Conversion de Millipascals en Nanopascals

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.

Informations sur le Nanopascal (nPa)

Le nanopascal est une unité de pression valant un milliardième de pascal. Son symbole est nPa. Il marque l’extrémité lointaine de l’échelle des pressions, la région où l’idée de pression comme poussée sur une surface cesse de servir et devient une affirmation sur le petit nombre de particules présentes.

Le domicile le plus net de l’unité est le vide extrême. Le vide ordinaire de laboratoire atteint les millipascals ; l’ultravide, employé par la physique des surfaces et par les tubes de faisceau des accélérateurs de particules, atteint les micropascals. En dessous s’étend le vide extrême, en nanopascals et moins, et y parvenir exige une enceinte étanche, des heures d’étuvage à deux cents degrés pour chasser le gaz du métal lui-même, et des pompes qui piègent les molécules au lieu de les pousser.

À ces pressions une enceinte n’est pas vide. Un nanopascal contient encore environ un quart de million de molécules par centimètre cube, ce qui paraît énorme jusqu’à ce qu’on le compare aux vingt-cinq milliards de milliards contenues dans le même volume d’air d’une pièce. Ce qui compte n’est pas le nombre mais le libre parcours moyen : une molécule voyage désormais des milliers de kilomètres avant d’en heurter une autre, si bien qu’elle frappe les parois bien avant de rencontrer une voisine.

C’est précisément là le but. La science des surfaces exige qu’un échantillon reste propre pendant toute la durée d’une expérience, et aux pressions ordinaires une surface fraîche se couvre d’une couche de gaz adsorbé en une nanoseconde environ. À un nanopascal, la même surface reste propre pendant des jours. Le vide n’est pas là pour ôter de l’air mais pour acheter du temps.

L’espace fournit la comparaison naturelle. L’orbite terrestre basse avoisine le micropascal, encore assez dense pour que l’atmosphère freine les satellites et finisse par les faire retomber. L’espace interplanétaire se compte en nanopascals. L’espace interstellaire est bien plus bas encore, autour du femtopascal, qu’aucune pompe terrestre n’a jamais égalé : les meilleurs vides de laboratoire restent plus denses que l’espace entre les étoiles.

La pression de rayonnement tombe dans un domaine voisin. La lumière du Soleil sur une surface parfaitement absorbante, à la distance de la Terre, exerce environ 4,5 micropascals, et à la distance des planètes extérieures elle descend aux nanopascals. Les voiles solaires travaillent avec ces chiffres, et c’est pourquoi elles doivent être immenses et légères pour rassembler une force utilisable.

Un nanopascal équivaut à 0,000000001 pascal, à 0,001 micropascal, à 1 000 picopascals ou à environ 0,000000000000145 livre par pouce carré.