Conversion de Mégapascals en Gigapascals

Informations sur le Mégapascal (MPa)

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.

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.