Conversion de Unités astronomiques en Micromètres

Informations sur le Unité astronomique (au)

L’unité astronomique est une longueur valant exactement 149 597 870 700 mètres, soit près de 150 millions de kilomètres. Son symbole est au. Elle approche la distance moyenne entre la Terre et le Soleil et constitue la mesure usuelle des distances à l’intérieur du système solaire.

L’unité était à l’origine définie par cette relation orbitale plutôt que par un nombre fixe. Les définitions antérieures la rattachaient aux propriétés d’un corps hypothétique en orbite autour du Soleil, si bien que sa valeur dépendait de la constante gravitationnelle et devait être révisée à mesure que les mesures s’affinaient. L’Union astronomique internationale mit fin à cette dépendance en 2012 en fixant l’unité astronomique à un nombre exact de mètres. Le changement simplifia les calculs et supprima un inconvénient : une unité dont la longueur se déplaçait chaque fois qu’une constante physique était précisée.

En déterminer la valeur fut l’un des grands problèmes de l’astronomie d’observation. Les passages de Vénus devant le disque solaire, observés depuis des points très éloignés du globe, permettaient de trianguler la distance. Des expéditions furent montées pour les passages de 1761, 1769, 1874 et 1882, et le premier voyage de James Cook dans le Pacifique fut organisé autour de celui de 1769. La télémétrie radar vers Vénus dans les années 1960 finit par établir le chiffre bien plus précisément que toute méthode optique.

L’unité rend les distances du système solaire lisibles. Mercure orbite à 0,39 au, Mars à 1,52 au, Jupiter à 5,2 au et Neptune à 30,1 au. La ceinture de Kuiper s’étend jusqu’à environ 50 au. Voyager 1, l’objet humain le plus éloigné, a dépassé 165 au. La lumière met environ 499 secondes à parcourir une unité astronomique, de sorte que le Soleil se trouve à un peu plus de huit minutes-lumière.

Au-delà du système solaire l’unité devient malcommode, et les astronomes passent aux années-lumière et aux parsecs. Un parsec vaut 206 265 au.

La navigation spatiale exige que l’unité soit exacte et non approchée. Les trajectoires vers les planètes externes se calculent sur des distances de plusieurs dizaines d’unités astronomiques, et une erreur sur la longueur de l’unité elle-même se propagerait à tous les calculs de position. Fixer la valeur en 2012 a supprimé cette source de dérive dans les éphémérides utilisées pour la préparation des missions.

Une unité astronomique équivaut à 149 597 870,7 kilomètres, soit environ 92,956 millions de milles.

Informations sur le Micromètre (μm)

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.