Pression atmosphérique et baromètre : mesurer, corriger l'altitude et lire la tendance

Le baromètre est le plus ancien instrument de la météo domestique, et souvent le plus mal compris. Son aiguille ne prévoit pas la pluie : elle mesure le poids de l'air au-dessus de nous. Bien réglé et bien lu, c'est pourtant l'un des capteurs les plus utiles d'une station amateur, à condition de tenir compte de l'altitude, qui varie sensiblement d'un bout à l'autre de l'Aisne, et de regarder la tendance plutôt que la valeur du moment.
Ce que mesure un baromètre
La pression atmosphérique est la force exercée par la colonne d'air qui surmonte une surface. Au niveau de la mer, dans l'atmosphère normalisée qui sert de référence aux météorologues et à l'aviation, elle vaut 1013,25 hectopascals. Cette valeur n'est pas une « pression normale » au sens du temps qu'il fait : c'est une moyenne théorique. Au quotidien, la pression ramenée au niveau de la mer oscille en France de part et d'autre de cette valeur, plus bas sous une dépression atlantique, plus haut sous un anticyclone.
Plusieurs unités cohabitent, ce qui entretient la confusion :
- Hectopascal (hPa)
- L'unité officielle, celle des bulletins de Météo-France et des cartes météo. Un hectopascal vaut cent pascals.
- Millibar (mbar)
- L'ancienne unité des météorologues. Elle est exactement égale à l'hectopascal : 1 015 mbar et 1 015 hPa désignent la même pression. Beaucoup de baromètres de salon sont encore gradués ainsi.
- Millimètre de mercure (mmHg)
- Héritée du baromètre à mercure, où la pression se lisait à la hauteur d'une colonne de liquide. La pression de référence de 1013,25 hPa correspond à 760 mm de mercure.
Du tube de Torricelli au capteur électronique
Le premier baromètre est le tube de mercure d'Evangelista Torricelli, au milieu du XVIIe siècle. En 1648, l'expérience menée au puy de Dôme par Florin Périer, à la demande de Blaise Pascal, montre que la colonne de mercure baisse quand on monte : la pression diminue avec l'altitude. C'est le principe qui oblige aujourd'hui encore à corriger les mesures.
Le baromètre anéroïde, mis au point au XIXe siècle par le Français Lucien Vidie, remplace le mercure par une capsule métallique vide d'air, aux parois minces. Quand la pression augmente, la capsule s'écrase légèrement ; quand elle baisse, elle se dilate. Un jeu de leviers amplifie ce mouvement infime et le transmet à l'aiguille. C'est le baromètre à cadran des salons et des bateaux.
Les stations amateurs utilisent désormais des capteurs électroniques miniatures, souvent logés dans la console intérieure plutôt que dans les capteurs du jardin : la pression étant la même à l'intérieur et à l'extérieur d'une maison non étanche, rien n'oblige à la mesurer dehors. Ces capteurs sont sensibles et stables, mais leur valeur brute n'a de sens qu'une fois l'altitude prise en compte.
Pression à la station et pression au niveau de la mer
Près du sol, la pression diminue d'environ un hectopascal chaque fois qu'on s'élève de huit mètres. Dans l'Aisne, où l'altitude va de quelques dizaines de mètres dans les vallées de l'Oise et de l'Aisne à plus de deux cents mètres sur les hauteurs de Thiérache, l'écart dépasse vingt hectopascals d'un point à l'autre du département, à temps égal. Sans correction, un baromètre installé à Hirson et un autre à Chauny afficheraient des valeurs incomparables, alors que le ciel est le même.
Les météorologues distinguent donc deux grandeurs :
- La pression à la station : la valeur réellement mesurée, à l'altitude du capteur. Dans les fichiers de données ouvertes de Météo-France, elle figure dans une colonne distincte de la pression ramenée au niveau de la mer.
- La pression réduite au niveau de la mer : la pression qu'on mesurerait au même endroit si le terrain était au niveau de la mer, calculée à partir de l'altitude et de la température. C'est elle qui figure sur les cartes isobariques et dans les bulletins, et c'est elle qu'il faut comparer d'une station à l'autre.
L'aviation emploie des codes proches : le QFE est la pression au niveau de l'aérodrome, le QNH la pression ramenée au niveau de la mer selon l'atmosphère normalisée.
Régler le baromètre de sa station
Presque toutes les consoles proposent deux réglages : saisir l'altitude du lieu, ou saisir directement un décalage pour que la valeur affichée corresponde à la pression au niveau de la mer. La seconde méthode est souvent plus fiable, car elle corrige en même temps le petit écart d'étalonnage propre à chaque capteur.
