GRAVIMÉTRIE

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

La mesure de la pesanteur

La théorie newtonienne de la gravitation prévoyant des variations de l'intensité de la pesanteur selon les lieux, l'observation du pendule apparaissait comme la manière la plus simple de les mettre en évidence.

L'intensité de la pesanteur figure en effet dans la formule qui donne la période du pendule simple de longueur l :

et dans la formule analogue pour le pendule composé. Au cours de sa célèbre expédition en Équateur, pour la mesure d'un arc de méridien, Pierre Bouguer a fait de nombreuses études sur la variation de g avec l'altitude et la latitude, en utilisant un pendule fait d'un corps suspendu à un fil dont il mesurait la longueur avec une règle. Mais la précision de ces mesures était faible. Elles ont été reprises par Charles de Borda, qui s'est efforcé de réaliser un pendule de forme connue (sphère suspendue à un fil). L'invention du pendule réversible a permis des résultats plus précis : si un pendule composé a la même période lorsqu'il oscille autour de deux axes parallèles convenablement disposés, on démontre que cette période est celle du pendule simple ayant pour longueur la distance des axes. On a pu obtenir ainsi une précision avoisinant le 1/100 000, mais non la dépasser (M. de Kaster, 1818 ; Friedrich Kühnen et Philipp Furtwängler, Potsdam, 1906).

La comparaison de la période d'un pendule invariable avec l'heure transmise par radio a permis d'obtenir, moyennant des précautions sur lesquelles on n'insistera pas, une précision relative de l'ordre du 1/1 000 000. Il était alors possible de mesurer les différences de gravité entre deux points, avec une précision très supérieure à celle des mesures absolues. Pour assurer l'homogénéité du réseau des mesures, il a été décidé d'adopter conventionnellement la valeur mesurée à Potsdam et de mesurer, à partir de là, des différences de gravité.

L'apparition des gravimètres, entre 1930 et 1940, a encore accentué les difficultés de cette situation. Un gravimètre est un système de ressorts et de masses mobiles, disposé de manière à se trouver [...]

Gravimètre Worden

Dessin : Gravimètre Worden

Dessin

Mécanisme du gravimètre Worden. Presque tout le dispositif représenté est en quartz fondu, l'échelle est approximativement doublée. Ce mécanisme est enfermé dans une enceinte sous vide, et protégé par un vase de Dewar contre les variations de température. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 10 pages

Médias de l’article

Gravimètre Worden

Gravimètre Worden
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

George Stokes

George Stokes
Crédits : Hulton Archive/ Getty Images

photographie

Afficher les 2 médias de l'article


Écrit par :

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

Classification

Autres références

«  GRAVIMÉTRIE  » est également traité dans :

ACCÉLÉROMÈTRES SPATIAUX

  • Écrit par 
  • Raphaël F. GARCIA, 
  • Pierre TOUBOUL
  •  • 4 870 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « La mission Goce »  : […] Goce est l'acronyme de Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer, que l'on pourrait traduire par « Explorateur du champ de gravité et de la circulation océanique ». Ce satellite , d'une masse de 1 050 kilogrammes au lancement, est remarquable à bien des égards. Sa forme, tout d'abord, est presque aérodynamique : sa longueur, supérieure à 5 mètres, semble disproportionnée par rappor […] Lire la suite

BOUGUER PIERRE (1698-1758)

  • Écrit par 
  • Universalis
  •  • 421 mots

Géophysicien français né le 16 février 1698 au Croisic, mort le 15 août 1758 à Paris, fondateur de la photométrie (mesure de l'intensité lumineuse). Enfant prodige, Pierre Bouguer apprend avec son père, Jean Bouguer, l'hydrographie et les mathématiques. À la mort de ce dernier, il n'a que quinze ans, mais le remplace comme professeur à l'Académie royale d'hydrographie. Pendant les années 1720, il […] Lire la suite

CLAIRAUT ALEXIS CLAUDE (1713-1765)

  • Écrit par 
  • Universalis
  •  • 212 mots

Mathématicien français. Né à Paris, Clairaut (ou Clairault) fit, sous la conduite de son père qui était professeur de mathématiques, de tels progrès en cette science qu'à l'âge de douze ans il lisait devant l'Académie une note sur les propriétés de quatre courbes qu'il avait découvertes. Ses Recherches sur les courbes à double courbure (1731) le firent élire à l'Académie des sciences, bien qu'il […] Lire la suite

