MILLIMÈTRES

Si le tube est sensiblement cylindrique, on peut admettre que son diamètre soit le même partout où peut se placer le niveau du mercure. Dans ces conditions, et surtout si Ton a soin de donner, avant chaque lecture, quelques légers chocs à l'instrument, le ménisque reprend toujours sensiblement la môme forme et la même flèche. La dépression capillaire est alors une constante pour un instrument donné, et le moyen le plus sûr de la connaître avec précision est de comparer la hauteur du mercure dans l'instrument à la hauteur dans un baromètre normal placé à côté et observé en même temps. Celle détermination est faite une fois pour toutes, ou répétée seulement de temps en temps.

483. Correction de la pointe. — Nous avons supposé que le zéro de l'échelle divisée coïncidait avec l'extrémité de la pointe d'ivoire; comment s'en assurer?

1° Après avoir renversé l'instrument, de manière à mettre en bas l'extrémité fermée du tube, il faudrait démonter la cuvetle de manière à dégager la pointe ; puis, à l'aide d'un cathétomètre on mesurerait la distance verticale de l'extrémité de cette pointe à l'une des divisions de l'échelle.

2° Une méthode préférable consiste à comparer les indications de l'instrument avec celles d'un baromètre normal; la différence représente à la fois la correction capillaire et la correction de la pointe; c'est une constante de l'instrument.

Après avoir fait subir ces deux premières corrections à la lecture de l'instrument, on procédera comme nous l'avons indiqué à propos du baromètre normal pour calculer la hauteur barométrique.

BAROMETRE

BayLassac. — Imaginé par Gay-Lussac en d816, cet instrument est un èaromètre à siphon modifié de manière ft ce que l'accès de l'air dans la chambre barométrique devienne sinon impossible, du moins très difficile. Les deux branches A et B (lig. 347) sont réunies par un tube capillaire de un à deux millimè-

très de diamètre intérieur, rejeté latéralement, La branche inférieure ne communique avec l'air que par une très petite ouverture 0, obtenue en enfonçant la pointe d'une aiguille dans le verre ramolli préalablement avec le dard d'un chalumeau; cette ouverture laisse la pression atmosphérique s'exercer sur le mercure, mais elle est trop étroite pour laisser sortir le liquide. L'inslrumentest renfermé dans un étui métallique percé, dans les régions où doivent arriver les niveaux du mercure, de deux fenêtres porlant chacune un curseur à vernier, comme nous l'avons indiqué pour le baromètre de Fortin (480) ; sur l'un des bords de chacune de ces fenêtres sont

tracées deux graduations linéaires ayant même zéro, Tune ascen dante, l'autre descendante. Par conséquent, pour obtenir la hauteur barométrique, on doit faire deux lectures, et ajouter les nombres ainsi trouvés.

Quand on veut transporter ce baromètre, on le retourne comme l'indique la figure 3i8. Le mercure se divise alors en deux parties, l'une qui remplit la branche B, et l'autre qui retombe dans la branche A.

Dans le retournement, le tube étroit CD, qui termine la grande branche B, se trouve ainsi constamment rempli de mercure, et il faudrait évidemment, à cause de son faible diamètre, des secousses très brusques pour que l'air puisse diviser la colonne mercurielle qu'il contient, et pénétrer dans la chambre barométrique.

485. Perfectionnement de Bitnten. — En outre, au moyen du perfectionnement que nous allons décrire, Bunten, chargé de la construction du baromètre de Gay-Lussac, a rendu presque impossible l'arrivée d'un pareil accident.

Le tube étroit qui réunit les deux branches du tube barométrique est formé de deux parties : la partie supérieure E (tig. 349) se termine par une pointe effilée ; elle est soudée à l'intérieur d'un tube plus large CD, qui n'est que la continuation de la partie inférieure du tube étroit. Dans ces conditions, l'air qui aurait franchi par accident la partie recourbée BC du tube étroit cheminerait, sans diviser la colonne mercurielle, le long des parois du tube CD, et viendrait se loger dans la chambre ménagée en D à la partie supérieure de ce tube; il y prendrait alors une pression mesurée par la hauteur de la colonne de mercure qui surmonte le niveau w, et la différence des niveaux du mercure dans les deux branches ne serait évidemment pas changée.

