Journée Mondiale de la Métrologie.Tunis le 25 décembre 2019
03/05/2017
Pr. Sadok BEN JABRALLAH,
• Faculté des Sciences de Bizerte(Université de
Carthage)
• Laboratoire d’Energétique et des Transferts Thermique et
Massique
S. Ben Jabrallah Journée Mondiale de la Métrologie-2019 Tunis, 25/12/2019
La température: rôle important dans la vie
03/05/2017S. Ben Jabrallah Journée Energies Renouvelables et Efficacité Energétique FSB, 2/5/2018S. Ben Jabrallah Journée Mondiale de la Métrologie-2019 Tunis, 25/12/2019
• La température est une des grandeurs les plus mesurées
Plus que 50% des mesures dans le monde
• La température est une grandeur « humaine »
• La température était repérée et avant d’être mesurée
Les échelles de température
03/05/2017S. Ben Jabrallah Journée Mondiale de la Métrologie-2019 Tunis, 25/12/2019
• Farenheit (1720): eau-glace-sel et ébullition de l'eauLe corps humain à 100°F
• Celsius (1741) : congélation et ébullition de l'eau: degré Celsius ou degré centigrade (échelle divisée par 100).
1) Trouver un intervalle entre deux points de référence
2) Lois thermodynamiques : nécessité d’une échelle de température ayant une limiteinférieure infranchissable (le zéro absolu)
• Lord Kelvin (19ème siècle) décale le zéro à -273,16 et garde le même intervalle pour chaque degré (on parlait de degré Kelvin)
Règles de conversion
03/05/2017S. Ben Jabrallah Journée Mondiale de la Métrologie-2019 Tunis, 25/12/2019
Entre Fahrenheit et degré Celsius Entre degré Celsius et Kelvin
Unités du SI : Unités de base et interconnections
03/05/2017S. Ben Jabrallah Journée Mondiale de la Métrologie-2019 Tunis, 25/12/2019
Système SI : Historique
03/05/2017S. Ben Jabrallah Journée Energies Renouvelables et Efficacité Energétique FSB, 2/5/2018S. Ben Jabrallah Journée Mondiale de la Métrologie-2019 Tunis, 25/12/2019
Historique du Kelvin
03/05/2017
• Le Kelvin a été introduit en tant qu’unité de base en 1954, lors de 10ème
CIPM.
Définition (degré kelvin): Le kelvin, unité de température thermodynamique,
est la fraction 1/273,16 de la température thermodynamique du point triple
de l’eau. Il en résulte que la température thermodynamique du point triple
de l’eau est égale à 273,16 kelvins exactement, TTPW = 273,16 K.
• Le Kelvin a été introduit dans le SI en 1960 (date de l’adoption du SI)
• 1968 : on parle de « Kelvin » au lieu de « degré kelvin »
S. Ben Jabrallah Journée Energies Renouvelables et Efficacité Energétique FSB, 2/5/2018S. Ben Jabrallah Journée Mondiale de la Métrologie-2019 Tunis, 25/12/2019
Historique du Kelvin
03/05/2017
• En 2005: la définition du Kelvin se réfère à une eau d’une
composition isotopique définie par les rapports de quantité de
matière suivants : 0,000 155 76 mole de 2H par mole de 1H, 0,000
379 9 mole de 17O par mole de 16O et 0,002 005 2 mole de 18O par
mole de 16O .
• VSMOW: Vienna Standard Mean Ocean Water
S. Ben Jabrallah Journée Energies Renouvelables et Efficacité Energétique FSB, 2/5/2018S. Ben Jabrallah Journée Mondiale de la Métrologie-2019 Tunis, 25/12/2019
Le kelvin: Mise en pratique
03/05/2017S. Ben Jabrallah Journée Mondiale de la Métrologie-2019 Tunis, 25/12/2019
La définition du Kelvin
se base sur le point triple
de l’eau : le kelvin, unité
de température
thermodynamique, est la
fraction 1/273,16 de la
température
thermodynamique du
point triple de l'eau.
