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Rappels : relire le cours sur les notions de physique du niveau 1.

Flottabilité

Le principe d’Archimède établit que :

Tout corps plongé dans un liquide subit de la part de ce liquide une force dirigée vers le haut, de valeur égale au poids du volume de liquide déplacé.

Archimède, IIIème siècle av. J.-C.

Par “corps”, on entend ici “tout objet”, c’est-à-dire dans le cas qui nous intéresse, le plongeur et tout son équipement.

L’ensemble subit donc deux forces :

  • son poids (poids de l’individu + poids du scaphandre + poids des plombs, de la combinaison, de la lampe, etc.), qui l’entraîne vers le bas,
  • la poussée d’Archimède, qui l’entraîne vers le haut.

Exemple : Considérons un plongeur (matériel compris) qui pèse \(90 \: kg\) (somme de \(80 \: kg\) de masse corporelle, \(3 \: kg\) de plomb et \(7 \: kg\) de matériel). Il occupe un certain volume dans l’eau (qu’on ne cherchera pas à calculer). Cette eau “déplacée” (qui se trouverait à l’emplacement du plongeur s’il n’était pas là) a un certain poids, par exemple \(89 \: kg\) . La poussée d’Archimède subie par le plongeur est donc de \(89\:kg\).

On définit le poids apparent comme la différence entre ces deux forces :

$$ \text{Poids apparent} = \text{Poids} – \text{Poussée d’Archimède} $$

On définit parfois aussi la flottabilité comme la différence entre ces deux forces, dans l’autre sens (c’est l’opposé) :

$$ \text{Flottabilité} = \text{Poussée d’Archimède} – \text{Poids} (= – \text{Poids apparent}) $$

Exemple : Notre plongeur a donc un poids apparent de \( \: 90 – 89 = 1 kg\), et une flottabilité de \(\: 89 – 90 = -1 kg \).

Si le poids apparent est positif (c’est-à-dire si la flottabilité est négative), l’objet coule.

Si le poids apparent est négatif (c’est-à-dire si la flottabilité est positive), l’objet remonte (en surface, il “flotte”).

Exemple : Notre plongeur coule !

Autre exemple : Considérons un bateau sur l’eau. Disons que son poids total est de \(1\:tonne\), qui est une force verticale dirigée vers le bas. La partie immergée du bateau (partie de la coque qui se trouve sous la surface de l’eau) subit une poussée d’Archimède, verticale, dirigée vers le haut, dont la valeur est égale au “poids du volume d’eau déplacé”. Sa valeur est donc égale au poids du volume occupé par la partie immergé de la coque, s’il était rempli d’eau. Disons que ce poids est de \(1,2\:tonne\). La flottabilité du bateau est donc de \(1,2-1=0,2\:tonne\), qui est une valeur positive : le bateau flotte ! Tant mieux 🙂

Son

Le son se propage plus vite dans l’eau que dans l’air. Repérer l’origine d’un bruit devient alors plus compliqué, car tous les sons arrivent “en même temps” au niveau des deux oreilles. Il faut donc être extrêmement attentif au retour en surface, à l’affût de tout bruit de moteur. Certains objets en mouvement, comme les planches à voile, sont même totalement silencieuses. C’est pourquoi toujours faire un tour d’horizon avant d’émerger de l’eau.

Théorie de l’activité (N2)

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