| Pascals (Pa) | Térapascals (TPa) |
|---|---|
| 1 Pascal | 1 × 10-12 TPa |
| 2 Pascals | 2 × 10-12 TPa |
| 3 Pascals | 3 × 10-12 TPa |
| 4 Pascals | 4 × 10-12 TPa |
| 5 Pascals | 5 × 10-12 TPa |
| 10 Pascals | 1 × 10-11 TPa |
| 20 Pascals | 2 × 10-11 TPa |
| 25 Pascals | 2.5 × 10-11 TPa |
| 50 Pascals | 5 × 10-11 TPa |
| 100 Pascals | 1 × 10-10 TPa |
| Référence | Pascals (Pa) | Térapascals (TPa) |
|---|---|---|
| Atmospheric pressure at sea level | 101325 Pa | 0.000000101325 TPa |
| Healthy blood pressure (120 mmHg) | 16000 Pa | 0.000000016 TPa |
| A car tyre | 220000 Pa | 0.00000022 TPa |
| A racing bicycle tyre | 600000 Pa | 0.0000006 TPa |
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 térapascal est une unité de pression valant mille gigapascals, noté TPa. C’est dix millions de bars. Rien de ce que bâtissent les ingénieurs ne travaille à cette pression, et l’unité appartient plutôt à deux coins bien distincts de la science : la rigidité des matériaux les plus résistants connus et l’intérieur des grandes planètes.
Les nanostructures de carbone l’ont mise sur la carte. Un nanotube de carbone monoparoi a un module de Young voisin d’un térapascal, et une feuille de graphène autant, ce qui en fait les matériaux les plus rigides jamais mesurés rapportés à leur poids. Le diamant, longtemps la référence, se place à 1,2 térapascal. Ces trois nombres expliquent que l’unité paraisse tout court en science des matériaux.
La rigidité à ce niveau n’est pas la résistance. Un nanotube s’oppose énormément à l’allongement, mais une fibre réelle faite de beaucoup d’entre eux rompt à une contrainte bien plus basse, parce que les tubes glissent les uns sur les autres. Confondre un module d’un térapascal avec une résistance à la rupture d’un térapascal est l’une des erreurs les plus fréquentes dans les récits de vulgarisation sur ces matériaux.
L’intérieur des planètes atteint de vraies pressions de térapascal. Le centre de Jupiter est estimé à trois ou quatre térapascals, et le cœur de géantes gazeuses plus grosses au-delà. Dans de telles conditions l’hydrogène se comporte comme un métal, et c’est ce qui engendre le champ magnétique de la planète : l’unité décrit donc un état de la matière et non une charge sur une structure.
Les laboratoires y parviennent désormais brièvement. La compression par choc entraînée par laser et les techniques magnétiques pulsées portent des échantillons dans la gamme du térapascal pendant quelques nanosecondes, assez longtemps pour enregistrer comment la masse volumique et la structure d’un matériau réagissent. Ces expériences sont la seule preuve directe dont on dispose sur la matière dans les conditions du cœur des planètes géantes.
Pour l’ordre de grandeur, un térapascal vaut dix millions de fois la pression atmosphérique et environ trois fois la pression au centre de la Terre. Le nombre cesse d’être quelque chose qu’une personne puisse sentir et devient la description de ce que font les atomes quand on les serre assez pour changer leur chimie.
Un térapascal équivaut à 1 000 000 000 000 de pascals, à 1000 gigapascals, à 10 000 000 de bars ou à environ 145 millions de livres par pouce carré.