Pascal
Le 19 septembre 1648, Florin Périer gravit le puy de Dôme avec un tube de verre rempli de mercure. L’expérience lui avait été demandée par son beau-frère, Blaise Pascal. En bas, à Clermont, le mercure se tenait à environ 71 cm. Au sommet, il baissa de 8,5 cm.
On comprit ainsi que le mercure soutient le poids de l’air au-dessus de lui. Plus on monte, moins il y a d’air au-dessus et plus la colonne est basse. Plus de trois cents ans plus tard, l’unité de pression reçut le nom de Pascal. Un pascal est une force d’un newton par mètre carré. C’est très peu : une feuille de papier appuie sur une table avec environ 0,8 Pa.
| Notation | Pa |
| Définition | un newton par mètre carré · N/m² · kg·m⁻¹·s⁻² |
| Valeurs de référence | atmosphère normale 101 325 Pa · 1 bar — 100 000 Pa · 1 Torr — 101 325/760 Pa |
| Introduite | 1971, 14ᵉ Conférence générale des poids et mesures |
| Normes | ISO 80000-4 · Brochure SI, 9ᵉ éd. · ISO 2533 (atmosphère type) |
| Valeurs typiques | 31 kPa — sommet de l’Everest · 101 kPa — niveau de la mer · 110 MPa — fond de la fosse des Mariannes |
01 · Définition
Une force divisée par une surface
La pression p est une force F qui s’exerce perpendiculairement à une surface, divisée par l’aire A de cette surface. Un pascal est une force d’un newton sur un mètre carré. En unités de base du SI, c’est un kilogramme par mètre par seconde au carré.
Dans un liquide ou un gaz, la pression s’exerce également dans toutes les directions. C’est le principe de Pascal. Voilà pourquoi, en profondeur, l’eau presse un bathyscaphe non seulement par-dessus, mais de tous côtés. Chaque dizaine de mètres d’eau de mer ajoute environ une atmosphère.
Pourquoi la raquette porte et le talon aiguille s’enfonce
Une personne se tient sur la neige. La charge bleue est son poids, réglé au curseur. Seul l’appui change. Plus la surface est petite, plus la pression est grande et plus l’empreinte est profonde. En pointillé, la surface de la neige avant qu’on y pose le pied.
Un manomètre de pneu affiche 2,2 bar. C’est une pression relative : de combien l’air du pneu pousse plus fort que l’air extérieur. La pression absolue dans le pneu est d’environ 3,2 bar. Si l’on ne précise pas de quelle pression il s’agit, l’erreur vaut une atmosphère entière. C’est pourquoi les documents l’écrivent en toutes lettres : « pression relative 220 kPa ».
Ce qui arrive à un ballon, un gobelet et un paquet de chips
À gauche, une coupe du monde : une montagne, le niveau de la mer et l’océan jusqu’au fond de la fosse des Mariannes. La profondeur est tracée de façon inégale pour que les premières dizaines de mètres restent visibles. Faites glisser l’objet vers le haut ou le bas, ou choisissez un lieu avec un bouton. Au milieu, l’objet en gros plan. Les flèches bleues sont la pression de l’eau ou de l’air : plus elles sont longues, plus elle presse. En pointillé, la taille de l’objet au niveau de la mer. À droite, un manomètre à échelle logarithmique. Si l’on ne touche à rien, l’objet parcourt les lieux tout seul.
Au niveau de la mer, la pression est de 101,3 kPa. Plongez le ballon sous l’eau ou montez-le en montagne.
02 · Conversion
| Unité | Valeur | Où on le rencontre |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Un hectopascal vaut un millibar. Les services météo ont donc changé d’unité sans changer les nombres : 1013 mbar sont devenus 1013 hPa.
Le torr et le millimètre de mercure diffèrent de moins d’un millionième.
Les chiffres des pneus en psi et en bar sont des pressions relatives. Il faut y ajouter une atmosphère.
03 · Ordres de grandeur
04 · Instruments de mesure
05 · Règles d’écriture
06 · Unités voisines
07 · Section historique
L’atmosphère normale n’est pas une mesure mais une convention. En 1954, la 10ᵉ Conférence générale des poids et mesures l’a fixée à exactement 101 325 Pa. Le nombre vient de l’ancienne définition : une colonne de mercure de 760 mm à 0 °C sous l’accélération normale de la pesanteur.
Le torr, un sept cent soixantième d’atmosphère, est donc lui aussi un nombre exact. Le millimètre de mercure se calcule d’après la masse volumique du mercure et s’écarte du torr de moins d’un millionième. Pour le médecin et le météorologue, aucune différence ; pour le métrologue, si.
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Une goutte d'acide change la couleur du jus, le sel colore la flamme, l'eau gèle d'un coup. En dessous, toutes les fiches Simetrium, par discipline et par ordre alphabétique.
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