Sciences · Physique
Celsius, Fahrenheit et Kelvin : conversions
Pour passer des degrés Celsius aux Fahrenheit, on multiplie par 1,8 et on ajoute 32 ; pour obtenir des kelvins, on ajoute 273,15. Ainsi 20 °C valent 68 °F et 293,15 K.
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Trois échelles de température coexistent : le degré Celsius (°C), utilisé dans la quasi-totalité du monde, le degré Fahrenheit (°F), employé surtout aux États-Unis, et le kelvin (K), l’unité du Système international utilisée en science. Les conversions reposent sur deux formules simples.
Les formules de conversion
| De → vers | Formule | Exemple |
|---|---|---|
| °C → °F | °F = °C × 9/5 + 32 (soit × 1,8 + 32) | 25 °C = 77 °F |
| °F → °C | °C = (°F − 32) × 5/9 (soit ÷ 1,8) | 100 °F ≈ 37,8 °C |
| °C → K | K = °C + 273,15 | 25 °C = 298,15 K |
| K → °C | °C = K − 273,15 | 0 K = −273,15 °C |
| °F → K | K = (°F − 32) × 5/9 + 273,15 | 32 °F = 273,15 K |
| K → °F | °F = (K − 273,15) × 9/5 + 32 | 300 K = 80,33 °F |
Pourquoi 1,8 et 32 ?
Entre la fusion de la glace et l’ébullition de l’eau (à pression normale), il y a 100 degrés Celsius mais 180 degrés Fahrenheit : un degré Celsius vaut donc 1,8 degré Fahrenheit. Et l’eau gèle à 32 °F au lieu de 0 °C, d’où le décalage de 32. Entre Celsius et Kelvin, l’écart d’un degré est identique ; seule l’origine change.
Table de correspondance
| Repère | °C | °F | K |
|---|---|---|---|
| Zéro absolu | −273,15 | −459,67 | 0 |
| Ébullition de l’azote liquide | −196 | −321 | 77 |
| Les deux échelles se croisent | −40 | −40 | 233,15 |
| Zéro de l’échelle Fahrenheit | −17,8 | 0 | 255,4 |
| Fusion de la glace | 0 | 32 | 273,15 |
| Température ambiante | 20 | 68 | 293,15 |
| Température normale du corps | 37 | 98,6 | 310,15 |
| Fièvre élevée | 40 | 104 | 313,15 |
| Ébullition de l’eau (1 atm) | 100 | 212 | 373,15 |
| Four à pâtisserie | 180 | 356 | 453,15 |
| Fusion du fer | 1 538 | 2 800 | 1 811 |
| Surface du Soleil | environ 5 500 | environ 9 900 | environ 5 800 |
À −40, Celsius et Fahrenheit coïncident : c’est la seule valeur commune aux deux échelles.
Les trois échelles et leur histoire
Fahrenheit (1724)
Le physicien Daniel Gabriel Fahrenheit, fabricant d’instruments installé aux Pays-Bas, inventeur du thermomètre à mercure, publie son échelle en 1724. Son zéro correspond à la température d’un mélange réfrigérant de glace, d’eau et de sel d’ammonium ; il prend pour autre repère la température du corps humain. L’échelle a été ensuite recalée sur la fusion (32 °F) et l’ébullition de l’eau (212 °F). Elle reste l’échelle usuelle aux États-Unis et dans quelques autres pays.
Celsius (1742)
L’astronome suédois Anders Celsius propose en 1742 une échelle centésimale fondée sur deux points fixes de l’eau. Fait peu connu : dans sa version originale, 100 correspondait à la fusion de la glace et 0 à l’ébullition. L’échelle a été inversée peu après sa mort, survenue en 1744. Longtemps appelée « degré centigrade », elle prend officiellement le nom de degré Celsius en 1948.
Kelvin (1848)
William Thomson, devenu lord Kelvin, définit en 1848 une échelle absolue, dont le zéro est la température la plus basse possible, le zéro absolu. Le kelvin est l’unité de base de température du Système international ; il s’écrit sans le mot « degré » ni le symbole « ° » : on dit « 300 kelvins » et on note « 300 K ».
Laquelle utiliser ?
- Vie courante, météo, cuisine : degré Celsius en France, en Belgique, en Suisse, au Québec et dans la grande majorité des pays.
- Recettes et bulletins américains : Fahrenheit. Un four à 350 °F correspond à environ 175 °C, un four à 400 °F à environ 205 °C.
- Sciences : kelvin, obligatoire dans les formules physiques comme la loi des gaz parfaits
PV = nRT(voir pression) ou le rendement d’un moteur thermique (voir thermodynamique). Une température en kelvins n’est jamais négative.
Questions fréquentes
Comment convertir 37 °C en Fahrenheit ?
37 × 1,8 + 32 = 98,6 °F. C’est la température corporelle de référence.
Comment convertir des Fahrenheit en Celsius ?
On retranche 32, puis on divise par 1,8. Par exemple, 50 °F = (50 − 32) / 1,8 = 10 °C.
À quelle température Celsius et Fahrenheit sont-ils égaux ?
À −40 : −40 °C = −40 °F.
Pourquoi les États-Unis utilisent-ils encore le Fahrenheit ?
Par usage historique : l’échelle était répandue dans le monde anglophone avant la diffusion du système métrique, et les États-Unis n’ont jamais achevé leur passage au système international dans la vie courante.