Daniel Gabriel Fahrenheit

Fabricant d’instruments germano-néerlandais

Daniel Fahrenheit est célèbre pour l’échelle de température qui porte son nom et pour avoir développé le premier thermomètre à mercure. Il a également établi quantitativement que les températures du point d’ébullition varient avec la pression, et il a découvert la surfusion de l’eau.

Daniel Gabriel Fahrenheit est né à Dantzig (aujourd’hui Gdansk) le 24 mai 1686 dans une riche famille de marchands. Démontrant un don pour l’apprentissage, il devait avoir fréquenté le gymnase Danziger. Cependant, ses parents sont morts avant qu’il ne s’inscrive. Bien contre son gré, ses tuteurs l’envoyèrent à Amsterdam pour faire un apprentissage commercial. Il ne parvint pas à l’achever et un mandat d’arrêt fut émis dans l’intention de l’envoyer aux Indes orientales (1707).

Ainsi poursuivi, Fahrenheit a voyagé à travers l’Europe, visitant des scientifiques et des fabricants d’instruments. Il s’installe plus tard à Amsterdam (1717) et s’établit comme fabricant de thermomètres, baromètres et aréomètres. Tout au long de sa vie, Fahrenheit a consacré toutes ses ressources à l’invention d’instruments, notamment une horloge à mercure pour déterminer la longitude en mer et un dispositif de pompage destiné à drainer les polders hollandais. Bien que très estimé, il mourut appauvri le 16 septembre 1736.

En 1708, Fahrenheit visita Ole Römer (1644-1710). Depuis au moins 1702, Römer fabriquait des thermomètres à alcool à deux points fixes et une échelle divisée en incréments égaux. Il a impressionné Fahrenheit sur l’importance scientifique des mesures reproductibles et intercomparables par différents thermomètres. Inspiré, Fahrenheit a finalement mis au point une méthode pour produire commercialement de tels thermomètres.

Fahrenheit a mené des expériences pour déterminer la meilleure substance thermométrique. S’installant sur le mercure, il produit le premier thermomètre à mercure (1713). D’autres recherches l’ont amené à découvrir que l’expansion du verre varie en fonction de sa composition. Il a finalement mis au point une méthode pour déterminer les coefficients de dilatation pour différents verres (1729), mais avait alors développé une méthode pour étalonner les thermomètres indépendamment. Fahrenheit a déterminé avec précision les points d’ébullition de nombreux liquides et a établi quantitativement leur variation avec la pression barométrique (1723). Sur la base de ses découvertes, il a construit le premier hypso-baromètre — un instrument permettant de mesurer la pression barométrique à partir des changements du point d’ébullition de l’eau (1724). Fahrenheit a également découvert la surfusion de l’eau — un phénomène par lequel l’eau est refroidie à quelques degrés en dessous de son point de congélation sans se solidifier.

L’échelle de température Fahrenheit actuelle a évolué à partir de celle de Römer. Römer a calibré son thermomètre standard en glace fondante et en eau bouillante, marquant le point de glace 7½ et le point d’ébullition 60. Römer a pris des précautions pour éviter les mesures négatives. Cependant, Römer a remarqué que les mesures de température ne dépassaient jamais 20 °. Comme la plus grande partie de la longueur du thermomètre n’était donc pas nécessaire, il calibra des thermomètres plus courts. Fixant le point de glace comme auparavant, il a placé des instruments plus courts dans des bains d’eau à 22½ °, comme déterminé par son thermomètre standard, pour régler le point supérieur.

Observant cette procédure, et ignorant que le deuxième point fixe de Römer était en fait celui de l’eau bouillante, Fahrenheit a pris le point fixe supérieur à 22½ °, ce qui correspond à une température corporelle approximativement normale. Fahrenheit a appliqué l’échelle de 22½° de Römer à ses propres thermomètres, mais l’a subdivisée en quartiers pour donner une échelle de 90 °, qu’il a ensuite modifiée à 96°. Le point de congélation a été fixé à 32 ° et supérieur à 96 °, ce qui a été calibré en plaçant un thermomètre dans la bouche d’une personne en bonne santé. Selon la lecture du baromètre, Fahrenheit a mesuré le point d’ébullition de l’eau de 205½ ° à 212½ °.

Fahrenheit a communiqué ses résultats à la Royal Society en 1724. Bien qu’il n’ait clairement jamais pris le point d’ébullition de l’eau comme fixé, la Royal Society l’a officiellement établi comme tel (1777), fixant la valeur à 212 °, ce qui s’est produit à une pression barométrique de 29,8 pouces-Hg. La température corporelle normale sur cette échelle est de 98,6 °. L’échelle révisée a rapidement été adoptée en Angleterre et en Hollande et est devenue la norme dans le monde anglophone.

STEPHEN D. NORTON