Pression - Définition

La pression est la force exercée sur une surface donnée.

Définition

La pression, notée p admet, selon les branches de la physique que l'on considère, plusieurs définitions qui toutes coïncident :

• En mécanique, on définit la pression comme le quotient d'une force F (en newton) sur l'aire de la surface S (en m²) sur laquelle elle s'applique :

• En mécanique des milieux continus, la pression est la trace du tenseur des contraintes.
• En thermodynamique, la pression est définie à partir de l'énergie interne U(V,S,N) par :
  

Pour un fluide newtonien, la pression est strictement positive car il faut fournir de l'énergie ΔU > O pour diminuer le volume Δv < O. Pour les fluides non Newtoniens, il est possible d'avoir des pressions négatives.

• En mécanique des fluides incompressible, la pression est le multiplicateur de Lagrange assurant la contrainte d'incompressibilité. Autrement dit, il n'y a pas de moyen explicite pour calculer la pression, la pression est déterminée implicitement par .

Dans un fluide, la résultante des forces de pression s'appliquant sur la surface d'un objet immergé est la poussée d'Archimède.

Il ne faut pas confondre la force de pression (force superficielle) et la résultante des forces de pression (force volumique). Si l'on considère un petit cube de fluide infinitésimal, la résultante des forces de pression est , qui est un terme des équations de Navier-Stokes.

Unités et mesure

Dans le système métrique international, l'unité de mesure de la pression est le pascal (Pa) : une pression de 1 pascal correspond à une force de 1 newton exercée sur une surface de 1 m².

L'appareil de mesure de la pression est le manomètre. Pour la pression atmosphérique, on utilise le baromètre. On peut également utiliser un vacuomètre pour mesurer la pression d'un gaz dans un tube à vide.

Dans un contenant fermé, un liquide va exercer un force égale sur tout la surface.

Autres unités usuelles

• 1 bar = 10⁵ Pa
• 1 MPa = 1 N/mm²
• 1 kgf/cm² = 0,981 bar (kgf = kilogramme force)
• 1 psi = 6 894 N/m² = 6 894 Pa = 0,068 94 bar (psi = pound per square inch (lb/in²), livre par pouce carré, unité anglo-saxonne)
• 1 atm = 101 325 Pa (atm = atmosphère)
• 1 mmHg = 1 torr = 133 Pa (mmHg = millimètre de mercure)

Applications

Plongée sous-marine

En plongée sous-marine, la pression qui s'exerce sur les tissus biologiques et sur les gaz inspirés a une grande importance. Sa variation peut être considérable en fonction de la profondeur atteinte.

On différencie alors les :

• pression atmosphérique : pression de surface dans des conditions habituelles (normalement aux alentours de 1013 mb mais usuellement considérée comme équivalent à 1 bar)
• pression hydrostatique : variable en fonction de la profondeur atteinte - cette pression est alors de 1 bar par tranche de 10 mètres sous l'eau
• pression absolue : c'est la somme des pressions atmosphériques et hydrostatique