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Quelle différence entre pression absolue et pression relative, et comment convertir les unités ?
La pression est une force répartie sur une surface : P = F / S, en pascals (1 Pa = 1 N/m²). La pression absolue est comptée à partir du vide ; la pression relative (ou manométrique), celle qu'affiche un manomètre, est comptée à partir de la pression atmosphérique : Pabs = Prel + Patm. Au niveau de la mer, Patm = 101 325 Pa = 1,013 bar ; elle diminue avec l'altitude (89,9 kPa à 1 000 m). Exemple : un manomètre qui indique 3 bar correspond à 4,013 bar absolus au niveau de la mer, et à 3,899 bar absolus à 1 000 m. Les unités usuelles se ramènent au bar : 1 bar = 100 000 Pa = 10,20 mètres de colonne d'eau = 14,50 psi = 750 mmHg. Le convertisseur ci-dessous traduit une pression dans toutes ces unités et passe de la pression relative à la pression absolue selon l'altitude du lieu.
Formules de la pression
- P : pression, en Pa ; F : force, en N ; S : surface d'application, en m²
- Pabs : pression absolue, comptée à partir du vide (jamais négative) ; Prel : pression relative ou manométrique, négative en dépression
- Patm : pression atmosphérique, en Pa, selon l'atmosphère standard à l'altitude z en m (101 325 Pa au niveau de la mer)
- ρ × g × h : pression hydrostatique d'une colonne de fluide de hauteur h (m) et de masse volumique ρ (kg/m³), g = 9,81 m/s² ; c'est la base des unités mCE et mmCE
Correspondance des unités de pression : 1 bar vaut
| Unité | Valeur de 1 bar | Unité | Valeur de 1 bar |
|---|---|---|---|
| Pa (N/m²) | 100 000 | atm (atmosphère normale) | 0,9869 |
| hPa = mbar | 1 000 | kgf/cm² (at) | 1,0197 |
| kPa | 100 | psi (lbf/in²) | 14,50 |
| MPa (N/mm²) | 0,1 | mmHg = Torr | 750,06 |
| mCE (mètres de colonne d'eau) | 10,197 | inHg | 29,53 |
| mmCE | 10 197 |
Pression atmosphérique selon l'altitude
| Altitude z | Patm | Colonne d'eau équivalente | Pression absolue pour 3 bar au manomètre |
|---|---|---|---|
| 0 m (niveau de la mer) | 1 013,2 hPa | 10,33 m | 4,013 bar |
| 500 m | 954,6 hPa | 9,73 m | 3,955 bar |
| 1 000 m | 898,7 hPa | 9,16 m | 3,899 bar |
| 1 500 m | 845,6 hPa | 8,62 m | 3,846 bar |
| 2 000 m | 795,0 hPa | 8,11 m | 3,795 bar |
| 3 000 m | 701,1 hPa | 7,15 m | 3,701 bar |
| 4 000 m | 616,4 hPa | 6,29 m | 3,616 bar |
Explications détaillées et calcul dans Mecaflux
L'unité de pression est le N/m2 ou pascal (Pa). Un pascal represente donc une force de 1 Newton appliquée sur une surface de 1 m². Pression(pascal) = Force(Newton) / surface(m²)
La pression générée par une force de 10 N appliquée sur 0.1 m² est egale a la pression générée par une force de 100 N sur 1 m²:
10/0.1=100/1=100 pascals.
Ceci permet de démultiplier les forces en fonction des surfaces en pressions. (verins hydrauliques, multiplicateurs de pressions...)
- la pression absolue (Pabs) est la pression mesurée en référence à une pression nulle (vide absolu).
- La pression manométrique (Pressure Gauge en englais) donne la différence entre la pression d'un fluide et la pression atmosphérique (Patm).
pour convertir une valeur de pression manometrique (PG) en pression absolue (Pabs) , il suffit d'ajouter la pression atmospherique:
Pabs = PG + Patm
Pour convertir une pression absolue en pression manometrique, on soustrait la pression atmospherique:
PG = Pabs- Patm
Les météorologues expriment la pression en millibars.
