La mesure barométrique - Galilée nous propulse au siècle des Lumières alors que l’intérêt pour la montagne s’éveille.
A l'aube XVIIe siècle on commence à gravir des sommets montagneux dans un but purement scientifique : c'est le cas de Perrier au Puy de Dôme, de Caswell au Snowdon, de Bernouilli à l'Olympe, d'Otto von Guericke au Brocken ainsi que des écrivains Rousseau ou George Sand, ou les premiers alpinistes comme Ferdinand de Saussure. L'aristotélicien Scipione Chiaramonti (1562-1652) consacre tout un ouvrage à l'altitude du Caucase.
1638 -
Galilée constate qu'une colonne d'eau ne monte pas à plus de 18 brasses (10,50 m), quelle que soit la force de la pompe. Mais pour lui, ce phénomène reste inexplicable.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Barom%C3%A8tre
1644 - L’auteur réel de l’invention du baromètre est
Evangelista Torricelli (1608-1647) qui effectua l’expérience en 1644, en remplaçant l’eau par du mercure. Il entrevoit tout de suite la possibilité d'une variation selon l'altitude : « nous vivons au fond d'un océan d'air élémentaire dont on sait, par des expériences indubitables, qu'il est pesant… [il y a la possibilité] que ce poids… corresponde à l'air très bas, là où se trouvent les hommes et les animaux, et que l'air devienne très pur au-dessus de cimes élevées et qu'il y ait un poids de beaucoup moindre à la quatre centième du poids de l'eau. »
1648 – L'expérience de Torricelli posait deux problèmes. D'une part, il fallait comprendre pourquoi le mercure (ou l'eau) se stabilisait toujours à la même hauteur. D'autre part, il s'agissait de savoir ce qui apparaissait en altitude : y avait-il encore de l'air ? une autre matière subtile ? ou tout simplement rien ?
A l’époque, la question était surtout
théologique et elle intéressa
Pascal. Si l'air était un fluide hydrostatique, que par conséquent la colonne de mercure s'équilibrait avec le poids de l'air, cela voulait dire que cette hauteur de mercure varierait avec l'altitude. Le meilleur moyen de le prouver était donc de répéter l'expérience de Torricelli sur une montagne.
C'est afin de vérifier la différence de pression atmosphérique selon l’altitude qu'a lieu, en 1648 au Puy de Dôme et à l'instigation de
Pascal, la grande expérience de « l'équilibre des liqueurs qui démontre la pesanteur de l'air ». A Clermont, la colonne de mercure du baromètre mesure 71,2 cm ; au sommet, elle ne fait plus que 62,7 cm.
Cependant, si Pascal estime alors la différence d'altitude entre Clermont et le Puy de Dôme à environ 500 toises (974 m ; la différence réelle est à peine supérieure), ce n'est pas sur la base de calculs à l'aide du baromètre, qui seront encore longtemps impossibles. Pour que l'altimétrie barométrique devienne envisageable, il fallait en effet réunir trois conditions : 1) rendre l'instrument suffisamment précis ; 2), trouver les équivalences entre hauteurs de mercure et altitudes, à l'aide de mesures géométriques (nivellement ou triangulation) ; 3), établir une formule qui rende compte aussi exactement que possible de la relation entre les deux séries. Tout cela — et surtout le point 2 — obligeait les savants à s'intéresser à la montagne, et surtout à la fréquenter.
1661 - C'est
Robert Boyle qui comprend le premier que l'atmosphère n'est pas partout de la même consistance (38), donc que la correspondance entre hauteur de mercure et altitude n'est pas arithmétique.
1676 -
Edme Mariotte (v. 1620-1684) dans son Essai sur la nature de l'air (1676) fournit la première formule empirique associant l'altitude à la hauteur de mercure dans le tube.
1686 -
Edmund Halley (1656-1742), donne une formulation mathématique associée à une constante. Néanmoins, cette méthode souffre de nombreux inconvénients, et ne peut prétendre avoir une valeur quantitative que si les caractéristiques générales des variations verticales de la pression avec l'altitude sont connues, ce qui est loin d'être le cas à l'époque de Pascal et de l'application de cette méthode (au début du 18e siècle essentiellement).
Pour être capable de comprendre (et donc connaître) la variation verticale de la pression avec l'altitude, il faudra attendre la fin du 18e siècle avec les travaux sur la théorie des gaz parfaits (Mariotte) et sur l'équilibre hydrostatique de ces gaz (Laplace). En conséquence, la méthode barométrique, qui chronologiquement a été limitée à la période fin 17e - début 18e siècle, a souffert d'une grande imprécision. Ajoutons aussi comme source d'erreur additionnelle la variation dans le temps de la pression atmosphérique en chaque lieu, qui vient sévèrement entacher d'erreur la détermination de l'altitude de référence, étape primordiale pour cette méthode. Cette méthode à été notamment utilisée par
Monge en 1774, pour tenter de mesurer le Pic du Midi de Bigorre.
1754 Les genevois Jean-André (1727-1817)et Guillaume-Antoine
Deluc, des amis de Jean-Jacques Rousseau, passionnés par la physique du globe et la formation des montagnes, s'étaient déjà rendus à Chamonix, avaient gravi le Brévent pour "examiner" le Mont-Blanc et le mesurer. Mais le baromètre avait été cassé dans le transport.
1770
Jean-André Deluc le physicien entreprit alors la mise au point d'instruments de mesure portatifs et leur étalonnage en vue de mesurer le Mont-Blanc. En 1762 il envoie à l'Académie des Sciences de Paris : "Recherches sur la loi des condensations de l'atmosphère et sur la manière de mesurer, par le baromètre, la hauteur des lieux accessibles." qui fut approuvé par La Condamine et Lalande. Mais il fallait éprouver sur le terrain la fiabilité de ces instruments. C'est l'ascension du glacier du Buet qui fut tentée par les deux frères en 1765, sans succès. Après trois autres tentatives, ils parvinrent au sommet en août 1770. Le récit de leur course a été mis en forme et publié par Pierre Gédéon Dentand qui les accompagnait en 1776. On y trouve tous les éléments d'une première et cela pour la première fois : de la préparation du matériel et de l'itinéraire à la joie de la réussite, de l'incertitude des conditions climatiques à l'accident et au bivouac forcé. Cependant Jean-André Deluc effectua ses relevés au sommet et mesura le Mont-Blanc à 2391 toises soit 4660m d'altitude.
1787
Horace-Bénédicte de Saussure (1740-1799). Il accomplit 4 heures et demi d'observations au sommet du Mont Blanc : couleur du ciel, humidité de l'air, température d'ébullition de l'eau, pression atmosphérique, pulsations cardiaques, et bien sûr, altitude : 2450 toises soit 4775 mètres
http://www.recherche.fr/encyclopedie/Horace-B%C3%A9n%C3%A9dict_de_Saussure
Quid ?
