La pression atmosphérique

BRUNET Jérémy
MEAR Josselin
RICHARD Benjamin
Réalisation d’un baromètre électronique
I. Etude de la pression
- L’origine du baromètre
- Le baromètre lié à la météorologie
- Définition de la pression
- Utilité de la pression avec la météorologie
- Etudes des variations
II. Montage électronique
- Description du capteur
- Réalisation du montage sous PSPICE
~ Création du montage
~ Prises de mesures sur PSPICE
- Etude du CAN
- Création du circuit imprimé
- Réalisation du montage sur le circuit
- Etalonnage du capteur
III. Partie Informatique
- Acquisition des données
- Réalisation du programme de lecture en C
- Analyse des données transmises par le CAN
- Affichage de la pression via le programme
- Analyse météorologique des données

Les origines du baromètre
Le baromètre commence à être étudié vers 1635 lorsque Galilée est confronté à un
problème du à un pompage d'eau. Celui-ci meurt avant de pouvoir résoudre le
problème mais soulève la solution que l'air doit avoir un poids.
Torricelli, qui succède à Galilée dans ce projet utilise ses notes et démontre, avec un
tube de mercure, que l'air possède bien un poids. Ses expériences prouvent que
quelque soit la plongée du tube dans la bassine de mercure, la hauteur reste la
même. Il remarque aussi que la hauteur du mercure dans le tube varie au cours du
temps. En 1643, Torricelli invente donc le baromètre.
Dans les années qui suivirent, Pascal réitéra l'expérience de Torricelli à différentes
altitudes. Cette dernière permis de montrer que l'air avait en effet un poids car la
hauteur du tube dans le mercure variait suivant l'altitude à laquelle se trouvait Pascal.
De nos jours, le tube de mercure n'est plus utilisé car il était encombrant et c'est un
métal cher et toxique.
Il existe aussi trois autres sortes de baromètres sans prendre en compte les
barographes qui permettent de mettre sur papier les variations de pression.
Le baromètre à eau qui dépende de trop de variables et n'est donc plus utilisé sauf
en tant qu'objet de décoration.
Le baromètre à gaz qui consiste à remplacer le mercure par un gaz qui se comprime
et se détend suivant la pression atmosphérique.
Le baromètre anéroïde qui indique la pression sur un cadran. Celui-ci fonctionne
grâce à une aiguille qui varie suivant la pression appliquée sur un ressort.
Le baromètre lié à la météorologie
Beaucoup de baromètres différents ont été créés durant les années qui suivirent son
invention mais il n'a pas été utilisé dans un but météorologique mais seulement pour
étudier les propriétés mécaniques de l'air. La compréhension réelle de la pression
atmosphérique a été longue et difficile durant tout ce temps et parfois de mauvaises
interprétations ont été déduites.
Il a fallu attendre le XXème siècle pour voir donner au baromètre une véritable
utilisation météorologique. Il faut pour cela étudier cette mesure sur plusieurs heures
pour voir apparaître des variations en fonction de l'arrivée d'une tempête ou d'un
ensoleillement.
Baromètre de Goethe Baromètre anéroïde Baromètre à mercure

La pression atmosphérique
La pression atmosphérique représente la masse de l’atmosphère. Elle se mesure en
hectoPascal. Elle varie suivant la composition de l’air et le nombre de molécules qui
y sont présente. Le pression subie des variations verticales (d’un facteur 10 tous les
16km) et horizontales.
On a les formules suivantes :
P=F/S
PV=nRT qui conforme que le nombre de molécules présente fait varier la valeur de la
pression.
P = Pression en Pa
V = Volume en m3
R = Constante qui vaut 8.31 J mol-1 K-1
T = Température en Kelvin
n = Quantité de matière en mol
Il arrive aussi que l’on mesure la pression en psi (Pound per Square). C’est une unité
de pression anglo-saxonne.
Nous avons la relation suivante :
1 psi = 6 894 Pa = 0,068 94 bar
Utilité de la pression avec la météorologie
Dans la météorologie, la pression est un outil qui peut servir pour envisager les
conditions à venir. Les baromètres sont des instruments permettant d’interpréter les
diminutions ou augmentations de la pression. Elle s’étudie sur une longue durée pour
pouvoir établir des hypothèses sur les variations météorologiques.
Nous savons aussi que la pression subie des variations verticales et horizontales. On
étudie donc ces variations pour prévoir les changements de temps. Ainsi, nous
pouvons anticiper l’arrivée d’un anticyclone, d’une dépression ou tout autre
phénomène s’y rapportant.
L’anticyclone est une région où la pression est plus élevée que dans les autres
zones de même niveau. Il est souvent signe de beau temps bien qu’il puisse
entraîner des orages l’été et du brouillard en hiver. Cette tendance vers un beau
temps est due aux vents à la base de l’anticyclone. Ceux-ci induisent un courant d’air
chaud et donc une évaporation. C’est pour cela qu’un anticyclone prévoit un beau
temps.
La dépression est une région où la pression est plus basse que dans les autres
zones de même niveau. On remarquera aussi qu’une dépression s’accompagne
souvent un mauvais temps.
Le thalweg est une zone de dépression étendue. On peut distinguer un axe au centre
de chaque étendue horizontale. La direction de cet axe reste la même sur toute la
surface dépressive.
La dorsale est une zone, à l’inverse du thalweg, dans laquelle on trouve une étendue
anticyclonique. Tout comme pour le thalweg, on distingue un axe en son centre pour
toute partie horizontale. La direction de cet axe est la même sur toute l’étendue.