| Référence | Bars (bar) | Nanopascals (nPa) |
|---|---|---|
| Atmospheric pressure at sea level | 1.01325 bar | 1.01325 × 1014 nPa |
| Healthy blood pressure (120 mmHg) | 0.16 bar | 1.6 × 1013 nPa |
| A car tyre | 2.2 bar | 2.2 × 1014 nPa |
| A racing bicycle tyre | 6 bar | 6 × 1014 nPa |
Le bar est une unité de pression valant exactement 100 000 pascals, soit 100 kilopascals. Son symbole est bar. Il ne fait pas partie du Système international d’unités, mais il est toléré à son côté et employé dans toute l’ingénierie européenne, parce qu’il se trouve presque exactement sur la pression atmosphérique normale : une atmosphère vaut 1,01325 bar.
Cette coïncidence est toute la raison de son succès. Une pression donnée en bar se lit comme un nombre presque exact d’atmosphères : six bars dans une conduite d’air comprimé signifient donc environ six fois la pression du dehors, fait qu’un ingénieur peut employer sans calcul. Le nom vient du mot grec pour le poids, et l’unité fut proposée par le météorologue norvégien Vilhelm Bjerknes vers 1909.
La plongée l’emploie parce que la mer s’y prête. Chaque dizaine de mètres d’eau de mer ajoute presque exactement un bar : un plongeur à vingt mètres subit donc trois bars de pression absolue, l’atmosphère au-dessus comprise. Tables de décompression, consommation de gaz et pressions de bouteille découlent toutes de cette seule relation, et toute la pratique de la plongée s’enseigne plus aisément en bars qu’en toute autre unité.
Les machines du quotidien travaillent à quelques bars. Les pneus se gonflent entre deux et deux et demi, l’air comprimé d’atelier circule à six ou huit, l’eau du réseau arrive à trois ou six, et une machine à espresso extrait à neuf, chiffre si établi qu’il figure sur la façade de l’appareil. Les montres portent des cotes d’étanchéité en bars, où dix bars correspondent nominalement à cent mètres de profondeur.
La distinction entre pression relative et pression absolue compte ici plus que partout ailleurs. Un manomètre de pneu affichant 2,2 bars indique 2,2 bars au-dessus de l’air ambiant : la pression absolue à l’intérieur vaut donc 3,2. L’usage industriel écrit barg pour la relative et bara pour l’absolue, et les mêler est une source fréquente d’erreur dans les spécifications et dans les calculs de sécurité.
Les organismes de normalisation déconseillent le bar depuis des décennies au profit du pascal, sans grand effet. Le kilopascal est l’alternative cohérente et s’emploie au Canada, en Australie et dans une partie de l’Asie, mais cent kilopascals se lisent moins naturellement qu’un bar, et l’habitude s’est révélée plus forte que la recommandation.
Un bar équivaut à 100 000 pascals, à 100 kilopascals, à 1000 millibars ou à environ 14,5 livres par pouce carré.
Le nanopascal est une unité de pression valant un milliardième de pascal. Son symbole est nPa. Il marque l’extrémité lointaine de l’échelle des pressions, la région où l’idée de pression comme poussée sur une surface cesse de servir et devient une affirmation sur le petit nombre de particules présentes.
Le domicile le plus net de l’unité est le vide extrême. Le vide ordinaire de laboratoire atteint les millipascals ; l’ultravide, employé par la physique des surfaces et par les tubes de faisceau des accélérateurs de particules, atteint les micropascals. En dessous s’étend le vide extrême, en nanopascals et moins, et y parvenir exige une enceinte étanche, des heures d’étuvage à deux cents degrés pour chasser le gaz du métal lui-même, et des pompes qui piègent les molécules au lieu de les pousser.
À ces pressions une enceinte n’est pas vide. Un nanopascal contient encore environ un quart de million de molécules par centimètre cube, ce qui paraît énorme jusqu’à ce qu’on le compare aux vingt-cinq milliards de milliards contenues dans le même volume d’air d’une pièce. Ce qui compte n’est pas le nombre mais le libre parcours moyen : une molécule voyage désormais des milliers de kilomètres avant d’en heurter une autre, si bien qu’elle frappe les parois bien avant de rencontrer une voisine.
C’est précisément là le but. La science des surfaces exige qu’un échantillon reste propre pendant toute la durée d’une expérience, et aux pressions ordinaires une surface fraîche se couvre d’une couche de gaz adsorbé en une nanoseconde environ. À un nanopascal, la même surface reste propre pendant des jours. Le vide n’est pas là pour ôter de l’air mais pour acheter du temps.
L’espace fournit la comparaison naturelle. L’orbite terrestre basse avoisine le micropascal, encore assez dense pour que l’atmosphère freine les satellites et finisse par les faire retomber. L’espace interplanétaire se compte en nanopascals. L’espace interstellaire est bien plus bas encore, autour du femtopascal, qu’aucune pompe terrestre n’a jamais égalé : les meilleurs vides de laboratoire restent plus denses que l’espace entre les étoiles.
La pression de rayonnement tombe dans un domaine voisin. La lumière du Soleil sur une surface parfaitement absorbante, à la distance de la Terre, exerce environ 4,5 micropascals, et à la distance des planètes extérieures elle descend aux nanopascals. Les voiles solaires travaillent avec ces chiffres, et c’est pourquoi elles doivent être immenses et légères pour rassembler une force utilisable.
Un nanopascal équivaut à 0,000000001 pascal, à 0,001 micropascal, à 1 000 picopascals ou à environ 0,000000000000145 livre par pouce carré.