Conversion de Nanopascals en Micropascals

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.

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.