Que contiennent les thermomètres ?

C'est la première image qui vient en tête lorsque l'on parle de thermomètre : un tube gradué contenant un liquide, souvent rouge ou argenté. Mais de quoi s'agit-il exactement ?

Pour le comprendre, il est intéressant de se demander d'abord comment ces thermomètres fonctionnent. Ils se basent en effet sur un principe physique très simple et bien connu : quand une substance chauffe, son volume augmente – on dit qu'elle se dilate. C'est pour cette raison que les thermomètres sont composés d'une petite ampoule contenant un liquide au-dessus de laquelle il y a un long tube en verre : au plus le liquide chauffe, au plus haut il monte dans le tube !

Il suffit alors d'indiquer à quelle hauteur le liquide monte dans des conditions où la température est bien connue (par exemple, dans de l'eau en train de geler et en train de bouillir, qui sont à respectivement 0 et 100°C à température standard) pour pouvoir l'étalonner !

Le schéma de base d'un thermomètre : au plus il fait chaud,
au plus le liquide (en rouge) se dilate et monte dans le tube

Traditionnellement, le liquide utilisée est du mercure, un métal qui présente l'intérêt d'être liquide à température ambiante et d'avoir un coefficient de dilatation thermique élevé (c'est-à-dire que son volume augmente beaucoup même pour une augmentation de température petite). Il a cependant un gros désavantage : il est extrêmement toxique, que ce soit par contact avec la peau ou par inhalation de sa vapeur.

Pendant longtemps, la plupart des thermomètres contenaient donc du mercure, d'où leur couleur argentée. C'est de là que viennent certaines expressions, comme « Le mercure indiquera 22 degrés » ou même « Thermomètre à mercure » : bien que l'on appelle parfois ainsi tous les thermomètres qui ont cette forme, ils ne contiennent pour la plupart aujourd'hui plus de mercure !

La toxicité du mercure lui valent en effet d'être bien souvent remplacé par d'autres substances dont le coefficient de dilatation thermique est élevé, mais qui sont moins dangereuses pour la santé. Ainsi, le liquide rouge ou bleu contenu dans de nombreux thermomètres est le plus souvent de l'alcool (ou d'autres liquides organiques comme du toluène ou du kérosène) auquel on a ajouté un colorant rouge ou bleu pour le rendre plus facilement visible.

Ne paniquez toutefois pas si votre thermomètre acheté récemment contient un liquide argenté : il ne s'agit pas forcément de mercure mais peut-être de galinstan, un alliage de gallium, indium et d'étain qui est lui aussi liquide à température ambiante sans toutefois être aussi dangereux pour la santé.

Si par malheur vous cassez un thermomètre contenant du mercure, rassemblez les petites gouttes qu'il forme en utilisant une feuille de papier puis récupérez-les à l'aide d'une feuille de papier (ou utilisez du papier collant pour récupérez les plus petites billes). Aérez bien la pièce et appelez le centre Antipoison. Le mercure est réellement dangereux : la composition de votre thermomètre ne devrait donc pas vous faire ni chaud ni froid !

Pour en savoir plus

• InstrumentationServices.net (en anglais)

• PoisonCentre.be

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Classement

                   Auteur(s) : Franck Stevens

                   Catégorie : Question

                   Discipline(s) : Physique, Chimie

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