L’altimétrie barométrique est la technique qui permet de déterminer l’altitude d’un lieu en mesurant la pression atmosphérique. Puisque la pression diminue avec l’altitude de façon prévisible, on peut convertir une mesure de pression en altitude. C’est une application pratique du baromètre du smartphone.
Observer expérimentalement l’altimétrie barométrique
Avec l’application FizziQ, le baromètre permet de mesurer des différences d’altitude.
Étapes :
- Ouvrir FizziQ et sélectionner l’instrument “Baromètre”
- Noter la pression P₁ au pied d’un bâtiment
- Monter au sommet du bâtiment (dernier étage ou toit accessible en sécurité)
- Noter la pression P₂ au sommet
- Calculer la différence d’altitude : Δh ≈ (P₁ - P₂) / 0,12 (en mètres si P en hPa)
- Comparer avec l’altitude GPS ou la hauteur connue du bâtiment
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Prolongements possibles avec le même instrument : établir le profil altimétrique d’une randonnée, ou comparer l’altitude barométrique à l’altitude GPS.
En savoir plus
Principe de mesure :
La pression atmosphérique diminue d’environ 12 Pa (0,12 hPa) par mètre d’altitude au voisinage du sol. Cette relation permet de convertir une différence de pression en différence d’altitude.
Précision et limites :
| Source d’erreur | Impact |
|---|---|
| Variations météo | ± plusieurs hPa |
| Température | Modifie la densité de l’air |
| Humidité | Effet mineur |
| Capteur | ± 1 hPa typ. (± 8 m) |
| Résolution / justesse | Résolution relative ~0,01-0,1 hPa (~0,1-1 m) ; justesse absolue ~± 1 hPa |
Disponibilité : tous les smartphones ne possèdent pas de baromètre. Le capteur équipe la plupart des modèles de milieu et haut de gamme, mais est absent de nombreux téléphones d’entrée de gamme et de la majorité des tablettes. Sans baromètre, cette mesure n’est pas réalisable : vérifiez la présence de l’instrument “Baromètre” dans FizziQ ou les caractéristiques de votre appareil.
Altimétrie relative vs absolue :
- Relative : différence d’altitude entre deux points mesurés simultanément → très précise
- Absolue : altitude par rapport au niveau de la mer → nécessite une référence (calage QNH)
Applications :
- Montres altimètres pour randonnée
- Altimètres d’avion (complément au radioaltimètre)
- Navigation indoor (détection des étages)
- GPS assisté par baromètre
Formule
Formule simplifiée (basse altitude, air supposé homogène) :
Δh = (P₁ - P₂) / (ρ g)
où :
- Δh : différence d’altitude (m)
- P₁, P₂ : pressions (Pa)
- ρ ≈ 1,2 kg/m³ : masse volumique de l’air
- g = 9,81 m/s² : accélération de la pesanteur
Numériquement, ρg ≈ 12 Pa/m, soit 0,12 hPa/m. D’où la règle pratique : environ 8 m d’altitude par hectopascal (Δh en mètres ≈ différence de pression en hPa × 8,3).
Formule plus complète (atmosphère supposée isotherme, valable sur une plus grande plage d’altitude) :
h = H × ln(P₀/P), avec H = RT/(Mg) ≈ 8 400 m à 15 °C
La hauteur d’échelle H dépend de la température (environ 8 000 m à 0 °C). Cette formule donne l’altitude par rapport au niveau où est mesurée la pression de référence P₀.
Exemples d’application
- Un étage standard (3 m) correspond à environ 0,35 hPa de variation
- La Tour Eiffel (330 m) : ΔP ≈ 40 hPa entre le sol et le sommet
- Les smartphones modernes utilisent le baromètre pour améliorer le GPS en intérieur
- Les parachutistes utilisent un altimètre barométrique pour déclencher l’ouverture
FAQ
Q : Pourquoi le GPS ne suffit-il pas ? R : Le GPS a une précision verticale de ± 10-20 m en extérieur, et ne fonctionne pas à l’intérieur. Le baromètre peut détecter un changement d’étage (3 m).
Q : Comment corriger les variations météo ? R : Pour des mesures relatives rapides (monter un bâtiment), la météo n’a pas le temps de changer. Pour l’altitude absolue, il faut connaître la pression au niveau de la mer (QNH).
Q : Quelle est la précision réaliste avec FizziQ ? R : En mesure relative rapide : ± 1-2 m. En altitude absolue : ± 10-30 m selon les conditions météo.
Q : Un smartphone peut-il détecter l’étage où je suis ? R : Oui ! Les smartphones modernes utilisent le baromètre pour la navigation indoor et les services d’urgence (localisation verticale).
Concepts liés
Pression atmosphérique - Baromètre - Altitude - Altimètre GPS - Géolocalisation GPS