5. Outils et instruments

5.1. Thermomètre et hygromètre

Le thermomètre et l'hygromètre sont les instruments de base de toute station météorologique. Ils mesurent respectivement la température et l'humidité de l'air, deux paramètres fondamentaux pour comprendre et prévoir le temps.

Le thermomètre

Le thermomètre mesure la température de l'air en degrés Celsius, Fahrenheit ou Kelvin. Il existe plusieurs types selon le principe de mesure utilisé.

Types de thermomètres

  • •Thermomètre à mercure : Dilatation du mercure, précis mais toxique
  • •Thermomètre à alcool : Liquide coloré, sûr, plage -80°C à +70°C
  • •Thermomètre à résistance (PT100) : Variation résistance platine, très précis
  • •Thermocouple : Effet Seebeck, large plage de température
  • •Thermistance : Semi-conducteur, réponse rapide

Installation et étalonnage

  • •Abri météorologique : Protection contre rayonnement solaire et précipitations
  • •Hauteur standard : 1,25 à 2 mètres au-dessus du sol
  • •Ventilation : Circulation d'air naturelle ou forcée
  • •Étalonnage : Vérification régulière avec références certifiées

L'hygromètre

L'hygromètre mesure l'humidité relative de l'air, exprimée en pourcentage. Ce paramètre influence le confort, la formation de condensation et les phénomènes météorologiques.

Types d'hygromètres

  • •Hygromètre à cheveu : Déformation fibres organiques selon humidité
  • •Psychromètre : Deux thermomètres (sec/humide), calcul indirect
  • •Hygromètre capacitif : Variation capacité électrique du capteur
  • •Hygromètre résistif : Variation résistance matériau hygroscopique
  • •Hygromètre à point de rosée : Mesure température condensation

Précision et maintenance

  • •Plage de mesure : 0% à 100% d'humidité relative
  • •Précision : ±2% à ±5% selon le type d'instrument
  • •Temps de réponse : De quelques secondes à plusieurs minutes
  • •Calibration : Solutions salines de référence, chambre climatique

5.2. Baromètre et anémomètre

Le baromètre et l'anémomètre mesurent respectivement la pression atmosphérique et la vitesse du vent. Ces instruments sont essentiels pour la prévision météorologique et la sécurité aérienne et maritime.

Le baromètre

Le baromètre mesure la pression atmosphérique, paramètre clé pour prévoir l'évolution du temps. Les variations de pression indiquent l'approche de systèmes météorologiques.

Types de baromètres

  • •Baromètre à mercure : Étalon de référence, très précis (Torricelli)
  • •Baromètre anéroïde : Capsule métallique déformable, portable
  • •Baromètre électronique : Capteur piézoélectrique, affichage numérique
  • •Barographe : Enregistrement continu sur papier ou numérique

Interprétation des mesures

  • •Haute pression : > 1015 hPa, temps stable, anticyclone
  • •Basse pression : < 1010 hPa, temps instable, dépression
  • •Tendance barométrique : Évolution en 3h, prédiction court terme
  • •Correction altitude : Réduction au niveau de la mer

L'anémomètre

L'anémomètre mesure la vitesse et parfois la direction du vent. Ces données sont cruciales pour l'aviation, la navigation et la production d'énergie éolienne.

Types d'anémomètres

  • •Anémomètre à coupelles : 3-4 coupelles, rotation proportionnelle au vent
  • •Anémomètre à hélice : Hélice orientée face au vent
  • •Anémomètre ultrasonique : Mesure temps de transit ultrasons
  • •Anémomètre à fil chaud : Refroidissement fil chauffé

Installation et mesures

  • •Hauteur standard : 10 mètres au-dessus du sol
  • •Dégagement : Distance libre d'obstacles = 10x hauteur obstacle
  • •Moyennage : Vent moyen sur 10 minutes, rafales sur 3 secondes
  • •Direction : Girouette ou capteur électronique associé

5.3. Pluviomètre et radar météo

Le pluviomètre et le radar météorologique mesurent les précipitations sous différentes formes. Le premier quantifie l'eau tombée au sol, tandis que le second détecte et analyse les précipitations en temps réel sur de vastes étendues.

Le pluviomètre

  • •Principe : Collecte d'eau de pluie dans récepteur calibré
  • •Surface de collecte : Généralement 400 cm² (diamètre 22,5 cm)
  • •Unité : Millimètres d'eau (1 mm = 1 L/m²)
  • •Lecture : Manuelle quotidienne ou automatique continue

Types et innovations

  • •Pluviomètre à augets basculeurs : Mesure automatique par basculement
  • •Pluviomètre à pesée : Balance électronique, haute précision
  • •Disdromètre : Analyse taille et vitesse des gouttes
  • •Pluviomètre chauffant : Mesure neige par fusion

Le radar météorologique

Le radar météo émet des ondes électromagnétiques qui se réfléchissent sur les précipitations, permettant de cartographier leur intensité, leur déplacement et leur structure en temps réel.

Principe et technologies

  • •Fréquence : Bande C (5 GHz) ou bande S (3 GHz)
  • •Effet Doppler : Mesure vitesse radiale des précipitations
  • •Polarisation duale : Discrimination type de précipitations
  • •Portée : 100-300 km selon puissance et fréquence

5.4. Satellites météorologiques

Les satellites météorologiques observent l'atmosphère depuis l'espace, fournissant une vue globale et continue des systèmes météorologiques. Ils sont indispensables à la prévision moderne et à la surveillance climatique.

Types d'orbites

  • •Géostationnaire : 36 000 km altitude, même position relative Terre
  • •Polaire héliosynchrone : 800 km altitude, survol pôles
  • •Couverture globale : Constellation de satellites complémentaires

Instruments et mesures

  • •Radiomètre : Images visible, infrarouge, vapeur d'eau
  • •Sondeur : Profils atmosphériques température/humidité
  • •Radar : Précipitations (missions spécialisées)
  • •Diffusiomètre : Vent de surface océanique

5.5. Sources et références

Références scientifiques