Conversion de Micropascals en Gigapascals

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.

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.