure actuelle afin quun changement puisse être vu. Ce type de baromètre est courant dans les maisons et dans les bateaux de plaisance. Il est également utilisé en météorologie, principalement dans les barographes et comme instrument de pression dans les radiosondes.

BarographsEdit

Un barographe est un anéroïde denregistrement baromètre où les changements de pression atmosphérique sont enregistrés sur une carte papier.

Le principe du barographe est le même que celui du baromètre anéroïde. Alors que le baromètre affiche la pression sur un cadran, le barographe utilise les petits mouvements de la boîte pour transmettre par un système de leviers à un bras enregistreur qui a à son extrémité soit un scribe ou un stylo. Un scribe enregistre sur du papier daluminium fumé tandis quun stylo enregistre sur du papier à lencre, tenu dans une plume. Le matériau denregistrement est monté sur un tambour cylindrique qui tourne lentement par une horloge. Généralement, le tambour fait un tour par jour, par semaine ou par mois et la vitesse de rotation peut souvent être sélectionnée par lutilisateur.

Baromètres MEMSModifier

Les baromètres des systèmes microélectromécaniques (ou MEMS) sont des appareils extrêmement petits entre 1 et 100 micromètres (0,001 à 0,1 mm). Ils sont créés par photolithographie ou usinage photochimique. Les applications typiques incluent les stations météo miniaturisées, les baromètres électroniques et les altimètres.

Un baromètre peut également être trouvé dans les smartphones tels que le Samsung Galaxy Nexus, le Samsung Galaxy S3-S6, le Motorola Xoom, lApple iPhone 6 et les nouveaux iPhones, et la montre intelligente Timex Expedition WS4, basée sur les technologies MEMS et piézorésistives de détection de pression. Linclusion de baromètres sur les smartphones était à lorigine destinée à fournir un verrouillage GPS plus rapide. Cependant, des chercheurs tiers nont pas été en mesure de confirmer une précision GPS supplémentaire ou une vitesse de verrouillage en raison de lectures barométriques. Les chercheurs suggèrent que linclusion de baromètres dans les smartphones peut fournir une solution pour déterminer lélévation dun utilisateur, mais suggèrent également que plusieurs pièges doivent dabord être surmontés.

Baromètres plus inhabituelsEdit

Là Il existe de nombreux autres types de baromètres plus inhabituels, des variations du baromètre des tempêtes, comme le Collins Patent Table Barometer, aux conceptions plus traditionnelles telles que lOtheometer de Hooke et le Ross Sympiesometer. Certains, comme le baromètre Shark Oil, ne fonctionnent que dans une certaine plage de température, obtenue dans des climats plus chauds.