logo
XVIIIe siècle : déterminer l'échelle de température

Pour mesurer une température, il faut définir des points auxquels on puisse se référer, et entre lesquels on détermine une échelle linéaire de température. Pour déterminer ces points, les scientifiques se tournèrent tout simplement vers des phénomènes proches de la vie quotidienne. Au XVIIIe siècle, la fabrication du froid n'était pas encore connue. On envisage donc une référence physique plus accessible que la congélation de l'eau : ce fut la température des caves de l'Observatoire de Paris, de 11,86 degrés à l'époque, proposée par La Hire vers 1709. D’autres repères furent également utilisés : le point de fusion du beurre, la température d’un mélange de glace et de sel, la température du sang... Chaque constructeur déterminait lui-même la graduation : celle-ci portait à la fois sur le nombre de divisions entre les deux points fixes considérés, ainsi que sur le sens des degrés croissants, qui dans certaines échelles indiquait l’échauffement, dans d’autres le refroidissement.

Détermination du zéro (crédit : Ganot 1866)
 AU FIL DE L'HISTOIRE 
 DU PRINCIPE A L'UTILISATION 
 AU SERVICE DE LA SCIENCE 
AU FIL DE L'HISTOIRE
1794 : l'échelle de température

En 1794, la Convention décide que le "degré thermométrique serait la centième partie de la distance entre le terme de la glace et celui de l'eau bouillante ". Le choix d'une telle échelle, de 0 à 100, fut difficile car il impliquait l'utilisation de nombres négatifs pour les températures inférieures à zéro, lesquels étaient mal maitrisés au XVIIe siècle. En octobre 1948, le nom de degré Celsius est choisi par la IXe Conférence Internationale des Poids et Mesures.

Détermination du point 100 (crédit : Ganot 1866)

 >Téléchargez gratuitement le dossier complet et les images 
LE THERMOMETRE
Fin du XVIIe siècle : les premiers thermomètres à liquide

En 1654, les premiers thermomètres à tube scellé contenant du liquide voient le jour, sous l’impulsion de Ferdinand II, grand duc de Toscane. Au tube scellé rempli d’alcool était associé un système de 50 graduations à intervalles réguliers afin de pouvoir repérer la température (cf dossier ressource sur la règle). En hiver, il descendait jusqu'à 7 degrés et montait, en été, jusqu'à 40 degrés. Dans la glace fondante, il marquait 13,5 degrés.    

Ferdinand II


1741 : le thermomètre à mercure de Celsisus

Le physicien suédois Celsius (1701-1744) construisit en 1741 un thermomètre à mercure  basé sur une échelle centésimale, qui marquait 100 ° au point de congélation de l'eau et 0 ° au point d'ébullition de l'eau !! Mais en 1745, après la mort d’Anders Celsius, Linné (1707-1778) inversa l'échelle des températures et présenta à l'Académie suédoise un thermomètre à mercure qui marquait 0 ° pour la glace fondante et 100 ° pour l'eau bouillante, au niveau de la mer. 

Celsius

1717 : le thermomètre à mercure de Fahrenheit

En 1717, le savant allemand Gabriel Fahrenheit (1686-1736) remplace l'alcool par du mercure. S’inspirant de la méthode d’étalonnage du thermomètre à alcool du danois Ole Romer, Fahrenheit construit un thermomètre qui marque le point de fusion de la glace à 32 degrés et la température du corps humain à 96 degrés. Il donne au thermomètre sa forme définitive. Fahrenheit n'utilisera jamais le point d'ébullition de l'eau comme point fixe qu'il estima cependant à 212 degrés. Ce sont les fabricants qui lui succédèrent qui assimileront définitivement les points fixes de l'échelle à 32 et 212 °F.

Gabriel Fahrenheit

1848 : l'échelle absolue de température

Pour rendre la mesure indépendante de repères thermométriques tels que la température d'ébullition ou de congélation de l'eau, le physicien anglais William Thomson, plus connu sous le nom de Lord Kelvin, propose la notion de température absolue. Une variation d’un degré K correspond à la variation d’un degré Celsius, mais le zéro se trouve reporté à environ -273,15 degrés Celsius, c’est-à-dire la température la plus basse qu’il puisse exister dans l’univers et qui correspond à l’arrêt de l’agitation moléculaire*. L’actuelle unité internationale de température est le Kelvin (K) et par convention, le zéro absolu est égal à 0 K.

Lord Kelvin

1612 : le thermoscope

Dans l'objectif de suivre l'évolution de la fièvre chez ses malades, le médecin Santorio Santorio (1561-1636) conçoit un thermomètre à air basé sur la dilatation thermique de l'eau, le thermoscope. Le malade introduisait la petite boule de verre dans sa bouche ou la tenait dans le creux de la main. Le changement de température de l'air induit faisait varier le volume d'eau, déplaçant ainsi la colonne d'eau dans le tube. Santorio signale son instrument dans une publication en 1612 et le décrit en 1630. Mais le principal inconvénient du thermomètre à air était d'être sensible à la pression atmosphérique.

Santorio Santorio