-
1 mb = 0,1 kPa
1 Pa = 1 N/m2, 1 kPa = 1 x 103 Pa
Au sein d'un volume de fluide, On distingue les types de pressions d'apres les phénomenes physiques qui les generent:
- La pression hydrostatique, ou charge hydrostatique: C'est la pression générée par le dénivellé entre 2 points. Elle represente la force qu'applique le poids d'une colonne de fluide a sa base.
- La Pression dynamique represente l'inertie du fluide, c'est la force produite pour generer l'acceleration de la masse de fluide.
Hauteur de fluide(en mètres) x masse volumique du fluide(Kg/m3) x gravité(9.81) = charge hydrostatique(en pascals)
Pression dynamique (pascals)= 0.5 x masse volumique (kg/m3) x vitesse ² (m/sec)
La somme des energies de pression au sein d'un meme volume de fluide est constante: Voir bernoulli:
La relation entre debit pression et puissance est tres utile pour estimer la puissance utile d'un systeme de fluide:
- Puissance utile en Watt = Débit (m3/sec) x Pression (pascals)
- Exemple: une chute de pression non réversible (pertes de charge) de 10 Pascals dans un écoulement de fluide une m3/sec, est une perte de puissance de 10 Watts
La formule de la pression Pression=Force/Surface est associée dans mecaflux à un convertisseur d'unité.
convertisseur d'unité intégré à Mecaflux:
Dans Mecaflux Standard, les pressions dans les conduits sont paramétrables en utilisant les
pressions de réservoirs (en pression absolue) .
Pour entrer une pression de réservoir autre que la pression atmosphérique
ambiante, décochez la case pression atm. et entrez votre pression absolue.
Attention les pressions dans les réservoirs sont des pressions absolues donc si vous
voulez entrer une pression manométrique (PG), il faudra lui ajouter la pression
atmosphérique (Patm), Pabs = PG + Patm.
les données de puissances s'actualiseront en conséquence ...
Questions fréquentes
Une pression peut-elle être négative ?
Une pression relative, oui : elle est alors inférieure à la pression atmosphérique, c'est une dépression, comme à l'aspiration d'une pompe ou dans une gaine d'extraction (−200 Pa). Une pression absolue, jamais : la plus basse possible est le vide absolu, 0 Pa, et une dépression ne peut donc pas dépasser 1,013 bar au niveau de la mer. C'est cette limite physique qui plafonne la hauteur d'aspiration d'une pompe à 10,33 m d'eau en théorie.
Comment passer des bars aux mètres de colonne d'eau ou d'un autre liquide ?
Par la pression hydrostatique P = ρ g h : une colonne d'eau de 10,2 m exerce 1 bar, donc 1 bar = 10,2 mCE et 1 mCE = 0,0981 bar. Pour un autre liquide, h = P / (ρ g) : 1 bar correspond à 0,75 m de mercure (ρ = 13 546 kg/m³), à 12,0 m d'essence (ρ = 850 kg/m³) ou à 8,0 m d'une saumure à 1 270 kg/m³. Les courbes de pompes sont données en mètres du liquide pompé, ce qui les rend indépendantes de sa masse volumique.
Quelle différence entre pression statique, pression dynamique et pression totale ?
La pression statique est celle que mesure une prise de pression affleurant la paroi, celle qui pousse sur les tuyaux. La pression dynamique ½ ρ V² est l'énergie cinétique du fluide par unité de volume : 499 Pa pour de l'eau à 1 m/s, 60 Pa pour de l'air à 10 m/s. Leur somme est la pression totale, que mesure un tube de Pitot face au courant. D'après le théorème de Bernoulli, la pression totale ne diminue le long d'un écoulement que des pertes de charge.
Comment calculer les pressions dans mon réseau ou mon installation ?
Mecaflux Standard calcule la pression en tout point d'un circuit à partir des pressions absolues des réservoirs, de la charge hydrostatique et des pertes de charge de chaque tronçon ; son convertisseur intégré relie pression, force et surface dans toutes les unités, et les puissances de pompage se mettent à jour avec les pressions saisies. Pour une installation complète à concevoir ou à vérifier, Mecaflux réalise l'étude de votre projet et vous remet la note de calcul, ou vous propose une formation sur le logiciel appliquée à votre propre installation.