COTE BASQUE PLONGEE

Fiche Pédago.  N° 07

Principe d'Archimède 
Flottabilité des masses (Corps)

DURÉE du COURS   : 45 minutes

Références : Théorème d'ARCHIMEDE et bibliographies diverses.

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I- INTRODUCTION

                Dans l'étude de MARIOTTE, nous avons vu que des incidences intervenaient lorsqu'un gaz comprimé était isolé du milieu ambiant.
                * Cavités closes (intestins, bulles du néoprène mousse, air emprisonné dans l'habit, etc. ...) .
                Au cours de la descente, ces gaz vont se comprimer et diminuer de volume ; ce qui modifiera le volume total du plongeur.
                Cette diminution va entraîner une modification de la FLOTTABILITÉ du corps.

II- VÉRIFICATION du PRINCIPE d'ARCHIMÈDE

1) Prenons une balance et réalisons               l'équilibre des plateaux :
            D'un côté une masse suspendue dont nous ignorons le volume mais dont nous connaissons le poids et un récipient vide et de l'autre côté un contrepoids  ; 
            A proximité une cuvette remplie d'eau ainsi qu'un récipient vide identique à celui placé sur l'un des plateaux

2) Lorsque l'on plonge progressivement          la masse suspendue  dans la cuvette ,   jusqu'à immersion complète , on observe immédiatement  que l'équilibre de la balance est rompu alors que l'eau déborde... et, tombe dans le récipient, placé à cet effet .
                        L'impression donnée est que la masse immergée est plus légère que le contrepoids.

3) Permutons le récipient vide du plateau          gauche avec le récipient  récupérateur de  la quantité d'eau  débordée , nous rétablissons l'équilibre de la balance.  

    Nous venons de mettre en évidence le principe d'Archimède, il suffit d'ajouter le poids du liquide déplacé pour rétablir l'équilibre

III- ÉNONCÉ du PRINCIPE d'ARCHIMÈDE

                Tout corps plongé dans un liquide subit de la part de celui-ci une poussée verticale, dirigée de bas en haut, égale au poids du volume déplacé.

IV- FLOTTABILITÉ -  POIDS APPARENT 

            Dans un liquide(Eau salée, douce ou chargée, Huiles, Pétrole etc. )  une masse immergée même en partie, subit une poussée proportionnelle à son volume.

            Cette masse est soumises à deux forces antagonistes ( opposées ou de sens contraires) , 
            L'une exercée de haut en bas, (gravité terrestre) proportionnelle à son poids réel, (Nageurs, Plongeurs, Navires, corps morts,  etc. ...) 

            L'autre, exercée de bas en haut et qui est la Poussée d'Archimède que nous venons de mettre en évidence et qui est proportionnelle au volume en déplacement.

        IV.1- FLOTTABILITÉ des Masses ou Corps
               Cette flottabilité est  soit :
                                Positive   si la Poussée  est  +  forte   que le poids réel   Flotte en surface
                                Négative  si la Poussée   est  + faible   que le poids réel    Coule 
                                Nulle        si la Poussée   est   égale      au poids réel.        Stabilisé en pleine eau 

        La différence entre le poids réel et la Poussée d'Archimède s'appelle POIDS APPARENT

IV.2 - POIDS APPARENT
         A l'inverse de la flottabilité, on dit que le Poids Apparent est :
                         Positif   si la poussée est + faible que le poids réel         Coule
                         Négatif  si la poussée est + forte   que le poids réel         Flotte
                         Nul        si la poussée est + faible que le poids réel         Stabilisé  

    Nous utilisons la notion de poids apparent  dans les travaux de manipulation et relevage d'objet  dans les plans d'eau naturels ou artificiels.
    Elle permets entre autres, de calculer la quantité d'air nécessaire pour mettre en flottabilité nulle ou positive. les objets à manipuler.

    V- APPLICATION SUR LE PLONGEUR

    Le vêtement de plongée en néoprène, est constitué d'une multitude de bulles d'air emprisonnées c'est une mousse à cellule fermée.

    Dès que le plongeur s'enfonce, le vêtement s'écrase car les bulles d'air subissent la pression, le volume du vêtement diminue et la vitesse de descente s'accélère.

    Il faut donc compenser  ce phénomène par une pesée consistant à transformer cette flottabilité positive de surface en flottabilité nulle à tous les étages d'évolution c'est le lestage initial avec la Ceinture de Plombs .

    En profondeur, l'équilibrage des forces est réalisé à l'aide de vestes gonflables,  parachutes ou encore stabilizing-jacket.

    L'utilisation de ces appareillages, nécessite un apprentissage sérieux.

    VI- CONCLUSION

            La pesée du plongeur à donc pour but de réaliser l'équilibre entre le poids du volume d'eau qu'il déplace et son poids réel (à sec).

A titre indicatif, voici la densité moyenne des corps humains , poumons remplis d'air :
                            Homme : 0,980        Femme : 0, 968         Enfant : 0,973
                            Ce qui signifie que l'humain  nu,  à la surface des eaux (densité ~1)  flotte naturellement , si il coule et se noie , c'est principalement à cause du déséquilibre de sa pesée lors de son expiration  pour éviter ce dramatique accident, apprendre à respirer et à nager... 

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 dernière modification :  samedi 22-Oct-2005  19:33