Degré Celsius
Unité SI dérivée · grandeur : température
01 · Définition
Le degré Celsius est égal au kelvin : même pas, zéro décalé. Un écart de températures s’exprime par le même nombre dans les deux échelles, tandis que les températures elles-mêmes diffèrent exactement de 273,15.
Historiquement, l’échelle était fixée par deux repères : la fonte de la glace et l’ébullition de l’eau. Le point bas tient bon — la pression ne le déplace que de millièmes de degré. Le point haut ne tient pas du tout : l’eau ne bout à cent degrés qu’au niveau de la mer, et bien plus tôt en montagne. C’est pourquoi la définition moderne a renoncé à l’ébullition et n’a laissé au Celsius qu’une seule attache : il est défini par le kelvin, et le kelvin, depuis 2019, par la constante de Boltzmann.
Chauffer de vingt à trente degrés Celsius, ce sont les mêmes dix kelvins, et en thermique on écrit les écarts en kelvins quelle que soit l’échelle dans laquelle les températures sont données. La différence n’apparaît que là où la température entre seule dans une formule : dans la loi des gaz parfaits, dans le rayonnement du corps noir, dans le rendement du cycle de Carnot. Y mettre des degrés Celsius est une erreur courante qui donne une réponse absurde, car toutes ces lois comptent à partir du zéro absolu.
02 · Conversion
Entrez une température : la fiche la déploiera sur toutes les échelles
La température ne se convertit pas par un facteur, mais par un facteur assorti d’un décalage : chaque échelle a son zéro et sa taille de degré. C’est pourquoi le zéro ne passe au zéro dans aucune paire, sauf pour le kelvin et le Rankine.
Les échelles Celsius et Fahrenheit se croisent en un seul point : moins quarante veut dire la même chose dans les deux. Cela tient à ce que le degré Fahrenheit vaut cinq neuvièmes du degré Celsius, tandis que les zéros des échelles sont écartés de trente-deux divisions. Le couple kelvin — Rankine est bâti autrement : il partage le zéro et diffère par la taille du degré, si bien que son rapport est constant et vaut un virgule huit.
| Échelle | Nom | Valeur | Où on la rencontre |
|---|---|---|---|
| K | kelvin, unité de base du SI | 273,15 | physique, astronomie, température de couleur |
| °C | degré Celsius | 0 | météo, médecine, technique |
| °F | degré Fahrenheit | 32 | États-Unis, Bahamas, Belize, îles Caïmans |
| °Ra | degré Rankine | 491,67 | thermique aux États-Unis |
| °Ré | degré Réaumur | 0 | Russie et France du XIXᵉ siècle, fromagerie |
| °De | degré Delisle | 150 | Russie du XVIIIᵉ siècle, échelle à l’envers |
| °N | degré Newton | 0 | première tentative d’échelle, 1701 |
| K | kelvin | 273,15 | point de référence pour la comparaison |
Le kelvin et le Celsius ne diffèrent que par le décalage ; le Fahrenheit diffère en outre par la taille du degré. Dans les formules où la température entre seule et non comme un écart, seule une échelle absolue convient
03 · Ordres de grandeur
du nanokelvin au cœur d’une étoileFonte de la glace, 0 °C
04 · Instruments de mesure
Avec quoi on mesure les degrés Celsius
La colonne d’alcool ou de galinstan monte avec la température : on trace l’échelle d’après deux repères et l’on partage l’intervalle en parts égales. Le mercure a été chassé des appareils domestiques par la convention de Minamata, mais ce sont bien les thermomètres à mercure qui, deux siècles durant, ont défini ce qu’était un degré.
La résistance du platine pur croît avec la température de façon prévisible et reproductible ; c’est pourquoi ce thermomètre sert d’étalon de l’hydrogène à l’argent. Un Pt100 industriel donne exactement cent ohms à zéro degré.
La soudure de deux fils différents engendre une tension de quelques millivolts, qui dépend de l’écart entre la température de la soudure et celle de l’appareil. Bon marché, petit et supportant mille cinq cents degrés, il se tient dans les fours, les turbines et les cuisinières.
Il lit la température d’après le rayonnement infrarouge propre du corps, sans le toucher. L’indication dépend de l’émissivité de la surface : le métal brillant est sous-évalué, et c’est là la principale source d’erreur de la thermométrie sans contact.
