Comment mesurer la pression atmosphérique?

Afin de comprendre ce qu’est la pression atmosphérique, nous verrons les types de pression mesurés par les capteurs de pression. Ensuite, nous nous attarderons sur les baromètres, qui sont les capteurs de pression spécifiques pour la pression atmosphérique.

Les capteurs de pression

Dans le Système International, la pression est mesurée en Pascal (Pa). La définition d’un Pascal est une quantité de force (en Newton) par unité de surface (en mètre carré). Les capteurs de pression mesurent tous la pression par rapport à une référence. Cette dernière est ce qui distingue le type de pression mesuré par le capteur. 

Dans un capteur de pression absolue, il existe une composante qui est à la pression nulle (0 Pa), créée par un vide d’air complet. Cette composante vide sert de référence pour l’élément sensitif de ce capteur. C’est le type de capteur de pression auquel nous nous intéresserons le plus dans cet article, puisque la mesure de la pression atmosphérique est celle d’une pression absolue. Dans l’illustration ci-dessous, l’exemple de pression absolue est d’ailleurs la mesure de la pression atmosphérique.

Un capteur de pression manométrique utilise comme référence la pression atmosphérique. Plutôt que d’avoir une composante de vide absolu, il y a une entrée d’air dans le capteur pour donner comme référence la pression atmosphérique du moment. Un sphygmomanomètre, l’appareil de pression artérielle chez le médecin, est l’un de ces types de capteur. Dans l'illustration ci-dessous, la pression normale de 120/80 est représentée. La jauge pour la pression des pneus d’un véhicule est aussi un capteur de pression manométrique. La pression normale des pneus d’une voiture est aussi illustrée ci-dessous.

Un capteur de pression différentielle mesure la différence de pression entre 2 points, avec deux entrées variables. Il n’y a aucune référence fixe comme dans les cas des capteurs de pression absolue ou manométrique. Il permet par exemple de mesurer la pression dans des chambres à pression négative, pour s’assurer que le flux d’air soit sortant. Ce genre de chambre a un différentiel de pression de -30 Pa. Comme il était impossible de représenter une si faible différence de pression dans l’illustration ci-dessous, nous avons plutôt montré ce qu’est une pression différentielle calculée.

 

Survol de différent types de baromètres

Il existe des unités de pression autre que le Pascal dans le langage courant, par exemple, les mmHg (millimètres de mercure) ou les inHg (pouces de mercure). Cela vient du fait que les premiers baromètres étaient constitués d’une colonne vide renversée sur un réservoir de mercure, et que la hauteur à laquelle le mercure montait dans la colonne était corrélée à la pression de l’air. Ici, on voit que la pression atmosphérique au niveau de la mer est de 760 mmHg (76 cmHg ou 29.92 inHg).

Crédit image: Adobe Stock

Ensuite, apparaît le baromètre anéroïde, où une flèche indique la pression atmosphérique. La boîte métallique réagit au changement de pression atmosphérique et agite les leviers qui sont reliés à une chaîne, qui elle fait tourner l’aiguille. Les nombres sur le cadran ci-bas sont en inHg. Certains cadrans de baromètres anéroïdes indiquent même si le temps sera à la tempête, pluvieux, variable, beau ou sec, plutôt que les pressions atmosphériques.

Ce type de baromètre était utilisé dans les barographes, pour garder une trace de la pression atmosphérique de jour en jour dans les stations météorologiques. 

De nos jours, les baromètres usuels sont surtout numériques. Plus précis, plus petits et où l’électronique a un rôle prépondérant. 

Sans entrer dans les détails des circuits électriques impliqués, un capteur de pression atmosphérique numérique est typiquement composé d’un transducteur de pression et d’un voltmètre, sur une puce. 

Pour en savoir plus sur les baromètres numériques ou pour connaître les utilités d’un baromètre USB, cliquez sur les liens pertinents.

Néanmoins, il est à noter que malgré la grande capacité de précision des baromètres électroniques, l’étalon primaire du CNRC demeure un baromètre à mercure.

 

Références

Atmospheric pressure | Definition & Variation | Britannica. (2023). In: Encyclopædia Britannica. [online] Available at: https://www.britannica.com/science/atmospheric-pressure#ref128229 [Accessed 8 Feb. 2023].

Barometer | Definition, Types, Units, & Facts | Britannica. (2023). In: Encyclopædia Britannica. [online] Available at: https://www.britannica.com/technology/barometer [Accessed 8 Feb. 2023].

Desquerre, I., Brouqui, P. and Boudjema, S. (2021). Chambres à pression négative et gestion du risque épidémique. Médecine de Catastrophe - Urgences Collectives, [online] 5(2), pp.137–142. doi:https://doi.org/10.1016/j.pxur.2021.04.003.