Le pascal (symbole : Pa) est une unité dérivée du Système international d'unités (SI) utilisée pour mesurer la pression interne, la contrainte mécanique, le module de Young et la résistance à la traction. Elle est définie comme un newton par mètre carré (N/m²).
L'unité porte le nom de Blaise Pascal, célèbre pour ses contributions à l'hydrodynamique, à l'hydrostatique et ses expériences avec des baromètres. La 14e Conférence générale des poids et mesures en 1971 a officiellement adopté le pascal comme unité de pression du SI.
Equivalences du Pascal avec d'autres unités de pression
Vous trouverez ci-dessous un tableau avec les conversions de pascals en d'autres unités de pression :
| Unité de pression | Equivalence en Pascals (Pa) |
|---|---|
| 1 N/m² | 1 Pa |
| 1 atmosphère (atm) | 101325 Pa |
| 1 barre | 100 000 Pa |
| 1 kg/m² | 9,80665 Pa |
| 1 mm de colonne d'eau (mm H₂O) | 9,80665 Pa |
| 1 mm de mercure (mm Hg) | 133,322 Pa |
Certains multiples communs du pascal sont :
- Hectopascal (hPa) : 1 hPa = 100 Pa (équivalent à un millibar).
- Kilopascal (kPa) : 1 kPa = 1 000 Pa.
- Mégapascal (MPa) : 1 MPa = 1 000 000 Pa.
- Gigapascal (GPa) : 1 GPa = 1 000 000 000 Pa.
L'atmosphère standard (atm) est définie comme 101,325 Pa, ce qui équivaut à la pression atmosphérique moyenne au niveau de la mer à une latitude de 45°N.
Exemples d'utilisation de Pascal
Le pascal (Pa) ou le kilopascal (kPa) comme unité de mesure de pression est largement utilisé dans le monde entier et a largement remplacé les livres par pouce carré (psi), sauf dans quelques pays qui utilisent encore le système de mesure impérial ou aux États-Unis.
Les géophysiciens utilisent le gigapascal (GPa) pour mesurer ou calculer les contraintes et les pressions tectoniques à l'intérieur de la Terre.
L'élastographie médicale mesure la rigidité des tissus de manière non invasive à l'aide d'ultrasons ou d'imagerie par résonance magnétique et affiche souvent le module de Young ou le module de cisaillement du tissu en kilopascals.
En science et ingénierie des matériaux, le pascal mesure la rigidité, la résistance à la traction et la résistance à la compression des matériaux. Dans l'usage technique, étant donné que le pascal représente une très petite quantité, le mégapascal (MPa) est l'unité préférée pour ces utilisations.
Le pascal est également équivalent à l'unité SI de densité énergétique, J/m3. Cela s’applique non seulement à la thermodynamique des gaz sous pression, mais aussi à la densité énergétique des champs électriques, magnétiques et gravitationnels.
Dans les mesures de pression acoustique ou d'intensité acoustique, un pascal équivaut à 94 décibels SPL.
L'étanchéité à l'air des bâtiments est mesurée à 50 pascals (Pa).
Les unités de pression atmosphérique couramment utilisées en météorologie étaient autrefois le bar, proche de la pression atmosphérique moyenne sur Terre, et le millibar. Depuis l'introduction des unités du Système international de mesure (SI), les météorologues mesurent généralement les pressions en unités d'hectopascals (hPa), équivalentes à 100 pascals ou 1 millibar.
Les exceptions incluent le Canada, qui utilise les kilopascals (kPa). Dans de nombreux autres domaines scientifiques, le SI est préféré, ce qui signifie que Pa avec un préfixe (en multiples de 1000) est préféré.
De nombreux pays utilisent également des millibars ou des hectopascals pour fournir les réglages de l'altimètre de l'aviation. Dans pratiquement tous les autres domaines, c'est le kilopascal (1 000 pascals) qui est utilisé.
Principe de Pascal
Le principe de Pascal, formulé par Blaise Pascal au XVIIe siècle, stipule que la pression exercée sur un fluide incompressible et confiné se transmet entièrement et avec une intensité égale dans toutes les directions. Cela signifie que tout changement de pression appliqué à un point du fluide affecte tous les points du fluide de la même manière.
