Thermocouple

L'étude d'un volcan passe par l'observation de son activité pour tenter de prévoir ses éruptions. Ls volcanologues analysent la lave et le gaz émis et surveillent le volume de cendres et de fumée. Il est nécessaire aussi de mesurer la température et cela à l'aide d'un thermocouple, sorte de thermomètre électrique spécial.

Le thermocouple est constitué de deux fils métalliques de nature différente. On utilise des métaux ou des alliages répondant à des critères de stabilité, de tenue sur un domaine de température le plus vaste possible. Il faut également que la tension (fem) aux bornes du thermocouple soit aisément mesurable.
Peu de matériaux courants donnent ces performances et il faut souvent utiliser des matériaux précieux ou rares. Mais aujurd'hui, le domaine de température couvert par l'ensemble des thermocouples existants va de -270°C à 2600°C. On distingue deux catégories de thermocouples selon les métaux utilisés : métaux précieux, métaux communs. On remarque que les thermocouples en métaux précieux sont les plus stables et ils ont une plage de mesure allant jusqu'à 1200°C. Leur fem a des valeurs plus élevées rendant les mesures plus aisées.

On peut classer les thermocouples en trois catégories :

Principe :

Le thermocouple utilise deux effets inverses : l'effet Seebeck et l'effet Peltier.

• Effet SEEBECK : Toute différence de température entre deux points d'un même matériaux engendre un courant électrique que l'on peut amplifier et mesurer.

• Effet PELTIER : A la jonction de deux conducteurs différents située à une température T, on observe une différence de potentiel.

Combinaison des deux effets :

Un thermocouple est constitué de deux matériaux différents (A et B). La jonction M entre les deux est placé à la température T1 qu'on souhaite mesurer. Les jonctions R1 et R2 de référence (jonctions entre les conducteurs et les connexions de sortie) sont à la température T2 connue.
Il existe une relation entre la tension E mesurée et la différence de température entre T1 et T2.

E = f (T2 - T1)

Cette fonction dépend de la nature des matériaux.

Technique employée pour mesurer la température de la croûte du lac de lave de l'Erta'Ale (Ethiopie) :

A l'aide d'un filin, une plaque d'acier de 18 cm par 18 cm (8 mm d'épaisseur) et qui contient un trou dans lequel le thermocouple est inséré, a été déposée sur la croûte du lac. Du fait de la distance importante entre la terrasse et le lac, estimée à 15 m, cette manipulation a exigé l'intervention des trois personnes. Une des trois, qui se trouvait dans une zone où la température ambiante s'élevait à 300°C, a utilisé une grande perche d'acier (8 m de longueur) afin d'éloigner la plaque de la paroi. Une fois cette plaque en contact avec la lave, un relevé de température a été effectué toutes les 30 secondes pendant les 10 premières minutes, puis chaque minute pendant les 20 minutes suivantes, jusqu'à ce que la température se stabilise. La température enregistrée à ce moment était de l'ordre de 350°C.

Les trois étapes de la manipulation :

habillement

déploiement

et ouverture de la «pêche»...

Dernière modification : 15/2/2005

Vous êtes le visiteur n°