Celsius, Fahrenheit et Kelvin : formules et exemples

Trois échelles, trois usages

L'échelle Celsius (°C) est utilisée en France et dans la plus grande partie du monde : prévisions météo, cuisine et médecine. L'échelle Fahrenheit (°F) est utilisée dans la vie quotidienne principalement aux États-Unis et dans quelques autres pays. Le kelvin (K) est l'unité scientifique et technique ; il s'écrit sans symbole de degré : 300 K, et non 300 °K.

Un degré Celsius et un kelvin ont la même taille ; seul le point zéro diffère. Un degré Fahrenheit est plus petit : un degré Celsius équivaut à 1,8 degré Fahrenheit.

Formules exactes

Celsius en Fahrenheit : °F = °C × 9/5 + 32. Fahrenheit en Celsius : °C = (°F − 32) × 5/9. Celsius en kelvin : K = °C + 273,15. Kelvin en Celsius : °C = K − 273,15.

Exemple : 25 °C font 25 × 1,8 + 32 = 77 °F et 298,15 K. Autre exemple : 100 °F font (100 − 32) × 5/9 = 37,8 °C. Attention aux parenthèses : soustrayez d'abord 32, et seulement ensuite multipliez.

Calcul mental

Pour convertir approximativement des Celsius en Fahrenheit, doublez le nombre et ajoutez 30. Par exemple, 20 °C donnent 40 + 30 = 70 °F, alors que la vraie valeur est de 68 °F. Ce n'est qu'une approximation : l'erreur augmente à mesure que l'on s'éloigne d'environ 10 °C, mais cela suffit pour juger du temps qu'il fait.

Dans l'autre sens, soustrayez 30 des Fahrenheit et divisez le résultat par deux : 70 °F donnent 20 °C, alors que la vraie valeur est de 21,1 °C. Quand il vous faut un résultat fiable, par exemple en cuisine ou pour mesurer la température corporelle, utilisez la vraie formule ou un convertisseur.

Températures de référence utiles

Températures du four et de la cuisine

Les recettes américaines donnent les températures de four en Fahrenheit. Équivalences courantes : 160 °C ≈ 320 °F, 180 °C ≈ 356 °F (les recettes arrondissent souvent à 350 °F), 200 °C ≈ 392 °F et 220 °C ≈ 428 °F.

Gardez à l'esprit que les fours varient : la température indiquée peut être légèrement erronée, et avec la chaleur tournante (ventilation), les recettes conseillent souvent de baisser la température d'environ 20 °C. Dans ces cas-là, surveillez les signes de cuisson du plat plutôt que de vous fier au seul chiffre.

Un bref historique

Daniel Gabriel Fahrenheit a proposé son échelle vers 1724, avec l'eau qui gèle à 32 degrés et qui bout à 212. Anders Celsius a proposé une échelle centésimale en 1742, mais elle allait d'abord dans l'autre sens : l'ébullition était à 0 et la congélation à 100. L'échelle a été rapidement inversée pour prendre la forme que nous connaissons aujourd'hui.

L'échelle Kelvin porte le nom du physicien britannique William Thomson, devenu plus tard Lord Kelvin. Son zéro est le zéro absolu, la température la plus basse théoriquement possible, soit environ −273,15 °C. Dans le SI actuel, le kelvin est défini à partir d'une constante physique et non des propriétés de l'eau.

Exemples détaillés

Pour rendre les formules concrètes, quelques calculs. −10 °C : −10 × 1,8 = −18, et en ajoutant 32 on obtient 14 °F. 30 °C : 30 × 1,8 + 32 = 86 °F. 50 °F : (50 − 32) × 5/9 = 10 °C. 350 °F : (350 − 32) × 5/9 ≈ 176,7 °C. 450 °F : (450 − 32) × 5/9 ≈ 232,2 °C. Un réfrigérateur à environ 4 °C est à environ 39 °F, et un congélateur à −18 °C est presque exactement à 0 °F (précisément −0,4 °F).

Sachant que chaque écart de 10 °C correspond à un écart de 18 °F, vous pouvez construire votre propre tableau de repères : 0 °C = 32 °F, 10 °C = 50 °F, 20 °C = 68 °F, 30 °C = 86 °F, 40 °C = 104 °F.

Quand l'astuce rapide se trompe

La règle « doubler et ajouter 30 » est pratique, mais son erreur augmente à mesure que l'on s'éloigne des températures modérées. Comparez :

Erreurs courantes

La première erreur consiste à confondre une température avec un écart de température. Si l'air s'est réchauffé de 10 °C, cela représente un écart de 18 °F, et non de 50 °F, car on n'ajoute 32 que lorsqu'on convertit une véritable température, pas un écart. La deuxième consiste à oublier les parenthèses ou à effectuer les étapes dans le mauvais ordre, par exemple en multipliant par 5/9 avant de soustraire 32.

Troisième erreur : la notation du kelvin. Écrivez K sans symbole de degré et ne le confondez pas avec un degré Celsius. Quatrièmement : les échelles des fours. Dans certains pays, les recettes utilisent des positions de thermostat (ou des gas marks), qui ne sont ni des degrés Fahrenheit ni des degrés Celsius : il faut donc les convertir à l'aide du tableau du fabricant.

Liste de contrôle

• Savez-vous dans quelle échelle la valeur est exprimée (°C, °F ou K) ?
• Convertissez-vous une température ou un écart de température ?
• Avez-vous appliqué la formule dans le bon sens ?
• Avez-vous vérifié la vraisemblance du résultat à l'aide de repères : 0 °C = 32 °F, 20 °C = 68 °F, 100 °C = 212 °F ?