Jauge de McLeod


La jauge de McLeod est un dispositif utilisé pour la mesure des très faibles pressions (jusqu'à 10−6 Torr).
Un volume connu V1 de gaz à la pression à mesurer Px est comprimé dans un volume V2 à la pression P2.
A partir de la loi de Mariotte Px.V1 = P2.V2, on peut déduire Px.
Peu commode d'emploi car une fausse manœuvre peut polluer l'enceinte étudiée, cette jauge a été remplacée par des détecteurs électroniques mais elle reste utilisé pour la calibration des autres dispositifs.

Principe de la mesure
En régime normal une ampoule terminée par un tube capillaire de section s est reliée à l'enceinte dont on mesure la pression par un tube sur lequel on a installé en dérivation du capillaire de même section que le tube de mesure afin d'éliminer les erreurs dues à la capillarité.
Pour effectuer la mesure, avec un piston on introduit du mercure dans le système. Quand le mercure dépasse le niveau A, le gaz contenu dans l'ampoule et le capillaire d'un volume total V1 est isolé de l'enceinte et il est comprimé. On cesse d'agir sur le piston quand le niveau du mercure dans le capillaire de droite atteint le niveau B.
On pose h la hauteur entre le niveau B et la surface du mercure dans le tube de mesure.
Dans ce tube la pression est P2 et le volume du gaz est V2 = s.h
On a P2 = Px + µ.g.h
 Px.V1 = (Px + µ.g.h).(s.h) soit Px.(V1 − s.h) = µ.g.s.h²
Comme s.h est beaucoup plus petit que V1, on tire Px = µ.g.s.h² / V1 soit Px = K.h²

Sur les appareils réels le piston est remplacé par un réservoir mobile de mercure. Il existe aussi une version ou la compression du gaz est assurée par une rotation du dispositif.

Données utilisées
µ = 13,6 103 kg / m3; Diamètre des capillaires 1 mm; V1 = 52 cm3
Rappels
L'unité légale de pression est le pascal (Pa). On utilise aussi le bar (1 bar = 105 Pa) et l'atmosphère (1013 hPa)
Pour les raisons historiques, pour les mesures de vide, on utilise le centimètre de mercure (cmHg), le millimètre de mercure (mmHg) ou Torr
On a 1 Pa = 7,5 10−3 mmHg soit 1 mmHg = 1 Torr = 133,32 Pa