486*. En donnant aux deux branches A et B (fig. 347) le même diamètre, Gay-Lussac espérait éliminer l'influence de la capillarité. En réalité, les deux surfaces du mercure, dont l'une est dans le vide et toujours parfaitement nette, l'autre exposée à l'air et toujours plus ou moins oxydée, ont des tensions superficielles différentes et exigent deux corrections distinctes. De plus, si, en raison de la faible masse de mercure qu'il contient, le premier est plus facile à transporter que le second, il est en revanche beaucoup plus fragile, et l'observateur ne peut le reconstruire lui-même en cas d'accident. Aussi préfère-t-on généralement aujourd'hui le baromètre de Fortin à celui de Gay-Lussac.

487. Formes dïTerses. — Baromètre de MM, Alvergniat. — MM. Alvergniat ont donné au baromètre de Fortin une forme simple et économique, dont la première idée paraît due à Arago, mais peu sus-

BAROMETRE

ceplible d'un transport en voyage. A la partie inférieure du tube barométrique est mastiquée une pièce de fer, AB (fig. 350), portaùt un pas de vis B et munie à sa partie inférieure d'une pointe d'ivoire V semblable à celle du baromètre de Fortin. La cuvette est formée par un godet cylindrique D en verre, mastiqué sur une pièce de fer C servant d'écrou pour le pas de vis qui termine AB.

Les pas de vis C et B ne sont pas exactement ajustés Tun sur l'autre et ne ferment pas hermétiquement; c'est à travers les interstices qu'ils laissent entre eux que s'exerce la pression atmosphérique.

En tournant la cuvette G dans un sens ou dans l'autre, on amène le niveau du mercure à être en contact avec l'extrémité inférieure de la pointe V, absolument comme dans le baromètre de Fortin ; quant à la graduation, elle est en général tracée sur le verre luimême.

488. Baromètre à niveau invariable. — C'est un instrument fondé sur le principe suivant : si Ton verse une gouttelette de mercure sur un plan de verre, elle tend à prendre la forme sphérique; mais si l'on augmente peu à peu

son volume en ajoutant du mercure avec une

pipette, l'expérience indique que la hauteur

de la goutte ne varie plus à partir du moment

où sa largeur a atteint une certaine limite. Supposons que la cuvette soit un vase de

peu de hauteur AB (fig. 351) et de large section

BC, terminé à sa partie inférieure par un godet

G. Lorsque, par suite d'une variation dans la

pression atmosphérique, le mercure s'élèvera

ou s'abaissera dans le tube barométrique, le

mercure passera du godet G dans la cuvette

AG ou inversement; mais si l'instrument a été

construit de telle sorte que, dans les limites de

pression où il doit servir, le mercure n'atteigne

jamais la paroi latérale AB de la cuvette, ni ne

rentre tout entier dans le godet G, il est bien

clair, d'après ce qui a été dit, que le niveau

pestera constant dans la cuvette. 11 suffira dès

lors de disposer parallèlement au tube une

ichelle divisée, dont le zéro corresponde à ce niveau invariable pour

ivoir la hauteur barométrique en divisions de cette échelle. 189. Baromètre à cadran, — Le baromètre à cadran n'est plus un

baromètre de précision. C'est un baromètre à siphon (fig. 352) formé

^arun tube cylindrique recourbé. Les variations de niveau du mer-

Fig. 351,

cure sont indiquées par une aiguille qui se meut devant un cadran divisé. Cette aiguille fait corps avec Taxe d'une poulie sur laquelle s'enroule un fil portant, d'un côté un flotteur qui repose sur le mercure, de l'autre un contrepoids; l'aiguille tournera donc dansun sens ou dans l'autre, suivant que le mercure montera ou s'abaissera.

