En termes pratiques, un vide est tout espace clos dont la pression absolue est inférieure à la pression atmosphérique normale ambiante. Cette pression atmosphérique de référence est standardisée au niveau de la mer à 14,7 livres par pouce carré (psi), communément arrondie à 1 Bar ou 1000 millibars (mbar) pour les travaux techniques.
L'idée essentielle est que le vide ne consiste pas à obtenir un "espace vide". C'est une mesure pratique de la quantité de pression qui a été retirée d'un système par rapport à la pression de l'air extérieur.
De l'atmosphère au vide : Le spectre de pression
Pour comprendre le vide, vous devez d'abord comprendre la pression de départ. Toutes les mesures pratiques du vide sont relatives à la couche d'air qui nous entoure.
Définir le point de départ : L'atmosphère standard
L'air de notre atmosphère exerce une pression sur tout. C'est ce qu'on appelle la pression atmosphérique.
Cette pression est la référence par rapport à laquelle le vide est mesuré. Elle est définie comme 1 atmosphère (atm), ce qui équivaut à environ 1000 millibars (mbar).
Mesurer la réduction : Le rôle du manomètre
Les jauges à vide ne mesurent pas le "vide". Elles mesurent la pression absolue restante à l'intérieur d'une chambre scellée.
Lorsqu'un manomètre indique 100 mbar, cela signifie que 90 % de la pression de l'air a été retirée. Une lecture de 1 mbar indique que 99,9 % de la pression a été retirée.
La "qualité" d'un vide
Le terme "vide" couvre une vaste gamme de pressions. En ingénierie et en science, les vides sont classés par qualité, du vide grossier à l'ultravide.
Un vide grossier (par exemple, 100 mbar) peut être utilisé pour le levage mécanique, tandis qu'un ultravide (inférieur à 10⁻⁷ mbar) est requis pour les expériences de physique sensibles afin de minimiser les collisions de particules.
Comprendre les idées fausses courantes
La définition pratique du vide conduit souvent à quelques points de confusion. Clarifier ceux-ci est essentiel pour toute application technique.
Le "vide" ne signifie pas une pression nulle
Atteindre un vide parfait – un espace sans pression et sans particules – est un concept théorique pratiquement impossible.
Chaque vide pratique contient des molécules de gaz résiduelles. La "qualité" du vide décrit simplement le nombre de ces molécules restantes.
Pression absolue vs. Pression relative
Il est essentiel de distinguer la pression absolue et la pression relative.
La pression absolue est mesurée à partir d'une base zéro (un vide parfait). La pression relative est mesurée à partir d'une base de la pression atmosphérique ambiante. Le vide est presque toujours discuté en termes de pression absolue pour fournir un point de référence stable et universel.
Faire le bon choix pour votre objectif
Le niveau de vide dont vous avez besoin est entièrement dicté par votre application. Différents processus exigent des degrés très différents de réduction de pression.
- Si votre objectif principal est le travail mécanique (serrage, levage) : Un vide grossier ou faible (de 900 mbar à 1 mbar) est presque toujours suffisant.
- Si votre objectif principal est l'ingénierie des processus (lyophilisation, distillation, revêtement) : Un vide moyen à élevé (de 1 mbar à 10⁻⁷ mbar) est généralement requis pour contrôler les processus chimiques et physiques.
- Si votre objectif principal est la science fondamentale (analyse de surface, accélérateurs de particules) : Un ultravide (inférieur à 10⁻⁷ mbar) est nécessaire pour créer un environnement presque parfaitement isolé.
En fin de compte, la définition du niveau de pression requis est la première étape de l'ingénierie de tout système de vide réussi.
Tableau récapitulatif :
| Catégorie de vide | Plage de pression (mbar) | Applications courantes |
|---|---|---|
| Vide grossier | 100 à 1000 | Levage mécanique, serrage |
| Vide moyen à élevé | 10⁻⁷ à 1 | Lyophilisation, distillation, revêtement |
| Ultravide | En dessous de 10⁻⁷ | Analyse de surface, accélérateurs de particules |
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