Conversion des mesures

Conversion d'unités composées

Pour convertir une unité composée en une autre, les étapes sont les suivantes:

1. s'assurer que les unités (initiale et finale) sont de même dimension
   ex: dimension de [ Btu.in/h/ft²/°F ] : [M.L².T^-2.L/T/L²/Θ] = [M.T^-3.L.Θ^-1]
2. écrire les unités sous forme de fraction
   ex: Btu/h.in/ft²/°F
3. simplifier éventuellement
4. remplacer chaque unité élémentaire par son équivalence
   ex: 1 Btu.in/h/ft²/°F = 0,2929W.0,0254m/0,0929m²/0,556°K
   
5. combiner les coefficients
   ex: 0,2929.0,0254/0,0929W.m/m²/°K = 0,144W/m/°K
   

Unités de Longueur Surface Volume

Pour convertir:

de	en	multiplier par	Dimension
kilomètre (km)	mètre (m)	1000	L
centimètre (cm)	mètre (m)	0,01	L
millimètre (mm)	mètre (m)	0,001	L
nanomètre (nm)	mètre (m)	1E-09	L
foot (ft)	mètre (m)	0,3048	L
inch (in)	mètre (m)	0,0254	L
angtröm	mètre (m)	1E-10	L
square foot (sq.ft, ft2)	mètre carré (m2)	0,0929	L2
are	mètre carré (m2)	100	L2
cubic foot (cu.ft, ft3)	mètre cube (m3)	0,0283	L3
barrel (baril)	mètre cube (m3)	0,159	L3
1000 gallons UK	mètre cube (m3)	4,5461	L3
1000 gallons US	mètre cube (m3)	3,7854	L3
bushel US	mètre cube (m3)	0,0352	L3

Unités de Masse Force Pression

Pour convertir:

de	vers	multiplier par	dimension
pound	kilogramme (kg)	0,4536	M
ton long	(kg)	1016	M
ton short	(kg)	907,18	M
pound-force (lbf)	newton (N)	4,4482	M.L.T-2
kg-force (kgf)	(N)	9,8067	M.L.T-2
dyne	(N)	1,0E+5	M.L.T-2
ton-force	(N)	8896,4	M.L.T-2
atmosphère	pascal (Pa)	1,0132E+5	M.L-1.T-2
bar	(Pa)	1,0E+5	M.L-1.T-2
cm d'eau (cmH2O)	(Pa)	98,064	M.L-1.T-2
cm de mercure (cmHg)	(Pa)	1333,22	M.L-1.T-2
dyne/cm2	(Pa)	0,1	M.L-1.T-2
kgf/cm2	(Pa)	0,981E+5	M.L-1.T-2
pièze	(Pa)	1,0E+4	M.L-1.T-2
lbf/in2	(Pa)	6894,8	M.L-1.T-2
toor (mmHg)	(Pa)	133,32	M.L-1.T-2

Unités d'Energie Puissance

Pour convertir:

de	vers	multiplier par	Dimension
BTU	Joule (J)	1055,06	M.L2.T-2
BTU	therm	1,0E-5	M.L2.T-2
BTU	calorie (cal)	252	M.L2.T-2
BTU	pound-force.foot (lbf.ft)	778,16	M.L2.T-2
calorie (cal)	Joule (J)	4,1855	M.L2.T-2
frigorie (f)	Joule (J)	4,1855	M.L2.T-2
Frigorie (F)	Joule (J)	4185,5	M.L2.T-2
thermie (th)	calorie (cal)	1,0E+6	M.L2.T-2
thermie (th)	Joule (J)	4,1855E+6	M.L2.T-2
horsepower-heure	Joule (J)	2,685E+6	M.L2.T-2
kg-mètre	Joule (J)	9,8067	M.L2.T-2
watt-heure (Wh)	Joule (J)	3600	M.L2.T-2
BTU/livre	(cal/g)	0,556	L2.T-2
BTU/pied cube	(cal/l)	8,90	M.L-1.T-2
BTU/gallon	(cal/l)	66,6	M.L-1.T-2
therm/cu ft	(cal/l)	8,90E+5	M.L-1.T-2
Btu/heure (Btu/h)	Watt (W)	0,2929	M.L2.T-3
cheval vapeur (cv)	Watt (W)	735,499	M.L2.T-3
horsepower (boiler)	(W)	9809,5	M.L2.T-3
horsepower (electric)	(W)	746	M.L2.T-3

Multiples et sous-multiples

Pour exprimer des quantités très grandes ou très petites, il est commode d'utiliser un multiple ou un sous-multiple de l'unité courante. On ajoute au nom de l'unité un préfixe issu du grec, dont les plus courants sont:

Autres conversions

Au delà du changement d'unité d'une grandeur mesurée, certaines caractéristiques physiques peuvent être exprimées de différentes façons.

