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La mesure de pression atmosphérique


Les mesures de pressions vont des vides les plus poussés jusqu’à des pressions dépassant 100 mégapascals. Elles peuvent être absolues ou relatives, par rapport à la pression atmosphérique qui est le cas le plus fréquent ; on mesure parfois aussi des pressions différentielles.
 
Manomètres
Les principes mis en œuvre dépendent de la grandeur de la pression et des conditions d’emploi des appareils (pour les très basses pressions, cf. technique du VIDE). Dans les manomètres hydrostatiques, on mesure la hauteur d’une colonne de liquide ; si   est la masse volumique du liquide, pour une colonne de hauteur h , la pression sera p = hmg.  L’étendue de mesure est limitée par la hauteur admissible pour le tube manométrique ; diverses dispositions permettent toutefois d’accroître celle-ci (fig. 6). Les manomètres à déformation élastique utilisent la déformation d’un élément élastique (tube, capsule ou membrane) sous l’effet de la pression. La déformation est amplifiée mécaniquement par des leviers ou des engrenages, ou bien optiquement ; elle peut aussi être détectée électriquement. Le modèle le plus courant (fig. 7), dit manomètre de Bourdon, est formé d’un tube T, de section elliptique, enroulé suivant un arc de circonférence ; une extrémité F, fixe, est mise en communication avec l’enceinte contenant le fluide sous pression, l’autre extrémité M, fermée, est attelée par une biellette B à un secteur denté S qui pivote autour d’un axe O ; le secteur s’engrène au pignon P dont l’axe porte une aiguille indicatrice A qui se déplace devant la graduation portée par le cadran. Sous l’effet de la pression la section du tube tend à devenir circulaire, ce qui provoque son redressement, donc le déplacement de l’extrémité M qui entraîne le mécanisme et provoque la rotation de l’aiguille. Les pressions élevées (au-delà de quelques dizaines de mégapascals) sont mesurées par des appareils à poids agissant sur un piston de section connue. Ces balances de pression servent également à étalonner les manomètres ; leur précision peut atteindre 10-4. Enfin, pour enregistrer des pressions rapidement variables, on emploie des capteurs de pression à quartz piézo-électrique, à inductance ou à capacité variables, etc.
 
Baromètres
Les baromètres utilisés pour la mesure de la pression atmosphérique ne diffèrent pas, dans leur principe, des manomètres, seulement, comme il s’agit d’une pression absolue, la mesure est faite par rapport au vide. Deux types de baromètres sont universellement employés. Le baromètre à mercure est constitué par un réservoir dans lequel plonge un tube d’environ 90 cm de hauteur dont la partie supérieure, fermée, est vide d’air. Le mercure doit être pur et sec, le remplissage fait avec précaution pour éviter l’introduction accidentelle d’air dans la partie supérieure du tube. La hauteur de la colonne barométrique se lit sur une règle graduée verticale dont le zéro coïncide avec la surface libre du mercure dans le réservoir ; dans les appareils de précision, un dispositif de visée permet d’apprécier le dixième de millimètre. La lecture doit en outre subir une correction de température (dilatation du mercure et de l’échelle) et éventuellement de latitude (influence de la gravité) ; en météorologie, il est aussi nécessaire de ramener la mesure au niveau de la mer (correction d’altitude) pour rendre comparables entre elles des observations faites en des lieux différents. Le baromètre anéroïde est formé d’une capsule déformable vide d’air qui s’aplatit plus ou moins sous l’action de la pression atmosphérique. La déformation de la capsule est amplifiée par un système de leviers et transmise soit à une aiguille indicatrice, soit à un style enregistreur (barographe). Ce type d’instrument est plus robuste et plus maniable que le baromètre à mercure ; sa précision, moins bonne, atteint néanmoins 10-3. Certains modèles sont utilisés comme altimètres, notamment à bord des aéronefs.