Conversion de Gigapascals en Millipascals

Informations sur le Gigapascal (GPa)

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.

Informations sur le Millipascal (mPa)

Le millipascal est une unité de pression valant un millième de pascal. Son symbole est mPa. Le pascal est déjà une très petite unité — c’est la pression d’une feuille de papier posée sur une table — si bien qu’un millième de pascal est plus petit que presque toutes les pressions qu’une personne rencontre. Il subsiste parce que deux domaines travaillent réellement à cette échelle : l’acoustique et la viscosité.

Le son est une onde de pression, et les pressions en jeu sont minuscules. Une conversation ordinaire à un mètre porte une pression acoustique d’environ 20 millipascals. Un chuchotement approche 2, et le seuil d’audition, le son le plus faible qu’une oreille jeune et saine détecte, vaut 0,02 millipascal, soit 20 micropascals. Un concert de rock poussé atteint quelques pascals. Toute la plage utile de l’audition humaine tient donc entre le centième de millipascal et quelques milliers de millipascals.

C’est pourquoi le son se rapporte en décibels et non en unités de pression. Une plage couvrant un facteur d’un million est impraticable en chiffres linéaires : l’acoustique en prend donc le logarithme et l’ancre au seuil d’audition. Mais le décibel n’est nullement une unité de pression : derrière chaque valeur en décibels se tient une pression en pascals ou en millipascals, et l’étalonnage des appareils se fait dans ces unités réelles.

Le second usage est plus étrange, car il ne s’agit pas d’une pression du tout. La viscosité dynamique se mesure en pascals secondes, et presque tout liquide qui compte se range dans la plage du millipascal seconde. L’eau à température ambiante vaut 1 mPa·s, avec une exactitude bien suffisante en pratique. Cela se trouve égaler une centipoise de l’ancien système CGS : le passage au SI laissa donc toutes les tables de viscosité numériquement inchangées, et c’est pourquoi le millipascal seconde s’est imposé là où le millipascal seul ne l’a pas fait.

Avec cette échelle en main, les nombres deviennent lisibles. L’essence tourne autour de 0,6 mPa·s, l’huile d’olive autour de 80, le miel à plusieurs milliers et le glycérol vers 1 400. Le plasma sanguin avoisine 1,3 et le sang entier plutôt 4, ce qui explique en partie que l’écoulement sanguin se modélise plus difficilement que celui de l’eau.

Pour la pression elle-même, hors acoustique, le millipascal apparaît dans les travaux sous vide et dans les mesures de laboratoire les plus délicates : les différences de pression qui entraînent un écoulement lent de gaz, ou la pression résiduelle d’une enceinte fortement pompée. Dans ces contextes, les unités voisines sont le micropascal au-dessous et le pascal au-dessus.

Un millipascal équivaut à 0,001 pascal, à mille micropascals, à 0,00001 millibar ou à environ 0,000000145 livre par pouce carré.