| Micromètres (μm) | Nanomètres (nm) |
|---|---|
| 1 Micromètre | 1000 nm |
| 2 Micromètres | 2000 nm |
| 3 Micromètres | 3000 nm |
| 4 Micromètres | 4000 nm |
| 5 Micromètres | 5000 nm |
| 10 Micromètres | 10000 nm |
| 20 Micromètres | 20000 nm |
| 25 Micromètres | 25000 nm |
| 50 Micromètres | 50000 nm |
| 100 Micromètres | 100000 nm |
| Référence | Micromètres (μm) | Nanomètres (nm) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (long side) | 297000 μm | 297000000 nm |
| Average adult human height | 1700000 μm | 1.7 × 109 nm |
| A football pitch (length) | 105000000 μm | 1.05 × 1011 nm |
| A marathon | 4.2195 × 1010 μm | 4.2195 × 1013 nm |
| Height of Mount Everest | 8.849 × 109 μm | 8.849 × 1012 nm |
Le micromètre est le millionième du mètre ; on l’écrit µm, avec la lettre grecque mu. On l’appelle aussi couramment micron, un nom que la Conférence générale des poids et mesures a formellement supprimé en 1967 mais qui reste employé chaque jour dans l’industrie et la science des matériaux.
L’unité couvre l’échelle des cellules et des particules fines. Un globule rouge humain mesure environ 7 µm. Les bactéries font généralement de 1 à 5 µm. Le cheveu humain a un diamètre compris entre 17 et 180 µm, ce qui explique qu’on le voie alors que les cellules restent invisibles. La limite de la vision humaine sans instrument se situe vers 50 µm.
La réglementation sur la qualité de l’air repose sur le micromètre. Les sigles PM10 et PM2,5 désignent les particules inférieures à 10 µm et à 2,5 µm respectivement. La distinction compte sur le plan médical : les grosses particules sont arrêtées par le nez et la gorge, tandis que les PM2,5 pénètrent profondément dans les poumons et peuvent passer dans le sang.
L’ingénierie de précision travaille dans la même gamme. Les tolérances d’usinage sont couramment exprimées en micromètres, tout comme la rugosité des surfaces. Les jeux de roulements, l’épaisseur des films de peinture et la planéité des composants optiques se mesurent ainsi. L’instrument appelé micromètre, ou palmer, doit son nom à la précision qu’il offre et non à un rapport fixe avec l’unité.
Les longueurs d’onde de l’infrarouge se donnent généralement en micromètres plutôt qu’en nanomètres. Les caméras thermiques fonctionnent le plus souvent entre 8 et 14 µm, la bande où les objets aux températures ordinaires émettent le plus fortement.
La filtration s’exprime presque entièrement dans cette unité. Les filtres à eau sont classés selon la plus petite particule qu’ils retiennent, le plus souvent entre 0,2 et 50 µm, et un filtre de 0,2 µm est assez fin pour éliminer la plupart des bactéries. Les masques chirurgicaux et les appareils de protection respiratoire sont testés sur des particules de la même gamme. L’appellation N95 désigne un filtre retenant au moins 95 pour cent des particules en suspension à la taille la plus difficile à arrêter, autour de 0,3 µm.
Son ancien nom cause encore la confusion. Jusqu’en 1967 l’unité s’appelait officiellement micron et s’écrivait d’un mu grec seul, et le mot reste courant dans l’industrie bien que la conférence de cette année-là l’ait retiré du SI. La fabrication des semi-conducteurs porta ce nom une génération durant : les puces se décrivaient par leur nœud de gravure en microns, tombant de dix dans les années soixante-dix à moins d’un vers 1990, moment où l’industrie passa aux nanomètres et poursuivit. Les noms de nœuds modernes ne correspondent plus à aucune dimension physique de la puce, mais les premiers le faisaient, et ils s’énonçaient exactement dans cette unité.
Un micromètre équivaut à 1000 nanomètres, 0,001 millimètre ou 10-6 mètre.
Le nanomètre est le milliardième du mètre. Il se forme en appliquant au mètre le préfixe SI nano, qui vaut 10-9, et s’écrit nm. Le préfixe vient du grec nanos, qui signifie nain.
C’est l’échelle de travail de l’optique et de l’électronique modernes. La lumière visible s’étend d’environ 380 nm du côté violet à 750 nm du côté rouge, ce qui fait du nanomètre l’unité usuelle pour décrire la couleur en termes physiques. Un pointeur laser émettant à 532 nm est vert ; à 650 nm, il est rouge. L’ultraviolet se situe en dessous de 380 nm et l’infrarouge au-dessus de 750 nm.
La biologie y recourt en permanence. La double hélice de l’ADN mesure environ 2 nm de large. Un virus courant fait entre 20 et 300 nm. Les membranes cellulaires ont une épaisseur d’environ 7 nm. Ces dimensions se situent sous la résolution des microscopes optiques classiques, limitée par la longueur d’onde de la lumière elle-même à quelque 200 nm.
La fabrication des semi-conducteurs a fait connaître le nanomètre en dehors des sciences. Les nœuds de gravure ont été désignés par 90 nm, 45 nm, 14 nm, 5 nm et moins encore. Ce chiffre ne correspond plus à aucune dimension mesurable précise sur la puce : il est devenu une appellation commerciale plutôt qu’une grandeur physique, même si les structures sous-jacentes se comptent bien en nanomètres. La grille d’un transistor moderne fait quelques dizaines d’atomes de large.
La nanotechnologie tire son nom de l’unité et couvre par convention les structures comprises entre 1 et 100 nm. Les matériaux s’y comportent souvent différemment, car les effets de surface l’emportent alors sur les propriétés de la masse.
Mesurer à cette échelle exige des instruments qui ne reposent pas sur la lumière visible. Les microscopes électroniques résolvent des détails inférieurs au nanomètre grâce à des électrons, dont la longueur d’onde effective est bien plus courte que celle de la lumière. Les microscopes à force atomique procèdent autrement : ils traînent une pointe fine sur la surface et enregistrent sa déflexion. Tous deux ont été déterminants pour l’essor des nanotechnologies, car un domaine progresse difficilement tant que son objet demeure invisible.
Un nanomètre équivaut à 10 ångströms, 1000 picomètres ou 0,001 micromètre. Une feuille de papier fait environ 100 000 nm d’épaisseur.