Ce principe est fondamental en mécanique des fluides et a des applications dans des dispositifs tels que les presses hydrauliques, les freins hydrauliques et les systèmes de levage. Dans une presse hydraulique, par exemple, une petite force appliquée sur un piston de plus petite surface est transformée en une grande force sur un piston de plus grande surface, ce qui permet d'amplifier efficacement la force.
Grâce à ce principe, les systèmes hydrauliques peuvent déplacer de grandes charges avec relativement peu d'effort, ce qui les rend indispensables dans l'ingénierie et les machines industrielles.
Biographie et mérites de Blaise Pascal
Blaise Pascal (Clermont-Ferrand, 19 juin 1623 - Paris, 19 août 1662) était un philosophe, mathématicien, physicien, inventeur, écrivain, moraliste, mystique et théologien occitan, considéré comme l'une des figures les plus brillantes de la sagesse occidentale et probablement le seul à occuper des positions de premier plan dans les manuels de toutes les disciplines qu'il a cultivées.
Dans sa maturité, cependant, il se rapprocha du jansénisme et, en contraste avec le rationalisme dominant, il entreprit la formulation d'une philosophie de caractère chrétien (interrompue par sa mort prématurée), dans laquelle se distinguent ses réflexions sur la condition humaine, dont il sut apprécier à la fois la dignité grandiose et la misérable insignifiance.
Inventions et découvertes de Blaise Pascal
La Pascaline
En 1642, inspiré par l'idée de faciliter le travail de calcul des impôts de son père, Blaise Pascal commence à travailler sur une calculatrice appelée la Pascaline. (L'érudit allemand William Schickard avait développé et fabriqué une version antérieure de la calculatrice en 1623.)
La Pascaline était une calculatrice numérique à roues à cadrans mobiles, chacun représentant un chiffre numérique.
L'invention n'était cependant pas sans problèmes techniques : il y avait une divergence entre la conception de la calculatrice et la structure de la monnaie française de l'époque. Pascal continua à travailler à l'amélioration de l'appareil, avec 50 prototypes produits jusqu'en 1652, mais la Pascaline ne fut jamais un grand succès commercial.
La génération de sections coniques
En 1648, Pascal commença à écrire davantage de ses théorèmes sur la génération des sections coniques, mais repoussa ce travail jusqu'à la décennie suivante.
La théorie de Torricelli
À la fin des années 1640, Pascal concentre temporairement ses expériences sur les sciences physiques. Suivant les traces d'Evangelista Torricelli, Pascal a expérimenté comment la pression atmosphérique pouvait être estimée en termes de poids.
En 1648, en demandant à son beau-frère de prendre des mesures de pression barométrique à différentes altitudes sur une montagne (Pascal était trop pauvre pour faire le voyage lui-même), il valida la théorie de Torricelli sur la cause des variations barométriques.
La roulette de Pascal : la base de la théorie mathématique des probabilités
Dans les années 1650, Pascal tente de créer une machine à mouvement perpétuel, dont le but est de produire plus d'énergie qu'elle n'en consomme.
Ce faisant, il tombe sur une invention fortuite et en 1655, la machine à roulette de Pascal est née. À juste titre, il a tiré son nom du mot français signifiant « petite roue ».
Parallèlement à ses travaux sur la roulette, Pascal a commencé à correspondre avec le théoricien des mathématiques Pierre de Fermat en 1654. Grâce à leurs lettres sur le jeu et aux propres expériences de Pascal, il a découvert qu'il existe une probabilité fixe d'un résultat particulier lorsqu'il s'agit du lancer de dés.
Cette découverte a constitué la base de la théorie mathématique des probabilités, les écrits de Pascal sur le sujet étant publiés à titre posthume.
Montre-bracelet
Bien que les dates précises soient incertaines, Pascal a également inventé une forme précoce de montre-bracelet. C'était une invention informelle, c'est le moins qu'on puisse dire : le mathématicien était connu pour attacher sa montre de poche à son poignet avec un morceau de ficelle, probablement pour plus de commodité pendant qu'il bricolait d'autres inventions.