GRAVIMÉTRIE
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 :
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.
Gravimètre Worden
Encyclopædia Universalis France
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 à la limite de la stabilité, ce qui se traduit par une période d'oscillation très longue (par exemple, 6 secondes pour un dispositif de quelques centimètres). Il en résulte qu'une variation de g correspond à une déformation relativement importante, qu'un mode d'observation sensible peut mettre en évidence ; le plus souvent, on annule cette déformation par un dispositif de compensation qui permet la mesure. Pour qu'une erreur de nivellement équivalente à l'action de forces horizontales soit sans effet, il faut que le déplacement de la masse se fasse suivant la verticale et que les points de suspension soient dans le plan horizontal du centre de masse de l'équipage mobile. Les effets thermiques sont corrigés par l'emploi de ressorts convenables (en quartz, en invar, ou bimétalliques) et, de plus, la plupart des gravimètres sont maintenus à température constante par un chauffage approprié, avec deux enceintes concentriques à des températures légèrement différentes. L'emploi de plusieurs masses de densités distinctes permet de corriger l'effet des variations de la densité de l'air sur la poussée d'Archimède. De nombreux gravimètres, assez rustiques pour être transportés avec un minimum de précautions, ont été réalisés suivant ces principes. Ils peuvent être mis en station et fournir une mesure en un temps de l'ordre de la minute. Cependant, ils ne donnent pas de mesures absolues, et les différences de gravité que décèlent leurs lectures doivent faire l'objet d'un étalonnage, entre des stations où la gravité est connue. Il faut aussi tenir compte d'une dérive, en gros proportionnelle au temps, en réoccupant périodiquement les mêmes stations. La sensibilité[...]
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Écrit par
- Jean GOGUEL : ingénieur général des Mines, ancien directeur du service de la carte géologique de France
Classification
Médias
Gravimètre Worden
Encyclopædia Universalis France
George Stokes
Hulton Archive/ Getty Images
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