- Connaître son altitude. La carte topographique de l'IGN (Géoportail) donne l'altitude du terrain ; ajouter la hauteur de l'étage où se trouve la console.
- Choisir un moment calme. Un jour anticyclonique, sans vent, quand la pression varie lentement, limite les erreurs dues au décalage entre deux mesures.
- Comparer à une station de référence proche. Les stations de Météo-France du département, comme celle de Saint-Quentin, publient la pression réduite au niveau de la mer. Relever la valeur à l'heure ronde, régler le décalage de la console pour l'afficher à la même heure.
- Vérifier sur plusieurs jours. Répéter la comparaison à des pressions différentes, par temps haut et par temps bas. Un écart constant est un bon signe ; un écart qui varie avec la pression trahit un capteur à remplacer ou une altitude mal saisie.
- Noter le réglage. Indiquer l'altitude et le décalage retenus dans le carnet de la station, surtout si l'on partage ses relevés sur un réseau amateur.
Un baromètre anéroïde à cadran se règle par une petite vis au dos. On l'ajuste de la même façon, sur la pression réduite au niveau de la mer d'une station voisine. Les mentions « Pluie », « Variable » ou « Beau temps » sont calées pour le niveau de la mer : sans réglage, un baromètre accroché sur un plateau à deux cents mètres afficherait en permanence un temps plus maussade que la réalité.
Lire la tendance plutôt que la valeur
Une valeur isolée dit peu de chose. Une pression de 1 010 hPa peut accompagner un ciel gris et calme comme une belle journée. C'est l'évolution qui renseigne. Les observateurs professionnels notent d'ailleurs la tendance barométrique sur les trois dernières heures, qui fait partie des messages d'observation échangés entre services météorologiques selon les règles de l'Organisation météorologique mondiale.
- Baisse lente et régulière sur une demi-journée : une perturbation approche, souvent annoncée par des nuages élevés qui épaississent.
- Baisse rapide, de plusieurs hectopascals en trois heures : une dépression se creuse ou passe à proximité ; le vent forcit. C'est le signal à surveiller en automne et en hiver.
- Remontée nette après une baisse : le front est passé. Le ciel se dégage souvent par l'ouest, avec des averses et un vent de nord-ouest plus frais, avant une accalmie.
- Pression haute et stable : temps calme, mais pas forcément ensoleillé. En hiver, un anticyclone installé sur le nord de la France s'accompagne souvent de grisaille et de brouillards tenaces dans les vallées.
La pression renseigne aussi sur le vent. Sur une carte, plus les isobares sont serrées, plus le vent est fort. Dans l'hémisphère Nord, en tournant le dos au vent, on a les basses pressions sur sa gauche : c'est la loi de Buys-Ballot, utile pour situer une dépression à partir d'une simple girouette. Nous détaillons l'origine des coups de vent dans notre article sur le vent, les rafales et les tempêtes.
Les limites du baromètre
Le baromètre ne remplace pas une prévision. Il ne « voit » que ce qui se passe au-dessus de lui, avec quelques heures d'avance au mieux, et certains phénomènes lui échappent presque entièrement : un orage d'été peut éclater sous une pression stable, un brouillard givrant s'installer sous un anticyclone. Pour savoir ce que prévoient les modèles numériques, et avec quelle confiance, mieux vaut s'appuyer sur les bulletins de Météo-France et savoir lire une prévision.
Il reste un excellent outil d'observation. Une courbe de pression sur plusieurs jours, enregistrée par la console, raconte le passage des perturbations mieux que n'importe quel relevé ponctuel. Associée au pluviomètre et à l'anémomètre, elle permet de reconstituer, après coup, la chronologie d'une tempête ou d'un épisode pluvieux dans son propre jardin. Pour le reste de l'installation, notre guide sur le fonctionnement d'une station météo amateur décrit le rôle de chaque capteur.
Sources
- Organisation météorologique mondiale, Guide des instruments et des méthodes d'observation (OMM-N° 8), volume I, chapitre consacré à la mesure de la pression atmosphérique (unités, baromètres, réduction au niveau de la mer, tendance) : page du guide sur le site de l'OMM.
- Organisation de l'aviation civile internationale, Manuel de l'atmosphère type OACI (Doc 7488), valeurs de référence au niveau de la mer.
- Météo-France, données climatologiques de base horaires en accès libre sur meteo.data.gouv.fr (pression à la station et pression réduite au niveau de la mer).
- Blaise Pascal, Récit de la grande expérience de l'équilibre des liqueurs, 1648.
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