Vide
La pression négative (également appelée « vide ») désigne une plage de pression inférieure à la pression atmosphérique. Au niveau de la mer, la pression atmosphérique est de 1 013 mbar et diminue à mesure que l'altitude augmente.
La valeur du vide est classée en différentes catégories :
Faible vide
La plage de vide dans laquelle la pression absolue est comprise entre 1 mbar et la pression atmosphérique (1 013 mbar) est appelée « vide faible ». Parmi les domaines d'application du vide faible, on peut citer les ampoules électriques et les aspirateurs. La technologie du vide relève également de cette catégorie de vide. Dans cette plage, il est possible de générer de manière relativement économique un vide permettant d'obtenir des forces d'aspiration élevées et des temps de cycle courts.
Vide moyen
Dans un vide moyen, la pression absolue est comprise entre 0,001 mbar et 1 mbar. Cette classe de vide est notamment utilisée dans les lampes à décharge à basse pression.
Haut vide
Au haut vide, la plage de vide est définie comme une pression absolue comprise entre 10⁻⁷ mbar et 10⁻³ mbar. Ce type de vide est conservé, par exemple, dans les tubes électroniques ou certains accélérateurs.
Vide ultra-haut
On parle de haut vide lorsqu'une pression absolue comprise entre 10⁻¹² mbar et 10⁻⁷ mbar est atteinte. Ce type de vide est utilisé, par exemple, dans les détecteurs à puits gravitationnel.
Haud vide
On parle de haut vide pour désigner toutes les valeurs de vide dont la pression absolue est inférieure à 10⁻¹² mbar. L'espace relève également de cette catégorie de vide.
L'espace fait également partie de cette catégorie de vide
Dans le domaine de la technologie du vide, le vide est exprimé sous forme de valeur relative. Cela signifie que le vide est spécifié par rapport à la pression ambiante. La pression ambiante sert de point de référence, avec une valeur de 0 mbar. Par conséquent, la valeur du vide est indiquée avec un signe négatif (Figure 1).
En revanche, en sciences, le vide est exprimé sous forme de valeur absolue. Dans ce cas, ce n'est pas la pression ambiante qui sert de point de référence, mais le zéro absolu (espace dépourvu d'air, tel que l'espace). En sciences, le vide est toujours accompagné d'un signe positif (image 2).
Tableau de conversion entre le vide et la pression
Un grand nombre d'unités de mesure sont utilisées à l'échelle internationale pour exprimer les valeurs de vide. Dans le domaine de la technologie du vide, les unités « pascal » [Pa], « kilopascal » [kPa], « bar » [bar] et « millibar » [mbar] se sont imposées. Les conversions entre ces unités s'effectuent comme suit :
0,001 bar = 0,1 kPa = 1 mbar = 100 Pa
Le tableau suivant illustre la conversion des unités de mesure utilisées à l'échelle internationale pour le vide :
| bar | N/cm² | kPa | atm,kp/cm² | mmH₂O | Torr ; mm Hg | pouces de mercure | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| bar | 1,00000 | 10 000,00 | 100 000,0 | 1,01970 | 10,197,00 | 750,0600 | 29,5400 |
| N/cm² | 0,10000 | 1,00000 | 10,0000 | 0,10190 | 1,019,70 | 75,0060 | 2,9540 |
| kPa | 0,01000 | 0,10000 | 1,0000 | 0,01020 | 101,97 | 7,5006 | 0,2954 |
| atm,kp/cm² | 0,98070 | 9,80700 | 98,0700 | 1,00000 | 10,332,00 | 735,5600 | 28,9700 |
| mmH₂O | 0,00010 | 0,00100 | 0,0100 | 0,00000 | 1,00 | 0,0740 | 0,0030 |
| Torr ; mm Hg | 0,00133 | 0,01333 | 0,1333 | 0,00136 | 13,60 | 1,0000 | 0,0394 |
| en Hg | 0,03380 | 0,33850 | 3,8850 | 0,03446 | 345,40 | 25,2500 | 1,0000 |
Effets de l'atmosphère sur le vide
L'atmosphère exerce une forte influence sur la pression ambiante qui règne et sur le niveau de vide possible. La pression ambiante dépend de l'hauteur à laquelle vous vous trouvez au site et de la température qui y règne. Au niveau de la mer, la pression ambiante est de 1 013 mbar. À une hauteur de 600 m, la pression atmosphérique est déjà réduite à 938 mbar. À 2 000 m d'altitude, elle n'est plus que de 763 mbar.
Ce défaut de pression a un impact majeur sur les procédés de manutention sous vide. Lorsque la pression atmosphérique diminue, le vide maximal pouvant être exécuté et la force de préhension maximale associée sont réduits. Pour chaque tranche de 100 m d’altitude supplémentaire, la pression atmosphérique diminue de 12,5 mbar.
Un générateur de vide produisant un vide de 80 % exécute un vide de -810 mbar au niveau de la mer (pression ambiante = 1 013 mbar). Ce générateur de vide produit un vide de -610 mbar à une hauteur de 2 000 m (pression ambiante = 763 mbar). La force de préhension possible d’une ventouse à vide diminue proportionnellement au vide atteignable. L’application au niveau de la mer constitue donc le cas idéal.