Le kelvin: Mise en pratique
03/05/2017S. Ben Jabrallah Journée Energies Renouvelables et Efficacité Energétique FSB, 2/5/2018S. Ben Jabrallah Journée Mondiale de la Métrologie-2019 Tunis, 25/12/2019
Echelle Internationale de Température EIT-90
03/05/2017S. Ben Jabrallah Journée Mondiale de la Métrologie-2019 Tunis, 25/12/2019
Il n’existe pas de thermomètre pouvant couvrir tout le domaine.Pour l’étalonnage, on utilise les points fixes de l’EIT-90:
Ce que l’on reproche à l’ancienne définition?
03/05/2017S. Ben Jabrallah Journée Energies Renouvelables et Efficacité Energétique FSB, 2/5/2018S. Ben Jabrallah Journée Mondiale de la Métrologie-2019 Tunis, 25/12/2019
- la mise en pratique de la définition
actuelle repose de fait sur un artéfact. La
réalisation d’une cellule au point triple de
l’eau, dont la définition et les spécifications
ont évolué dans le temps, avec une
incertitude de réalisation non négligeable.
- La définition repose sur des
caractéristiques macroscopiques d’un
corps, ici l’eau.
- l’artéfact est un obstacle à l’innovation
Cellule du point triple de l’eau
Système SI : Mise en pratique des unités de base
03/05/2017S. Ben Jabrallah Journée Energies Renouvelables et Efficacité Energétique FSB, 2/5/2018S. Ben Jabrallah Journée Mondiale de la Métrologie-2019 Tunis, 25/12/2019
C'est cette dernière voie qui est suivie en 2018
pour redéfinir quatre des unités de base du SI. Chaque
unité de base du SI sera définie à l’aide d’une constante
physique fondamentale.
Unités du SI : redéfinition en 2018
03/05/2017S. Ben Jabrallah Journée Mondiale de la Métrologie-2019 Tunis, 25/12/2019
Unités du SI : redéfinition en 2018
03/05/2017S. Ben Jabrallah Journée Mondiale de la Métrologie-2019 Tunis, 25/12/2019
Nouvelle définition du kelvin
03/05/2017S. Ben Jabrallah Journée Mondiale de la Métrologie-2019 Tunis, 25/12/2019
Le kelvin, K, est l'unité thermodynamique de température ;
sa valeur est définie en fixant la valeur numérique de la
constante de Boltzmann à exactement 1,380 649
× 10−23 quand elle est exprimée en s−2 m2 kg K−1, ce qui
correspond à J.K−1
Conséquence immédiate :
Le kelvin, selon la nouvelle définition,devient relié aux unités de bases:- La seconde- Le mètre- Le kilogramme
Unités du SI
03/05/2017S. Ben Jabrallah Journée Mondiale de la Métrologie-2019 Tunis, 25/12/2019
Détermination de la valeur de la Constante de Boltzmann (kB)
S. Ben Jabrallah Journée Energies Renouvelables et Efficacité Energétique FSB, 2/5/2018S. Ben Jabrallah Journée Mondiale de la Métrologie-2019 Tunis, 25/12/2019
Différentes méthodes
03/05/2017
Détermination de kB
03/05/2017S. Ben Jabrallah Journée Mondiale de la Métrologie-2019 Tunis, 25/12/2019
Le thermomètre acoustique
Le Kelvin : une nouvelle définition
03/05/2017
• Avantages de la nouvelle définition du Kelvin?
- Plusieurs étalons primaires seront distribués dans le monde
- Traçabilité sur de longues périodes- Etalonnage « CONTINU »: Plus
besoin de points fixes- Étalonnage pour les températures
extrêmes (basse et haute)- Amélioration des incertitudes sur
une large gamme de température allant de 0 à qqs milliers de K)
S. Ben Jabrallah Journée Energies Renouvelables et Efficacité Energétique FSB, 2/5/2018S. Ben Jabrallah Journée Mondiale de la Métrologie-2019 Tunis, 25/12/2019
Thermomètre acoustique du LNE-Cnam/LCM
Le Kelvin : une nouvelle définition
03/05/2017
• Conséquences de la nouvelle définition du Kelvin?
