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Évolution de la thermométrie

L'invention du thermomètre

Des conditions favorables à la reprise du développement de la physique expérimentale vont apparaître en Europe occidentale à la Renaissance. À cette époque, la nouvelle classe sociale que constituait la bourgeoisie entreprit la découverte des terres habitées, afin d'en exploiter les ressources, et l'étude des phénomènes naturels suivant la méthode du rationalisme expérimental, en vue d'améliorer la condition de l'homme.

Les Pneumatiques de Héron, dont le texte grec, conservé dans quelques bibliothèques, n'avait intéressé personne pendant près de quinze siècles, trouvèrent des lecteurs en Italie à la fin du xvie siècle, après la publication d'une traduction latine à Urbino, en 1575, et de plusieurs éditions en italien, dont la première parut à Ferrare en 1589. Les érudits qui désiraient connaître de première main les Pneumatiques de Philon de Byzance eurent à leur disposition les manuscrits latins ou arabes qui contenaient la traduction du texte original grec disparu.

Le médecin istrien Santorio Santorio (1561-1636), professeur de médecine théorique à Padoue, qui désirait suivre l'évolution de la fièvre chez ses malades, eut, le premier, l'idée de transformer l'appareil de Héron d'Alexandrie de manière à pouvoir mesurer le degré de chaleur. L'instrument qu'il conçut est un thermomètre à air, constitué par une petite boule de verre, surmontant un tube ouvert, long et étroit, qui plonge dans un vase plein d'eau. Lorsque le changement de température de l'air qui surmonte l'eau en fait varier le volume, celle-ci se déplace dans le tube, en colonne. Le malade introduisait la petite boule de verre dans sa bouche ou la tenait dans le creux de la main, puis Santorio notait le déplacement de la colonne d'eau. Ce dernier signala son instrument dans une publication de 1612 et le décrivit en 1630. Entre-temps, il l'avait doté d'une graduation décimale qui comprenait deux repères, les premiers points fixes considérés, obtenus l'un en refroidissant la petite boule par de la neige, l'autre en la chauffant à la flamme d'une bougie. Comme on prête volontiers aux riches, plusieurs biographes de Galilée lui ont gratuitement attribué l'invention de Santorio, de trois ans son aîné.

La réalisation de Santorio marquait le premier aboutissement d'une idée répandue de façon encore confuse dans les milieux cultivés d'Europe occidentale, savoir l'introduction de la mesure dans l'étude du chaud et du froid. Le médecin Robert Fludd (1574-1637) publia, en 1626, le dessin d'un thermomètre à air de son invention, qui ressemble à celui de Santorio. De son côté, le mécanicien hollandais Cornelius Drebbel (1572-1633) passe pour avoir inventé à la même époque un thermomètre à air en forme de J et à deux boules. L'instrument construit en Italie et celui qui a été réalisé en Hollande sont représentés dans la Récréation mathématique, publiée, en 1624, à Pont-à-Mousson, par le jésuite lorrain Jean Leurechon (1593-1670), qui, le premier, les appela « thermomètre, ou instrument pour mesurer les degrez de chaleur ou de froidure qui sont en l'air » ; le mot thermoscopium était apparu en 1611 pour désigner l'instrument de Santorio, dans un manuscrit latin de Bartolomeo Telioux, conservé à la bibliothèque de l'Arsenal.

Les indications des premiers thermomètres dépendaient des variations de la pression atmosphérique, dont le physicien italien Evangelista Torricelli (1608-1647) donna, en 1644, une interprétation correcte. Le grand-duc de Toscane, Ferdinand II de Médicis (1610-1670), que la physique intéressait plus que la politique, entreprit de perfectionner l'instrument de Santorio, de manière à réduire cette dépendance. Secondé par un habile émailleur, du nom de Mariani, il eut tout d'abord l'idée de placer dans un tube plein d'esprit-de-vin des billes de verres creuses, de densité apparente voisine ; étant donné que la température déterminait les conditions de flottaison des billes, la position de celles-ci indiquait les variations de la température. Torricelli fit voir de tels tubes le 7 novembre 1646 au voyageur lyonnais Balthazar de Monconys (1611-1665), de passage à Florence. C'est en 1654 que le grand-duc fit fabriquer le premier thermomètre véritable, à alcool, constitué par un tube de verre fermé à une extrémité et terminé à l'autre par un réservoir en forme de boule. Le thermo [...]

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  • : ingénieur civil des Mines, membre correspondant de l'Académie internationale d'histoire des sciences, professeur à l'université de Paris-I

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Arthur BIREMBAUT, « THERMODYNAMIQUE - Histoire », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 13 août 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/thermodynamique-histoire/