Conversion de 3 Térapascals en Micropascals

Informations sur le Térapascal (TPa)

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.

Informations sur le Micropascal (µPa)

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.