| Nanopascals (nPa) | Mégapascals (MPa) |
|---|---|
| 1 Nanopascal | 1 × 10-15 MPa |
| 2 Nanopascals | 2 × 10-15 MPa |
| 3 Nanopascals | 3 × 10-15 MPa |
| 4 Nanopascals | 4 × 10-15 MPa |
| 5 Nanopascals | 5 × 10-15 MPa |
| 10 Nanopascals | 1 × 10-14 MPa |
| 20 Nanopascals | 2 × 10-14 MPa |
| 25 Nanopascals | 2.5 × 10-14 MPa |
| 50 Nanopascals | 5 × 10-14 MPa |
| 100 Nanopascals | 1 × 10-13 MPa |
| Référence | Nanopascals (nPa) | Mégapascals (MPa) |
|---|---|---|
| Atmospheric pressure at sea level | 1.01325 × 1014 nPa | 0.101325 MPa |
| Healthy blood pressure (120 mmHg) | 1.6 × 1013 nPa | 0.016 MPa |
| A car tyre | 2.2 × 1014 nPa | 0.22 MPa |
| A racing bicycle tyre | 6 × 1014 nPa | 0.6 MPa |
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.
Le mégapascal est une unité de pression valant un million de pascals, noté MPa. C’est dix bars, et c’est exactement un newton par millimètre carré. Cette dernière identité explique la domination de l’unité en ingénierie : une contrainte calculée à partir d’une force en newtons et d’une aire en millimètres carrés sort en mégapascals sans la moindre conversion.
La résistance des matériaux s’y exprime presque sans exception. Un acier de construction courant s’écoule à 355 mégapascals, les aciers alliés à haute résistance au-delà de mille, les alliages d’aluminium entre 200 et 500, et le béton de structure de 25 à 50 en compression. Comme ce sont ces chiffres qu’un concepteur compare à une contrainte calculée, le mégapascal est l’unité dans laquelle se prescrit la plus grande part du monde bâti.
Les plans de structure écrivent souvent N/mm², et les deux sont la même chose. Certains codes nationaux préfèrent une forme et d’autres l’autre, mais une tôle marquée 355 N/mm² et une marquée 355 MPa portent un acier identique. Savoir qu’il s’agit d’une seule unité fait disparaître ce qui ressemble à une divergence entre plans de pays différents.
L’hydraulique travaille aussi à ces pressions. Les engins de chantier fonctionnent à vingt ou trente-cinq mégapascals, les presses industrielles plus haut, et la découpe au jet d’eau atteint quatre cents, pression à laquelle un filet d’eau d’une fraction de millimètre tranche l’acier. Récipients sous pression, conduites et stockage d’hydrogène se conçoivent et s’éprouvent tous face à des chiffres de cette plage.
Au-dessus du mégapascal, le gigapascal prend le relais pour la rigidité et non pour la résistance. Le module de Young de l’acier vaut environ 200 gigapascals, celui de l’aluminium 70 et celui du béton 30, et ces chiffres décrivent de combien un matériau fléchit, non le moment où il casse. Garder la résistance en mégapascals et la rigidité en gigapascals est une convention qui les rend faciles à distinguer d’un coup d’œil.
Pour la conversion, un mégapascal vaut dix bars, 145 livres par pouce carré et un peu moins de dix atmosphères. Cette dernière comparaison mérite d’être retenue : une pression d’un mégapascal fait environ dix fois celle qu’exerce l’air du dehors, ce qui place même des pressions industrielles modestes dans une perspective humaine utile.
Un mégapascal équivaut à 1 000 000 de pascals, à 10 bars, à 1 newton par millimètre carré ou à environ 145 livres par pouce carré.