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Cours instruments météorologiques 1 Table des matières 2 Chapitre :I La Thermom

Cours instruments météorologiques 1 Table des matières 2 Chapitre :I La Thermométrie.................................................................................................6 .I Introduction......................................................................................................................6 .A Définitions..................................................................................................................6 .B Domaines d’applications de la météorologie.............................................................7 .C Instruments de mesure météorologique......................................................................7 .II I/Généralités...................................................................................................................9 .A Définition et différents types de thermomètres........................................................10 .B Dilatation apparente..................................................................................................10 .C Liquide employés pour la construction des thermomètres.......................................11 )1 Le mercure............................................................................................................11 )2 L’alcool, éthylique, toluène, pétrole.....................................................................12 .D Difficultés d’obtenir la température de l’air.............................................................12 .III Les thermomètre ordinaire à liquide...........................................................................12 .A Le thermomètre à mercure.......................................................................................12 )1 1 / description : description, température fixe : changement d’état, choix de la plage de mesure, extension de graduation, échelle réduite.......................................13 )2 Déplacement de zéro.............................................................................................13 )3 Lecture du thermomètre........................................................................................14 )4 L’installation.........................................................................................................14 )5 L’entretien ............................................................................................................15 .B Le thermomètre à mercure : thermomètre fronde.....................................................15 )1 Description, installation et lecture........................................................................15 )2 Entretien................................................................................................................15 .C Le thermomètre à mercure : thermomètre à aspiration modèle Assmann................16 )1 Description............................................................................................................16 )2 Emploi .................................................................................................................16 )3 Avantage...............................................................................................................16 .IV thermomètres spéciaux : à maxi et muni....................................................................17 .A thermomètres maxi de Mégrétti ..............................................................................17 )1 Description ...........................................................................................................17 )2 Fonctionnement....................................................................................................18 )3 Installation............................................................................................................18 )4 Lecture..................................................................................................................19 )5 Amorçage..............................................................................................................19 )6 Entretien ...............................................................................................................19 .B thermomètres muni de Rutherfurd...........................................................................19 )1 Description............................................................................................................19 )2 Fonctionnement....................................................................................................20 )3 Installations...........................................................................................................20 )4 Lecture..................................................................................................................20 )5 Amorçage..............................................................................................................20 )6 Entretien................................................................................................................20 )7 Correction............................................................................................................21 .V Thermomètres électroniques........................................................................................21 .A Le thermomètre à résistance.....................................................................................21 )1 Chaîne de mesures de température.......................................................................21 )2 Exposition des thermomètres................................................................................22 .VI VI/ Thermomètres enregistreurs.................................................................................23 .A Description et fonctionnement.................................................................................23 )1 Thermomètres enregistreurs à liquide...................................................................23 3 )2 Thermomètres enregistreurs bimétalliques...........................................................24 )3 Installation............................................................................................................24 )4 Lecture..................................................................................................................25 )5 Les repères