L’utilisation de la pression pour la mesure de l'altitude est relativement récente puisqu'elle est surtout née avec le boom des nouvelles technologies au début des années 1970. Comme dans de nombreux autres domaines, l'électronique a fait son apparition dans le monde de la randonnée. L'altimètre est ainsi devenu aussi important qu'une boussole en matière d'orientation. C'est un instrument de haute précision qui permet à n’importe quel endroit de connaître son altitude par rapport au niveau de la mer. Son utilité pourrait paraître futile de prime abord, mais il s'agit en réalité d'un instrument d'orientation primordial : nous verrons qu'il permet de déterminer très rapidement sa position exacte sur une carte, en particulier en cas de mauvaises conditions météorologiques.

II] Mode de fonctionnement de l'altimètre

S'il est désormais très aisé d'utiliser un altimètre, peu pourraient en revanche expliquer les différents tenants de son principe de fonctionnement. Sa variable est la même que celle des baromètres : en mesurant les variations de pression atmosphérique, l'altimètre peut directement indiquer les variations d'altitude. En effet, un barème théorique est empiriquement établi, à conditions égales, pour chaque niveau d'altitude : tous les points d'une même courbe de niveau, par météo stable, subissent exactement la même pression atmosphérique (voir le graphique ci-après). Ainsi, on mesure dans des conditions normales 1013 mBars au niveau de la mer, 899 mBars à 1000 m, 795 mBars à 2000 m, 701 mBars à 3000 m, 616 mBars à 4000 m, 540 à 5000m, soit un gradient de pression de 0.12 mBar/m au niveau de la mer et qui diminue avec l’altitude suivant une fonction exponentielle inverse (à 5000 m, le gradient est d'environ la moitié de celui au niveau de la mer).

Evolution théorique de la pression en fonction de l’altitude
(pour une pression de référence de 1013 mBars au niveau de la mer)

L’altimètre est donc une sorte de baromètre qui mesure la pression atmosphérique en un point précis pour l’interpréter et afficher la valeur d'altitude correspondante préenregistrée.

Lorsqu'il s'agit de se repérer non pas sur la terre, mais plus encore en hauteur sur la Terre (c'est à dire dans les airs), les altimètres utilisés peuvent fonctionner sur le principe du radar : la mesure du temps de parcours d'un faisceau d'ondes électromagnétiques qui se réfléchit sur le sol, multiplié par la vitesse de ce faisceau et divisé par deux donne l'altitude par rapport au sol. Cette technologie est bien sûr utilisée en aéronautique civile, militaire voire en aérospatiale, mais elle offre une possibilité de couplages avec d'autres instruments très réduite.

III] Marges d'erreurs et utilisation

Pour une utilisation précise, il importe de connaître les facteurs potentiels d'erreurs afin de palier à leur influence sur la mesure effectuée.

A première vue le principe parait simple, mais en approfondissant un peu plus on s’aperçoit qu’il subsiste quelques problèmes. En effet, il est évident que les conditions météorologiques ne sont jamais parfaitement stables : la pression à un lieu donné n'est pas constante, car en fonction de la météorologie, c'est à dire la présence d'une dépression ou d'un anticyclone, la pression atmosphérique variera ce qui provoquera une correspondance d'altitude faussée. La courbe pression / altitude n'est donc pas applicable de la même manière en tous points du globe.

Il existe également deux erreurs d'estimation liées à la température :

La première est purement technique et est due à une variation possible de la température du capteur (ce problème est survenu lors de notre expérience sur la montre altimètre). Cette variation entraîne une divergence de la pression mesurée. Si la température est fixe, la courbe de l'altitude estimée est alors l'image de la courbe standard par une translation (d’ou le décalage de certaines mesures de notre expérience). Pour y palier, certains altimètres (pas le nôtre malheureusement !) sont équipés d'un thermomètre et dits compensés en température.
La deuxième erreur est due à un écart de température de l'atmosphère par rapport aux conditions de référence (normales) : en effet, que ce soit au niveau de la mer ou à 5000 mètres d’altitude, la température n’est pas constante d’un jour à l’autre. Or, le gradient de pression est défini pour une température de référence de 15°C au niveau de la mer, soit 288°K. Un écart de température T par rapport à cette référence engendre donc une erreur relative de l'altitude estimée de T/288, soit de l'ordre de 3,5 mètres pour 1000 mètres et par °C. Ainsi, pour un isotherme 0°C par exemple, l'écart T de 15°C avec la température de référence provoque une variation d'altitude indiquée par l'altimètre de 15/288, soit 5,2%). Cette erreur est corrigée par très peu d'altimètres (qui disposent alors d'un capteur supplémentaire) mais l’Homme couplé avec son intelligence ou une calculatrice peut lui-même effectuer le calcul T/288. En tous les cas, cette erreur n’est pas suffisamment importante pour compromettre l'intérêt du repérage altimétrique dans des conditions non extrêmes.

Avec tous ces problèmes, on peut se demander s'il n'est pas dangereux de posséder un altimètre ! En fait, il suffit d'en choisir un correspondant exactement à ses besoins, et si possible, de l'étalonner souvent (toutes les trois heures au moins) pour avoir des mesures fiables.

b) Utilisations

L’altimètre ne se limite pas seulement à la simple connaissance de son altitude ! Grâce à leur capteur de pression atmosphérique, la plupart des altimètres digitaux ont en effet une fonction baromètre qui leur permet d'afficher les évolutions météorologiques proches. Votre altimètre se transforme donc en une véritable station météo J.

Si seule la pression atmosphérique est affichée, il est tout de même possible de devenir devin. Une pression qui augmente, et c'est le beau temps qui se confirme. Une chute vous avertira quant à elle qu'il faut mieux chercher un parapluie ! Numériquement, si vous notez une variation de plus de 5mb en 3 heures, vous pouvez commencer à vous inquiéter des cieux, pour le meilleur ou pour le pire.

De même, si seule l'altitude est affichée, un calcul de la différence entre l'altitude donnée par l'altimètre et celle réelle (qu'il s'agit de connaître) vous permet d'apprécier la tendance. Lorsque l'altitude lue est plus élevée, c'est que la pression a baissé, et par conséquent il est certain le mauvais temps approche. A l'inverse, une altitude plus basse que celle réelle indique une augmentation de pression : le temps devrait virer au beau fixe.
Une variation de l'ordre de 50 m en 3 heures occasionne des changements climatiques à prendre au sérieux.

Seul avec votre altimètre et perdu en pleine nature, nous ne donnons pas cher de vous. L’altimètre devient un instrument redoutable dès lors qu’il est associé à une boussole et à une carte topographique. Il suffit de connaître sa position de départ (altitude & pression), et d’étalonner son altimètre afin de faire correspondre la pression et l’altitude aux données connue officiellement et indiquée sur une carte IGN. Dès lors, l'altimètre devient précieux car il permet de se situer à tout moment par rapport à chaque courbe de niveau indiquée sur la carte, de connaître la variation de dénivelé quasiment pas à pas. Si l’on ajoute à cela une boussole il devient encore plus facile de se repérer : la boussole couplée à la carte indique la direction tandis que l’altimètre et les courbes de niveau nous renseignent sur notre position. Ce couplage devient idéal pour ne pas se perdre dans le brouillard, pour marcher à l'aveugle, c'est-à-dire lorsque les repères visuels habituels disparaissent.

I] Un passé récent

II] Mode de fonctionnement de l'altimètre

III] Marges d'erreurs et utilisation

a) Erreurs

b) Utilisations

c) Couplages