- Uniquement quelques personnes dans le monde vont se rendre compte du changement.
- Le reste des utilisateurs ne vont pas s’apercevoir du changement.
S. Ben Jabrallah Journée Energies Renouvelables et Efficacité Energétique FSB, 2/5/2018S. Ben Jabrallah Journée Mondiale de la Métrologie-2019 Tunis, 25/12/2019
Thermomètre acoustique du LNE-Cnam/LCM
Système SI : nouvelle définition
03/05/2017S. Ben Jabrallah Journée Energies Renouvelables et Efficacité Energétique FSB, 2/5/2018S. Ben Jabrallah Journée Mondiale de la Métrologie-2019 Tunis, 25/12/2019
La Conférence générale des poids et mesures (CGPM), à sa 26e réuniondécide qu’à compter du 20 mai 2019, le Système international d’unités, le SI, est le système
d’unités selon lequel :
− la fréquence de la transition hyperfine de l’état fondamental de l’atome de césium 133 non
perturbé, Δν(Cs), est égale à 9 192 631 770 Hz,
− la vitesse de la lumière dans le vide, c, est égale à 299 792 458 m/s,
− la constante de Planck, h, est égale à 6,626 070 15 × 10−34 J s,
− la charge élémentaire, e, est égale à 1,602 176 634 × 10−19 C,
− la constante de Boltzmann, k, est égale à 1,380 649 × 10−23 J/K,
− la constante d’Avogadro, NA, est égale à 6,022 140 76 × 1023 mol−1,
− l’efficacité lumineuse d’un rayonnement monochromatique de fréquence 540 × 1012 Hz,
Kcd, est égale à 683 lm/W,
Le Kelvin : une nouvelle définition
03/05/2017S. Ben Jabrallah Journée Energies Renouvelables et Efficacité Energétique FSB, 2/5/2018S. Ben Jabrallah Journée Mondiale de la Métrologie-2019 Tunis, 25/12/2019
Le Kelvin : une nouvelle définition
03/05/2017S. Ben Jabrallah Journée Energies Renouvelables et Efficacité Energétique FSB, 2/5/2018S. Ben Jabrallah Journée Mondiale de la Métrologie-2019 Tunis, 25/12/2019
CONCLUSION
03/05/2017S. Ben Jabrallah Journée Energies Renouvelables et Efficacité Energétique FSB, 2/5/2018S. Ben Jabrallah Journée Mondiale de la Métrologie-2019 Tunis, 25/12/2019
• Le travail continue pour réduire davantage les incertitudes de mesure des températures.
• Avec le temps, les échelles de température EIT-90 et PLTS-2000 (Provisional
Low-Temperature Scale of 2000) pourrait être abandonnées si des méthodes meilleures
et plus économiques sont jugées convenables
• Les NMI’s et l'industrie travaillent déjà ensemble pour chercher une meilleure solution
pour la mesure de la température dans un milieu hostile.
• On devrait s’attendre à des développements intéressants des méthodes de mesure
de température dans le domaine industriel dans le proche avenir.
• Un travail est attendu de toutes les parties prenantes pour la mise en pratique de l’unité
de température, le Kelvin.
Références biblioagraphiques
03/05/2017S. Ben Jabrallah Journée Energies Renouvelables et Efficacité Energétique FSB, 2/5/2018S. Ben Jabrallah Journée Mondiale de la Métrologie-2019 Tunis, 25/12/2019
• Publications du BIPM
• Publications de la CIPM
• Publications du LNE-CNAM
• Publications LPL
03/05/2017
MERCI POUR VOTRE ATTENTION.
Pr. Sadok BEN JABRALLAHFaculté des Sciences de Bizerte
(Université de Carthage)
S. Ben Jabrallah Journée Mondiale de la Métrologie-2019 Tunis, 25/12/2019
Top Related