| Pascals (Pa) | Micropascals (µPa) |
|---|---|
| 1 Pascal | 1000000 µPa |
| 2 Pascals | 2000000 µPa |
| 3 Pascals | 3000000 µPa |
| 4 Pascals | 4000000 µPa |
| 5 Pascals | 5000000 µPa |
| 10 Pascals | 10000000 µPa |
| 20 Pascals | 20000000 µPa |
| 25 Pascals | 25000000 µPa |
| 50 Pascals | 50000000 µPa |
| 100 Pascals | 100000000 µPa |
| Référence | Pascals (Pa) | Micropascals (µPa) |
|---|---|---|
| Atmospheric pressure at sea level | 101325 Pa | 1.01325 × 1011 µPa |
| Healthy blood pressure (120 mmHg) | 16000 Pa | 1.6 × 1010 µPa |
| A car tyre | 220000 Pa | 2.2 × 1011 µPa |
| A racing bicycle tyre | 600000 Pa | 6 × 1011 µPa |
Le pascal est l’unité de pression du Système international, notée Pa. Il se définit comme un newton de force réparti sur un mètre carré, et il porte le nom de Blaise Pascal, dont les expériences au baromètre dans les années 1640 établirent que l’air pèse et que sa pression décroît avec l’altitude. La Conférence générale des poids et mesures adopta ce nom en 1971.
C’est une unité remarquablement petite. La pression atmosphérique au niveau de la mer vaut 101 325 pascals : la pression sous laquelle chacun vit est donc un nombre à six chiffres, et presque tout emploi pratique de l’unité porte de ce fait un préfixe. Cette gêne n’est pas un défaut de conception mais une conséquence de la cohérence : le newton et le mètre carré ont été fixés d’abord, et le pascal est ce qui sort de la division de l’un par l’autre.
L’acoustique est le domaine où les pascals nus deviennent naturels. La pression de référence de l’échelle des décibels vaut vingt micropascals, pris comme le son le plus faible qu’une oreille jeune et saine puisse détecter, et une conversation ordinaire tourne autour de 0,02 pascal de pression acoustique. Le seuil de douleur se situe vers 63 pascals : toute l’étendue de l’audition humaine couvre donc environ six ordres de grandeur dans cette unité.
Les objets courants donnent le sens de l’échelle. Une feuille de papier de bureau posée à plat presse la table d’environ 0,8 pascal. Une brise légère exerce quelques pascals sur un mur, et l’écart de pression qui entraîne la ventilation d’un bâtiment se situe d’ordinaire entre dix et cinquante. Tout ce qu’une personne ressent comme une force se compte déjà en milliers.
Les formes préfixées portent le vrai travail. La météorologie emploie des hectopascals, numériquement identiques aux anciens millibars, si bien qu’une lecture de 1013 dans un bulletin n’a rien demandé de neuf. L’ingénierie emploie le kilopascal pour les pressions de pneus et de fluides, et la science des matériaux le mégapascal et le gigapascal pour la résistance et la rigidité, un mégapascal valant un newton par millimètre carré.
Le pascal paraît aussi partout où l’on parle d’une contrainte et non d’une pression, les deux ayant les mêmes dimensions. Module de Young, limite d’élasticité et contrainte de cisaillement se donnent tous en pascals ou en leurs multiples, et c’est pourquoi une seule unité couvre la pression d’un pneu et la rigidité de l’acier.
Un pascal équivaut à 1 newton par mètre carré, à 0,01 millibar, à environ 0,0000099 atmosphère ou à environ 0,000145 livre par pouce carré.
Le micropascal est une unité de pression valant un millionième de pascal. Son symbole est µPa. C’est l’une des plus petites unités de pression d’usage pratique, et elle doit sa place à un seul nombre : 20 micropascals, la pression de référence à laquelle tout niveau sonore dans l’air est rapporté.
Ce chiffre est le seuil d’audition — à peu près le son le plus faible qu’une oreille jeune et saine détecte à une fréquence d’environ 1 000 hertz. Lorsque les acousticiens définirent l’échelle des décibels pour le son aérien, il leur fallait une pression fixe de comparaison, et ils choisirent ce seuil. Zéro décibel signifie une pression acoustique de 20 micropascals ; toute valeur en décibels citée pour une route, une machine ou un concert est un rapport à ce nombre.
L’échelle qui en découle est raide. Vingt décibels valent dix fois la pression de référence, soit 200 micropascals. Soixante décibels, une conversation ordinaire, en valent mille fois, soit 20 millipascals. Cent vingt décibels, le seuil de la douleur, en valent un million de fois : 20 pascals. L’oreille couvre une plage de un million à un en pression, et le micropascal en occupe le bas.
L’acoustique sous-marine emploie la même unité mais une autre référence. Le son dans l’eau se rapporte à 1 micropascal et non à 20, car le seuil de l’audition humaine n’a aucun sens en mer. Cette différence pèse énormément : un niveau cité en décibels sous l’eau n’est pas comparable à un niveau dans l’air, et l’écart entre les deux conventions atteint environ 26 décibels avant toute autre correction. Les chiffres du sonar, les mesures du chant des baleines et les études du bruit du trafic maritime portent pour cette raison la mention re 1 µPa.
Hors acoustique, le micropascal apparaît dans la science du vide. Un bon vide poussé avoisine les 100 micropascals, et l’ultravide, le régime de la physique des surfaces et des accélérateurs de particules, va de quelques micropascals jusqu’aux nanopascals. Amener une enceinte à ce niveau demande des heures d’étuvage pour chasser des parois le gaz adsorbé.
L’unité paraît aussi dans la pression de rayonnement et dans les très petits écarts de pression que résolvent les appareils de laboratoire. Tout ce qui se mesure en micropascals est une mesure et non une force que quiconque ressentirait, et c’est précisément ce qui rend la convention des niveaux de référence si utile.
Un micropascal équivaut à 0,000001 pascal, à 0,001 millipascal, à 1 000 nanopascals ou à environ 0,000000000145 livre par pouce carré.