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).

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 XVII^e et au début du XVIII^e 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 9^e 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 ¹⁄₄₀₀^e 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]
Échelle → Température ↓	Kelvin	Celsius	Centigrade (historique)	Fahrenheit			Rankine	Delisle	Newton	Réaumur	Rømer
Échelle → Température ↓	Kelvin	Celsius	Centigrade (historique)	originelle	historique	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 à la surface de la Terre par télédétection[alpha 2]	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
Point de fusion de l'eau (à pression atmosphérique)[alpha 3]	273,150 089(10)	0,000 089(10)	0	32	32	32,000 160(18)	491,670 160(18)	≈ 150	≈ 0	≈ 0	≈ 7,5
Point triple de l'eau	273,160 0(1)	0,010 0(1)				32,018 0(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 4]	329,8	56,7				134	593,67	67,5	18,7	45,3	33,94
Point d'ébullition de l'eau (à pression atmosphérique)	373,133 9	99,983 9	100	≈ 212	212	211,971	671,641	0	33	80	60
Point 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
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). Enregistrée par satellite en Antarctique le 10 août 2010[5]. Les échelles de température modernes étant définies par le point triple de l'eau à 0,01 °C, la température de fusion de l'eau mesurée précisément est de 0,000 089(10) °C. Enregistrée à Furnace Creek aux États-Unis le 10 juillet 1913[6].

Notes et références

L'écart entre les deux échelles est minime : ²⁵⁄_1 000 °C précisément à 100 °C.
Leduc et Gervais 1985, p. 26.
Parrochia 1997, p. 97-98.
Dictionnaire de l'Académie Française, 8^e édition, 1932–1935.
NASA, « La Nasa identifie l'endroit le plus froid de la Terre », Le Figaro, 11 décembre 2013 (consulté le 25 avril 2015).
Commission de climatologie, « Communiqué de presse n^o 956 », Organisation météorologique mondiale, 13 septembre 2012 (consulté le 26 septembre 2012).

Bibliographie

Richard Leduc et Raymond Gervais, Connaître la météorologie, Sillery, Presses universitaires du Québec, 1985, 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, 1997, 250 p. (ISBN 978-2-87673-238-4, lire en ligne)

Articles connexes

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