Conversion de concentrations

de	vers	transformation
g/l	mole/litre	diviser la valeur en g/l par la masse molaire du composé dont la concentration est exprimée ex: 100g/l de NaCl dont la masse molaire est 55,4428 g/mole, est équivalent à 100/55,4428 = 1,804 mole/litre de NaCl
g/l	%	diviser la valeur en g/l par la masse volumique 'ρ' de la solution également exprimée en g/l (ou kg/m3)
g/l	molalité	la molalité est le nombre de mole de soluté par kg de solvant: C[mole/kg] = 1000.C[g/l]/Mw/(ρ[g/l]-C[g/l])
g/l	normalité (N)	la normalité est le nombre d'équivalent-gramme de la substance considérée par litre de solution. Par exemple pour un acide, un équivalent-gramme est le nombre 'n' d'ion H+ qu'il pourra mettre en jeu par mole. Une mole d'acide sulfurique fourni deux équivalents-gramme par mole. N = n.C[g/l]/Mw

Conversion de densité

La masse volumique d'une substance peut aussi être exprimée sous forme de sa densité. Une densité est le rapport de la masse volumique de la substance considérée sur la masse volumique d'une substance de référence. C'est une valeur sans dimension.
Attention!: dans les documents en langue anglaise, le terme "density" désigne la masse volumique.
La substance de référence est souvent:

• pour les liquides et les solides, l'eau à 4°C (sa masse volumique est exactement de 1000kg/m³)
• pour les gaz, l'air 

La masse volumique étant sensible à la température, il est nécessaire d'indiquer les températures considérées pour la substance caractérisée et pour la référence. La densité des liquides pourra ainsi être notée:
d₄²⁰ pour indiquer que la densité de la substance est  pour une température de 20°C et comparée à une référence à 4°C.
Par application de la loi des gaz parfaits, la densité d'un gaz peut se résumer au rapport des masses molaires de la substance caractérisée et du gaz de référence (29 g/mole pour l'air). La densité d'un gaz ainsi exprimée, est indépendante de la pression et de la température.

Composition d'un gaz

La composition d'un gaz peut être exprimée en:

• % masse (ou poids)
• % volume

La conversion fait appel aux masse molaires (M_i) de tous les constituants.

% volume (Y_i) = (X_i ⁄ M_i) ⁄ ∑(X_i ⁄ M_i)
% masse (X_i) = (Y_i × M_i) ⁄ ∑(Y_i × M_i)

Assimilant le gaz à un gaz parfait, la composition en volume est égale à la concentration en moles.
Pour les gaz d'hydrocarbures, on a coutume de caractériser le gaz par sa masse molaire moyenne:

M_moy = 100 ⁄ ∑(X_i ⁄ M_i)
M_moy = ∑(Y_i × M_i) ⁄ 100

Conversion de pression

Il est fréquent qu'une pression différentielle soit exprimée en hauteur de liquide. La conversion de l'une vers l'autre des unités fait appel à la relation:

ΔP = ρ g h  ou  h = ΔP / ρ / g

avec:
ΔP: différence de pression (Pa)
ρ: masse volumique du liquide (kg/m³)
h: hauteur de la colonne de liquide (m)
g: accélération due à la pesanteur (9,81 m/s²)

Conversion de viscosité dynamique / cinématique

Viscosités dynamique et cinématique sont des grandeurs différentes, mais exprimant toutes deux l'aptitude à l'écoulement d'une substance.
viscosité dynamique = viscosité cinématique × masse volumique

Conversion de vitesse d'un gaz

La vitesse d'un gaz en déplacement dans une tuyauterie ou une restriction est limitée physiquement à une valeur correspondant à la vitesse du son dans ce gaz.
Cette vitesse limite dépend de la nature du gaz et de son état (température et pression).
Le rapport de la vitesse effective sur cette valeur limite est appelée nombre de Mach.
C'est un nombre sans dimension. De nombreuses spécifications ou recommandations concernant une vitesse de gaz sont exprimées en utilisant le nombre de Mach.

Conversion d'humidité de l'air

L'humidité de l'air peut être exprimée en:

• gramme d'eau par kg d'air humide
• gramme d'eau par kg d'air sec
• pression partielle d'eau dans l'air
• humidité relative: c'est le rapport de la masse d'eau contenue (g/kg d'air sec) sur la masse d'eau que l'air pourrait contenir à saturation (à même température)
• température de rosée: c'est la température à laquelle il faut refroidir l'air humide pour obtenir la première goutte de condensation d'eau (rosée).

Conversion de fréquence / longueur d'onde

Un rayonnement électromagnétique qu'il soit dans le spectre visible ou non, peut être exprimé en:

• fréquence ν (nu)
• longueur d'onde λ (lambda)
• nombre d'onde σ (sigma)

La fréquence d'un rayonnement électromagnétique ne dépend pas du milieu dans lequel il évolue; c'est ce qui le caractérise le mieux.
La longueur d'onde dépend de sa vitesse, et donc du milieu dans lequel il évolue. Sans autre précision, on supposera qu'il évolue dans le vide ou dans l'air ce qui est peu différent. On aura donc la relation :

λ = c ⁄ ν

avec:
λ (lambda): longueur d'onde
c: vitesse de la lumière (environ 3.10⁸ m/s dans le vide)
ν (nu): fréquence

Le nombre d'onde a plusieurs définitions. En spectroscopie, c'est l'inverse de la longueur d'onde. Il sera alors exprimé en m^-1