VIDE MESURE DU

Le terme mesure du vide désigne la mesure des pressions inférieures à la pression atmosphérique. Elle fait appel à des procédés et à un appareillage spécifiques, ainsi qu'à des méthodes particulières conduisant à des mesures le plus généralement indirectes, en raison de la faible intensité des forces en présence et de la petitesse des quantités de matière à mesurer.

Le seul appareil absolu utilisé en mesure du vide est le manomètre de Mac Leod, faisceau de tubes calibrés et gradués, dans lequel on introduit une certaine quantité du gaz dont on veut mesurer la pression ; ce gaz est ensuite soumis à une compression isotherme de rapport également connu ; l'application de la loi de Mariotte permet alors de connaître la pression initiale du gaz étudié. Le manomètre de Mac Leod est un appareil de grande précision qui peut être utilisé dans un large domaine de pressions (de 10 à 10^—6 hPa), et l'on s'en sert pour étalonner les autres appareils ; il présente néanmoins l'inconvénient de ne se prêter qu'à des mesures discontinues, ce qui, en dehors de ces difficultés de manipulation, ne permet pas de l'employer comme appareil de mesure courant.

La plupart des appareils utilisés en mesure du vide font appel à des procédés indirects et ne fournissent que des mesures relatives, qui dépendent en outre de la nature des gaz contenus dans une enceinte. Les plus employés sont le manomètre de Pirani et le manomètre à thermocouple, fondés sur les variations de la conductivité thermique en fonction de la pression ; ces manomètres sont utilisés pour la mesure des vides primaires. Le manomètre de Penning et le manomètre de Bayard-Alpert sont réservés aux vides secondaires ; ils mesurent des courants d'ions.

Le manomètre de Pirani comporte essentiellement une thermistance, placée dans une branche d'un pont de Wheatstone à l'équilibre et parcourue par un courant constant ; la température d'équilibre de la thermistance placée dans l'enceinte à vide sera déterminée par la quantité de chaleur cédée au milieu extérieur, donc par la quantité de matière existant dans l'enceinte. Une fonction de cette pression peut être directement lue sur le galvanomètre du pont de mesure. Le manomètre à thermocouple fait appel au même phénomène : une soudure de thermocouple est placée à proximité d'une résistance chauffante parcourue par un courant constant ; l'autre soudure est à l'extérieur de l'enceinte dans un milieu à température constante. À l'équilibre, la température de la soudure chaude sera fonction de la pression de l'enceinte, et on pourra lire le courant qui parcourt le thermocouple en intercalant un galvanomètre dans l'une de ses branches. Ces deux appareils permettent de mesurer des pressions de 100 à 10^—4 hectopascals.

Parmi les appareils de mesure de vide primaire, on peut également citer le tube de Geissler. Plutôt qu'un appareil de mesure, c'est un indicateur de pression qui comporte une pointe portée à haute tension (quelques kilovolts) placée en face d'une plaque au potentiel de la masse ; selon la distance et la différence de potentiel entre pointe et plaque, et la nature du gaz dans l'enceinte, il s'établira une décharge luminescente qui cessera pour des pressions de l'ordre de 10^—2 hectopascals. Le tube de Geissler est encore utilisé comme voyant ou comme relais de mise en œuvre pour dispositifs à seuil (vannes, pompes, autres appareils de mesure). Son emploi tend à disparaître.

Le manomètre de Penning est une amélioration du tube de Geissler. Il comporte deux cathodes froides disposées l'une en face de l'autre et encadrant une anode portée à un potentiel voisin de 2 kilovolts ; l'ensemble est placé dans l'entrefer d'un aimant permanent, de façon à allonger le parcours des électrons émis par[...]