quotidiens..........................................................................................25 )6 Le réglage.............................................................................................................25 )7 Entretien................................................................................................................25 )8 Remplacement de style.........................................................................................26 10/Le thermographe électrique................................................................................26 .VII Application : les observations de températures.........................................................27 Chapitre :II ’humidité...........................................................................................................29 1/Généralité..........................................................................................................................29 Chapitre :III La psychrométrie...........................................................................................30 Chapitre :IV L’évaporométrie..............................................................................................30 Chapitre :I L’abri météo.......................................................................................................31 .I Intérêt de l’abri .............................................................................................................32 .A L’abri météorologique..............................................................................................33 .B Emplacement de l’abri météorologique et contraintes dues ....................................33 .C Conditions que doit remplir un abri météorologique...............................................33 .D Les principaux types d’abris ..................................................................................34 .E Abri grand model ou Stevenson:.............................................................................35 .F Abri miniature, « modèle réduit » ..........................................................................37 .G Abri à ventilation artificielle...................................................................................38 .H Installation de l’abri.................................................................................................39 .I Installation des appareils dans l’abri..........................................................................39 .J Avantages et inconvénients.......................................................................................40 .K Maintenance ............................................................................................................40 Chapitre :II Le vent..............................................................................................................42 Chapitre :III Mesures de la durée d’insolation et de l’intensité de la radiation solaire.......43 Chapitre :IV La durée d’insolation......................................................................................44 .I Définition :.....................................................................................................................44 .II Héliographes.................................................................................................................44 .A A/Héliographe Jordan..............................................................................................45 .B B/Héliographe à transmission électrique à distance.................................................45 .C C/Héliographe à transmission électrique simplifié...................................................45 .D D/Etude de l'héliographe de Campbell Stokes.........................................................45 )1 Principe.................................................................................................................45 )2 Description............................................................................................................45 )3 Installation............................................................................................................46 )4 Exploitation : (graduation du carton- inverse à la trajectoire du soleil, longueur du carton- durée du jour, la forme du carton- saison)...............................................47 )5 Autres héliographes Campbell.............................................................................48 )6 Les héliographes statiques :..................................................................................48 )7 Les héliographes dynamiques...............................................................................48 )8 L’intensité de la radiation lumineuse....................................................................48 .E Mesures des précipitations atmosphériques..............................................................54 )1 Définition..............................................................................................................54 .F Pluviomètre à lecture directe....................................................................................54 )1 Pluviomètre association........................................................................................54 Chapitre :V Le parc météo...................................................................................................63 .I Les instruments dans le parc :........................................................................................63 4 .II Instruments à lecture directe :.......................................................................................63 .III Aménagement du parc à instruments..........................................................................64 .IV Instruments au parc.....................................................................................................65 .A Normalisation...........................................................................................................65 .B Emplacement des appareils dans le parc..................................................................66 5 Chapitre :I La Thermométrie .I Introduction .A Définitions La météorologie : (vient du meteor désignant : particules en suspension dans l'atmosphère et de logos désignant : discours ou connaissance.) elle a pour objet, l'étude des phénomènes atmosphériques ( nuages, précipitations , vent …etc ) qui se forment et évoluent en