| Référence | Bars (bar) | Gigapascals (GPa) |
|---|---|---|
| Atmospheric pressure at sea level | 1.01325 bar | 0.000101325 GPa |
| Healthy blood pressure (120 mmHg) | 0.16 bar | 0.000016 GPa |
| A car tyre | 2.2 bar | 0.00022 GPa |
| A racing bicycle tyre | 6 bar | 0.0006 GPa |
Le bar est une unité de pression valant exactement 100 000 pascals, soit 100 kilopascals. Son symbole est bar. Il ne fait pas partie du Système international d’unités, mais il est toléré à son côté et employé dans toute l’ingénierie européenne, parce qu’il se trouve presque exactement sur la pression atmosphérique normale : une atmosphère vaut 1,01325 bar.
Cette coïncidence est toute la raison de son succès. Une pression donnée en bar se lit comme un nombre presque exact d’atmosphères : six bars dans une conduite d’air comprimé signifient donc environ six fois la pression du dehors, fait qu’un ingénieur peut employer sans calcul. Le nom vient du mot grec pour le poids, et l’unité fut proposée par le météorologue norvégien Vilhelm Bjerknes vers 1909.
La plongée l’emploie parce que la mer s’y prête. Chaque dizaine de mètres d’eau de mer ajoute presque exactement un bar : un plongeur à vingt mètres subit donc trois bars de pression absolue, l’atmosphère au-dessus comprise. Tables de décompression, consommation de gaz et pressions de bouteille découlent toutes de cette seule relation, et toute la pratique de la plongée s’enseigne plus aisément en bars qu’en toute autre unité.
Les machines du quotidien travaillent à quelques bars. Les pneus se gonflent entre deux et deux et demi, l’air comprimé d’atelier circule à six ou huit, l’eau du réseau arrive à trois ou six, et une machine à espresso extrait à neuf, chiffre si établi qu’il figure sur la façade de l’appareil. Les montres portent des cotes d’étanchéité en bars, où dix bars correspondent nominalement à cent mètres de profondeur.
La distinction entre pression relative et pression absolue compte ici plus que partout ailleurs. Un manomètre de pneu affichant 2,2 bars indique 2,2 bars au-dessus de l’air ambiant : la pression absolue à l’intérieur vaut donc 3,2. L’usage industriel écrit barg pour la relative et bara pour l’absolue, et les mêler est une source fréquente d’erreur dans les spécifications et dans les calculs de sécurité.
Les organismes de normalisation déconseillent le bar depuis des décennies au profit du pascal, sans grand effet. Le kilopascal est l’alternative cohérente et s’emploie au Canada, en Australie et dans une partie de l’Asie, mais cent kilopascals se lisent moins naturellement qu’un bar, et l’habitude s’est révélée plus forte que la recommandation.
Un bar équivaut à 100 000 pascals, à 100 kilopascals, à 1000 millibars ou à environ 14,5 livres par pouce carré.
Le gigapascal est une unité de pression valant un milliard de pascals, noté GPa. C’est mille mégapascals et dix mille bars. C’est l’unité dans laquelle la science des matériaux exprime la rigidité et non la résistance, et dans laquelle se décrivent les pressions à l’intérieur des planètes et dans les laboratoires de haute pression.
Le module d’élasticité en est l’usage principal. L’acier a un module de Young d’environ 200 gigapascals, le cuivre 117, l’aluminium 70, le verre ordinaire 70, le béton autour de 30, le bois dans le fil de 10 à 15, et le caoutchouc moins d’un dixième de un. Ces chiffres décrivent de combien un matériau s’allonge sous charge, non le moment où il rompt, et ils expliquent pourquoi une poutre d’acier de même résistance qu’une poutre d’aluminium fléchit moins.
Le diamant marque le sommet de l’échelle ordinaire. Son module d’environ 1200 gigapascals est le plus élevé de tout matériau naturel, et c’est pourquoi on en fait des enclumes pour le travail à haute pression : rien d’autre ne peut pousser aussi fort sans se déformer d’abord. Le diamant de synthèse se fabrique industriellement vers cinq gigapascals et à haute température, dans des presses construites exprès pour tenir cette pression.
L’intérieur de la Terre se décrit dans la même unité. La pression à la base de la croûte avoisine un gigapascal, à la limite entre manteau et noyau environ 136, et au centre de la planète quelque 360. Les cellules à enclumes de diamant atteignent et dépassent aujourd’hui la valeur centrale, ce qui permet d’étudier directement le comportement du fer et des silicates dans les conditions planétaires plutôt que de l’inférer.
Par contraste, le point le plus profond de l’océan n’exerce qu’environ 0,11 gigapascal. Cette comparaison mérite d’être gardée, car elle montre combien les pressions géologiques dépassent tout ce qui touche à l’eau : le fond de la fosse des Mariannes vaut un millième de la pression au centre de la Terre.
Sous le gigapascal, le mégapascal décrit la résistance ; au-dessus, il ne reste guère que la physique stellaire et théorique. Le térapascal paraît surtout dans le module d’élasticité des nanotubes de carbone et à l’intérieur des planètes géantes : le gigapascal est donc en pratique le plafond de la plage où travaillent laboratoires et ingénieurs.
Un gigapascal équivaut à 1 000 000 000 de pascals, à 1000 mégapascals, à 10 000 bars ou à environ 145 000 livres par pouce carré.