490. Baromèires métaiiiqoes. — Dans tous les instruments qai précèdent, la pression atmosphérique est équilibrée par le poids d'une colonne de mercure et indiquée par la hauteur de cette

Fi g. 352.

colonne. Dans d'autres instruments, cette pression est équilibrée par l'élasticité d'une pièce métallique et indiquée par la déformation plus ou moins grande qu'elle imprime à cette pièce. La figure 353 représente le modèle d'un de ces baromètres dû à Bourdon. Un tube T de laiton, à parois minces, et dont la section est figurée en M, es( contourné en cercle et fixé en son milieu F. A ses deux extrémités s'articulent des bielles h et b\ qui font tourner, en se déplaçant, un secteur denté S ; celui-ci engrène avec une roue à l'axe de laquelle est fixée une aiguille qui se déplace sur un cadran divisé. Ce tube T est vide d'air et fermé de toutes parts : aussi, dès que la pression atmosphérique augmente, il s'aplatit et sa courbure diminue, l'aiguille se meut dans un certain sens; dès que la pression atmosphérique diminue, la section s'élargit, la courbure augmente et l'aiguille

marche en sens inverse. Ces baromètres se graduent par comparaison avec un baromètre ordinaire.

Un autre modèle, très répandu aujourd'hui, de baromètre métallique est donné par la figure 354; il comprend une botte métallique B, en forme de cylindre aplati et dont la 'surface supérieure est

plissée de manière & n'opposer qu'une faible réaction élastique aux déformations qu'elle pourra subir. On a fait le vide à l'intérieur, de sorte qu'elle serait écrasée par la pression atMosphérique si sa face supérieure ne portail un pilier métallique M en relation avec un très fort ressort d'acier K; ce ressort contre-balance, par son élasticité, ta pression atmosphérique et constitue ainsi l'organe principal de l'instrument. Suivant que la pression augmente ou diminue, le pilier M s'abaisse ou s'élève; ses mouvements sont transmis à. une aiguille par l'intermédiaire des leviers /, m, de l'axe r, du levier ( et de la chaînes. Un ressort & boudin maintient celte chaine constamment tendue et assure à l'aiguille la position qui correspond i l'état actuel de la boîte cylindrique. Ce baromètre, construit par Vidi, est remarquable par sa sensibilité, ainsi que par la solidité de ses organes principaux.

491. Baromèlres enregisirears. — 11 est souvent utile d'être renseigné d'une façon continue sur la hauteur barométrique. Aussi a-t-on imaginé des instruments conservant la trace de leurs indications, c'est-à-dire des instruments enregistreurs.

492. Baromètre statique. — Plusieurs de ces instruments dérivent du baromètre statique décrit en 1610 par Samuel Morland, sous le nom de steelyord barometer, et dont nous donnerons le principe.

Considérons un baromètre qui doit être, comme nous le verrons, muni d'une large chambre barométrique et, à sa base, d'un large manchon (fig. 355). Supposons-le suspendu a l'extrémité du fléau d'une balance et équilibré, pour une valeur déterminée H de la hau-

leur barométrique, par un contrepoids placé à Tautre extrémités L'effort qu'il exerce sur le fléau est égal, d'après le principe d'Archi-

mède, au poids T du tube, augmenté du poids M du mercure qu'il contient, et diminué du poids m du mercure déplacé par la partie inférieure et du poids A de l'air déplacé par la partie supérieure. Si la pression atmosphérique varie, la difl'érence des niveaux du mercure dans le tube et dans la cuvette variera aussi et deviendra H -h AH. En même temps. M, m et A deviendront M -h AM, m -h Am, A + AA,et l'effort exercé par le tube à l'extrémité du fléau variera de la quantité

AM — Am — AA,

OU simplement, à cause de la petitesse de AA, de la quantité

p = AM — A m.

Nous nous proposons d'évaluer cette variation en fonction de AH. Soient :

s la section de la chambre barométrique, dans sa partie cylindrique supérieure, s' la section totale du manchon qui entoure le tube à sa partie inférieure,

(T la section comprise entre la paroi interne de la cuvette et le manchon,

y la quantité dont le niveau du mercure dans le tube s'est élevé par rapport à un plan horizontal fixe, à la suite de la variation AH,

X Ja quantité dont s'est élevé de même le niveau du mercure dans la cuvette,

a la quantité dont le tube barométrique a pu descendre par rapport à la cuvette supposée fixe,

cj le poids spécifique du mercure.

Fi^. 355.

On a

d'où

Or

AM = s (y -\- a) zn et Am = à' (.r + «) cr?

p = Tn[s(y + a) — s' {x + a) ].