GRAVIMÉTRIE

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Définitions

La pesanteur, force qui s'exerce, suivant la verticale, sur l'unité de masse, est le gradient d'une fonction scalaire F, le potentiel de la pesanteur, qui vérifie – dans le vide – l'équation de Laplace :

en d'autres termes, F est une fonction harmonique.

Parmi les surfaces équipotentielles (qui sont horizontales par définition), celle qui coïncide avec le niveau moyen des mers est appelée « géoïde » ; c'est la surface de référence à laquelle sont rapportées toutes les mesures topographiques. La détermination de la forme exacte du géoïde est l'objet essentiel de la géodésie, mais l'étude du géoïde ne peut être séparée de celle du champ de pesanteur dans son ensemble.

La pesanteur que nous observons est la résultante de la gravité – effet de l'attraction newtonienne exercée par toutes les parties de la Terre – et de la force centrifuge due à la rotation de la planète. L'effet des autres astres (Lune, Soleil), dont l'attraction globale détermine le mouvement du centre de masse de la Terre, se réduit, aux différents points de la surface, à un effet différentiel périodique, la marée (ou plutôt, la force génératrice de la marée). Tant la force centrifuge que cet effet différentiel sont calculables avec précision. Le seul point délicat est que, sous l'action de la force de marée, la Terre se déforme, ce qui modifie son attraction propre, en intensité comme en direction. L'étude de ces variations, appelées « marées gravimétriques », est très délicate, car leur amplitude n'est que de l'ordre du dix millionième de l'intensité de la pesanteur ; cette étude apporte une information sur l'élasticité du globe terrestre. Ces marées gravimétriques entraînent une légère incertitude dans le calcul des corrections dites de marée qu'il convient d'apporter aux mesures de la pesanteur (le coefficient multiplicateur, par rapport à l'effet théorique pour un globe rigide, est compris entre 1,1 et 1,2).

Le mouvement des satellites artificiels obéit au seul effet de la gravité, et l'observation de leurs [...]


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Gravimètre Worden

Gravimètre Worden
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George Stokes

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Écrit par :

  • : ingénieur général des Mines, ancien directeur du service de la carte géologique de France

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Pour citer l’article

Jean GOGUEL, « GRAVIMÉTRIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 25 septembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/gravimetrie/