05 · Règles d’écriture
Une espace avant le symbole, et jamais « C° »
°C est un symbole composé : le signe degré colle à la capitale latine C, tandis qu’entre le nombre et le symbole on met une espace insécable, comme pour toute autre unité. Le kelvin s’écrit sans aucun signe degré — on le lui a retiré en 1967.
Le signe degré est un caractère à part, U+00B0, ni un zéro en exposant ni la lettre « o ». Unicode contient aussi une ligature toute faite ℃ (U+2103), mais les normes recommandent de saisir deux caractères : la ligature passe mal d’une police à l’autre et casse la recherche dans le texte. Les valeurs négatives s’écrivent avec le signe moins U+2212, non avec un trait d’union.
06 · Unités voisines
Le kelvin est l’aîné de la famille : unité de base du SI dont le Celsius ne diffère que par la place du zéro. Le Fahrenheit mène sa vie propre dans trois pays ; le Rankine est une échelle absolue au degré Fahrenheit.
le même degré, un zéro plus bas
température de la vie courante
États-Unis, Bahamas, Belize
Parmi les fiches de Simetrium le degré Celsius est voisin de kelvin comme unité de base de la température, degré Fahrenheit et degré Rankine — le couple anglo-américain, ainsi que joule, par lequel la température se relie à l’énergie du mouvement des particules.
07 · Section historique
L’échelle qu’on a retournée après la mort de son auteur
Anders Celsius plaça le zéro à l’ébullition de l’eau et le cent à la fonte de la glace : plus il faisait froid, plus le nombre était grand. La logique était météorologique — à Uppsala, on n’obtenait ainsi presque jamais de valeurs négatives.
Un an après la mort de Celsius, on retourna l’échelle dans la forme qu’on lui connaît. On en attribue la paternité à Linné, qui avait commandé un thermomètre pour sa serre, et à Mårten Strömer, successeur de Celsius à l’observatoire ; aucun témoignage sûr ne tranche entre eux.
Jusqu’en 1948 l’échelle s’appelait centigrade, mais en français et en espagnol ce mot désignait le centième de l’angle droit. La Conférence générale a levé l’ambiguïté en donnant à l’échelle le nom de son auteur.
On redéfinit d’abord l’échelle par le point triple de l’eau, puis l’EIT-90 détailla des repères pratiques de l’hydrogène au cuivre, et en 2019 le kelvin fut fixé par la constante de Boltzmann. L’ébullition de l’eau cessa d’être une définition pour n’être plus qu’un fait.
Le zéro de l’échelle n’est pas le point de fusion
Depuis la redéfinition par le kelvin, zéro degré Celsius n’est plus par définition le point de fusion de la glace — ce sont simplement 273,15 K. À la pression normale, la glace fond environ un dix-millième de degré plus bas, et cet écart n’est pas une erreur de mesure mais la conséquence d’avoir détaché la définition d’une substance. L’eau de la cellule à point triple doit avoir la composition isotopique de l’eau océanique : les isotopes lourds de l’hydrogène et de l’oxygène déplacent le point d’un quart de millikelvin, et la norme précise la composition à part. Depuis 2019 même cela a disparu : le kelvin est fixé par une valeur numérique de la constante de Boltzmann, et les cellules à point triple sont passées de la définition au rang d’étalons de travail, à égalité avec les points de congélation du gallium, de l’indium et de l’argent.
Catalogue · unités de mesure
Une fiche pour chaque grandeur
Sept unités de base du SI, vingt-deux unités dérivées portant un nom propre et les unités hors système dont ni la technique ni la vie quotidienne ne se passent. Chacune a sa feuille : définition, conversion, instruments, règles d’écriture. En 4 langues.
Unités SI dérivées portant un nom propre
fiche du degré Celsius ouverteUnités de base du SI
en terre cuite — le kelvin, dont le Celsius se tire par un décalageÉchelles de température sorties d’usage
Langue de la fiche
4 langues. Le symbole °C est international, mais l’échelle du quotidien ne l’est pas : dans les traductions destinées aux États-Unis et au Belize, la fiche s’ouvre sur la conversion en Fahrenheit.