Pression - Définition
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Introduction
La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.
En tant que paramètre physique, la pression, tout comme la température, joue un rôle extrêmement important dans la plupart des domaines. Du point de vue de la thermodynamique, il s'agit d'une grandeur intensive.
Unités et mesures de pression
Unités
Il existe plusieurs unités de pression, dont l'utilisation dépend généralement de la discipline. De par la définition même de la pression, elles sont souvent définies comme le rapport d'une unité de force sur une unité de surface.
- Unité du système international
- Le pascal (symbole Pa) est l'unité du système international. Une pression de 1 pascal correspond à une force de 1 newton exercée sur une surface de 1 m2 : 1 Pa=1 N/m².
- Autres unités
- Le bar :
- 1 bar=100 000 Pa.
- L'atmosphère normale (symbole atm) :
- 1 atm=101 325 Pa.
- Le pièze est une unité dérivée du système mètre-tonne-seconde (système mts) utilisé dans l'ancienne Union Soviétique entre 1933 et 1955 :
- 1 pz=1 000 Pa.
- Le millimètre de mercure (symbole mmHg), encore appelé torr en hommage au physicien italien Evangelista Torricelli :
- 1 mmHg=1 torr=133,3 Pa.
- Le millimètre d'eau (mmH2O), ou le centimètre d'eau (cmH2O) :
- 1 cmH2O=98,0638 Pa.
- Le barye (symbole ba) est une unité du système CGS. Il est défini comme une dyne par centimètre carré :
- 1 ba=1 dyn.cm⁻²=0,1 Pa.
- L'atmosphère technique (symbole at), ou ATA :
- 1 at=98 066,5 Pa.
- Le psi, de l'anglais pound per square inch (livre par pouce carré) est une unité anglo-saxonne très utilisée notamment en hydraulique, en oléohydraulique et en hydrostatique :
- 1 psi=6 894 Pa.
- Le gramme ou kilogramme par centimètre carré (g/cm², kg/cm² ou encore kg force/cm²), souvent utilisé en physique des particules, par extension, pour désigner une distance parcourue indépendamment du matériau considéré (lire le paragraphe lien entre pression et distance), voire une altitude (le « gramme » ou « kilogramme » auquel il est fait allusion n'est pas l'unité de poids standard, mais le kilogramme-force) :
- 1 g.cm⁻²=98,0665 Pa(≅1-1,3 cm d'air≅10 cm d'eau≅111 cm de plomb).
Ordres de grandeurs
Lien entre pression et distance
En hydrostatique, la différence de pression Δp (en Pa) entre deux points dans un fluide est liée à la différence de hauteur h (en m) entre ces deux points, par la relation Δp=ρgh, où ρ est la masse volumique du fluide (en kg/m³) et g l'accélération de la pesanteur (d'une valeur moyenne d'environ 9.81 m/s² au niveau de la mer). Par conséquent, connaissant ces deux dernières grandeurs, la différence de pression est directement proportionnelle à la différence de hauteur, et donc à la distance entre les deux points s'ils sont sur le même axe vertical.
Cette propriété est notamment utilisée pour différents dispositifs de mesure de la pression, ainsi que comme méthode de conversion par les plongeurs (un bar équivaut à dix mètres d'eau), ou encore les physiciens des particules.
Mesures de pression
La mesure d'une pression fait appel à des techniques très diverses, directes ou indirectes, selon les gammes de pression en jeu.
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 ou encore un hypsomètre, dispositif basé sur la température d'ébullition d'un liquide.
- Sonde de pression
- jauge de Penning
- jauge de Pirani
- Fluorescence du rubis