fonction des paramètres mesurés tels que la pression, la température et l'humidité. . C'est une discipline qui traite principalement de la mécanique des fluides , de la thermodynamique ,des autres branches de la physique, de la chimie et des mathématiques. Purement descriptive à l'origine, la météorologie est devenue un lieu d'application de ces disciplines. La météorologie moderne permet d'établir des prévisions de l'évolution du temps en s'appuyant sur des modèles mathématiques à court comme à long terme. La météorologie a des applications dans des domaines très divers comme les besoins militaires, la production d'énergie, les transports (aériens, maritimes et terrestres), l'agriculture, la médecine, la construction, la photographie aérienne ou le cinéma. Elle est également appliquée pour la prévision de la qualité de l'air. Ce qui permet de dresser la liste des principales applications utilisées de nos jours 6 .B Domaines d’applications de la météorologie Hydrométéorologie Météorologie aéronautique Météorologie agricole ou (agrométéorologie) Météorologie côtière Météorologie et route Météorologie forestière Météorologie maritime Météorologie militaire Météorologie des montagnes Météorologie tropicale Météorologie et pollution Prévision des orages violents Prévision numérique du temps Prévision des cyclones tropicaux .C Instruments de mesure météorologique Elle s'appuie sur des réseaux cohérents d'observations des paramètres atmosphériques (température, pression, humidité, visibilité, nébulosité, pluie, vent, insolation …etc): Ces paramètres sont mesurés par les instruments ci-dessus énumérés 7 Mesures en surface Anémomètre , Girouette , Bac d'évaporation , Baromètre et barographe , Héliographe (héliographe de Campbell Stokes) · Hygromètre , Manche à air , Pluviomètre et Pluviographe · Pyranomètre pyrénomycètes ,Thermomètre , hygrographe ·Thermomètre ordinaire ,Thermomètre à minimum et maximum · Aérologique Altimètre · AMDAR · Ballon-plafond · Ballon-sonde · Cata Sonde · Fusée-sonde · Hypsomètre · Projecteur de plafond · Radiosonde Instruments de mesure météorologique électroniques Télédétection Détecteur de foudre , Lidar , Météo Cam , radar vent ( Profileur de vents) , Radar météorologique(pluie) , Satellite météorologique , Sodar Célomètre (télémètre de nuage) · Transmissiomètre 8 Instruments de mesure météorologique classiques .II I/Généralités Température Thermomètres Thermomètre à minimum Thermomètre à maximum Pression Baromètre à mercure Baromètre anéroïde Rayonnement solaire Héliographe Héliographe à cellules photovoltaïques Pyranomètre Précipitation - Humidité Pluviomètre Échelle à neige Nivomètre Psychromètre Hygromètre à cheveu Vent Anémomètre Girouette Autres instruments Ballon-sonde Abri Stevenson Baromètre indien 9 .A Définition et différents types de thermomètres On désigne sous le nom du thermomètre, l’appareil servant à mesurer la température en degré Celsius ou en degré Fahrenheit La mesure de température s’effectue en degré Celsius ou degré Kelvin. Les relations entre ces deux unités de mesure sont : Donc T (K) = T (°C) + 273,15 Fahrenheit Le degré Fahrenheit est égal à 9/5 du °C + 32. T°C =5/9(T°F-32) On emploi 4 types de thermomètres dont 3à lecture directe: - thermomètres ordinaires à mercure et ses variantes (thermomètre fronde Assman) - thermomètres spéciaux : thermomètre à maxi et muni - thermomètres enregistreurs : utilisant, soit les variations du volume d’ un liquide contenu dans un tube, soit par la déformation subie sous l’action de la chaleur d’une bilame. Et les thermomètres électroniques : utilisant comme élément sensible une thermistance .B Dilatation apparente D’ordinaire un corps se dilate en s’échauffant, cette dilatation est faible pour les solides, et forte pour les liquides. Expérience Plongeons brutalement le réservoir d’un thermomètre dans un récipient contenant de l’eau chaude. : 10  On voit donc baisser le mercure du le niveau A (initial) en A’ (intermédiaire) parce que le réservoir en s’échauffant s’est dilaté et a augmenté de volume. Au bout d’un temps t petit, le liquide son tour, s’échauffant arrive rapidement en A’’ (final) dans le tube après avoir dépassé de beaucoup le repère initial.  Il résulte de cette expérience que la dilatation n’est pas entièrement mise en évidence.  Pour la connaître exactement, il faudrait tenir compte de la variation de volume du réservoir ; du tube et du verre.  l’expérience n’est en somme que la dilatation apparente du liquide contenu dans le thermomètre. .C Liquide employés pour la construction des thermomètres Les liquides employés dans les thermomètres météorologiques sont : - le mercure - l’alcool éthylique - le toluène - le pétrole )1 Le mercure Il possède trois propretés :  la pureté : le mercure peut être obtenu dans état de pureté parfait, condition indispensable pour que les thermomètres soient comparables ente eux  La plage de lecture (-40° – 100°) : la température de la solidification de mercure est très éloignée de la température de l’ébullition, et la plupart des températures usuelles sont comprises dans l’intervalle de ces deux températures. -40°C= température de solidification de mercure Et 100°C température d’ébullition de l’eau  Et le métal se met facilement en équilibre avec son environnement : Enfin le mercure en tant que métal, se met rapidement en équilibre de température avec son environnant 11 )2 L’alcool, éthylique, toluène, pétrole  Pour des mesures des températures inférieures à -40°c, on remplace le mercure par de l’alcool éthylique  L’alcool étant un liquide difficile à purifier, il peut arriver que des thermomètres à alcool ne soient pas tout à fait d’accord entre eux, aussi à t-on souvent recours au pétrole et au toluène. .D Difficultés d’obtenir la température de l’air La température de l’air se mesure sous abri, pour contourner un certain nombre de difficultés que nous allons relevées. Pour mesurer la température d’une portion de l’atmosphère il ne suffit pas d’y suspendre un thermomètre, celui-ci ne donnerait pas la température de l’air qui est à son contact. Exemple : Sur une montagne par un jour été, l’air peut être froid, à l’ombre on éprouve une sensation de froid cependant qu’on a très chaud au soleil. Dans ces conditions un thermomètre placé à l’ombre puis au soleil donnera des indications pouvant différer de plusieurs dizaines de degrés. Il n’indiquera pas la température de l’air qui uploads/s3/ cours-instruments-meteorologiques.pdf