Archimède

Cette loi permet de déterminer la flottabilité d’un corps. Un bloc de 12 litres pèse à peu près 15 kg à l’air libre. Une fois immergé, ce même bloc est beaucoup plus léger (quelques kg).

Que s’est-il passé ?

A l’immersion le bloc doit faire sa place dans l’eau, il en déplace donc un certain volume (12 litres). L’eau va alors exercer une force tendant à faire remonter le bloc vers la surface, c’est la « poussée d’Archimède ». L’intensité de cette force est égale au poids de l’eau déplacée (1 litre d’eau pèse 1 kg). Dans cet exemple, la poussée d’Archimède est donc de 12 kg (toujours dirigée vers le haut).

Principe d’Archimède

Tout corps plongée dans un fluide reçoit une poussée de bas en haut égale au poids du volume du fluide déplacé.

Le poids du bloc est de 15 kg (force dirigée vers le bas). La poussée d’Archimède et le poids sont deux forces qui s’opposent, le poids l’emporte ici de 3 kg. Cette valeur est le « poids apparent » de la bouteille immergée.
Pour déterminer si un corps flotte ou coule, on calcule sa flottabilité (c’est l’opposé du poids apparent) :

Calcul de la flottabilité

Flottabilité = Poussée d’Archimède – Poids réel

Dans le cas de notre bouteille, on trouve une flottabilité de -3 kg. Une flottabilité négative indique donc un objet plus lourd que l’eau. En effet, si on lâche la bouteille dans l’eau, elle coule.

Un dernier exemple : un plongeur en combinaison équipé du bloc pèse 90 kg sur le pont du bateau. Avec tout son équipement, il occupe un volume d’environ 95 litres. S’il se met à l’eau, il aura une flottabilité de 5 kg. Cette valeur positive indique que notre homme flotte, son immersion sera difficile car il devra lutter contre la poussée d’Archimède. Pour éviter ce problème, il se lestera avec une ceinture chargée de 6 kg de plomb.

On aurait pu penser que 5 kg feraient mieux l’affaire… Mais ce serait oublier ce qui va se passer en fin de plongée : En fin de plongée, le bloc a perdu au moins 1 kg d’air. La fin de plongée correspond au moment du ou des paliers. Si on est trop léger à ce moment-là, on remonte vers la surface et on n’arrive pas à « tenir le palier ». N’en déduisez pas pour autant qu’il faille plonger « lourd » !

Le bon lestage est le lestage qui permet de tenir le palier avec une stab vide. Le surlestage peut être compensé en insufflant de l’air dans la stab, ce qui permet de tenir le palier.

Attention ! Le surlestage augmente le risque d’essoufflement !