GÉODÉSIE

  • Écrit par 
  • Anny CAZENAVE, 
  • Pascal WILLIS
  •  • 7 311 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Le champ de pesanteur »  : […] Un point à la surface terrestre est soumis à la force d'attraction gravitationnelle et à la force centrifuge, due à la rotation terrestre. L'accélération résultante est l'accélération de pesanteur, notée g qui dérive d'un potentiel, noté W , appelé potentiel terrestre . L'intensité du vecteur g est fournie par les mesures gravimétriques ; sa direction est perpendiculaire aux surfaces équipoten […] Lire la suite

GÉOPHYSIQUE

  • Écrit par 
  • Michel CARA
  •  • 3 805 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre « Gravimétrie »  : […] Les mesures gravimétriques, qui permettent d’étudier des variations locales du champ de gravitation, ont joué un rôle important dans l'histoire des sciences physiques ainsi que pour la connaissance de l’intérieur de la Terre car elles ont permis d’en déduire la répartition des masses et, donc, la structure interne de notre planète. En physique, après l'énoncé de la loi de la gravitation universel […] Lire la suite

GRACE ET ICESAT (MISSIONS)

  • Écrit par 
  • Étienne BERTHIER
  •  • 880 mots
  •  • 1 média

Grâce aux observations de deux missions satellitaires – Grace (Gravity Recovery and Climate Experiment, deux satellites placés en orbite le 17 mars 2002) et ICESat (Ice, Cloud and land Elevation Satellite, un satellite mis en orbite le 12 janvier 2003) –, une estimation plus précise de la perte de masse des glaciers a pu être faite pour la période de 2003 à 2009. Ces travaux indiquent que les g […] Lire la suite

GRAVITATION ET ASTROPHYSIQUE

  • Écrit par 
  • Brandon CARTER
  •  • 8 941 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Mesure de la constante de gravitation universelle et structure de la Terre »  : […] À part son application à la mécanique céleste, la première répercussion importante de la théorie newtonienne de la gravitation a été l'explication de la structure de la Terre. Un résultat mathématique d'importance historique a été le calcul, par le mathématicien écossais Colin Maclaurin, vers 1740, de la configuration d'équilibre exacte d'un corps rigide en rotation, sous l'influence de son propr […] Lire la suite

ISOSTASIE, géologie

  • Écrit par 
  • Anny CAZENAVE
  •  • 743 mots
  •  • 3 médias

Le terme « isostasie » (du grec isos , égal, et stasis , arrêt) traduit l'état d'équilibre des roches de la croûte terrestre par rapport au manteau sous-jacent. Ce phénomène implique que, au-dessus d'une certaine profondeur, appelée niveau de compensation, la masse des roches crustales superficielles est partout la même quelle que soit l'altitude des reliefs. En dessous du niveau de compensation, […] Lire la suite

LUNE

  • Écrit par 
  • Pierre THOMAS
  •  • 8 406 mots
  •  • 18 médias

Dans le chapitre «  Tectonique et structure »  : […] La Lune est remarquable par l'absence quasi complète, tout au long de son histoire, d'importants mouvements tectoniques comme on peut en observer sur la Terre ou sur Mars. On peut néanmoins distinguer trois types d'activité tectonique très modérée, en plus, bien sûr, des mouvements du sol qui accompagnent les impacts, tels les phénomènes de rebond ou de glissement des lèvres ( slumping ). Le premi […] Lire la suite

MARGES CONTINENTALES

  • Écrit par 
  • Gilbert BOILLOT
  •  • 4 316 mots
  •  • 9 médias

Dans le chapitre « Les anomalies de gravité »  : […] Au-dessus de la fosse et du prisme d'accrétion tectonique, les roches denses de la croûte et du manteau sont entraînées dans la zone de subduction, et s'éloignent donc de la surface. Elles sont remplacées par de l'eau de mer ou des sédiments, l'un et l'autre beaucoup moins denses. Il en résulte une légère diminution de la pesanteur, de l'ordre de 200 à 300 milligals, c'est-à-dire environ un cinq- […] Lire la suite

Voir aussi

Pour citer l’article

Jean GOGUEL, « GRAVIMÉTRIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 14 juin 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/gravimetrie/