Bien que présents depuis des siècles sur les mers du globe, les grands navires restent un mystère pour certains. Face à ces constructions grandioses, une question demeure : pourquoi les navires flottent-ils ?

La réponse est plus simple qu'il n'y paraît et a été dévoilée il y a plusieurs siècles par des marins et des ingénieurs à la recherche de solutions pour l'exploration maritime. En bref, on peut y répondre à l'aide de deux concepts.

Comprenons donc un peu mieux la densité et le principe d'Archimède, pour dissiper les doutes.

Densité

Ainsi, pour qu'un objet puisse flotter, comme un bateau, sa masse doit être répartie sur un grand volume.

En d'autres termes, la réponse à la question "pourquoi les bateaux flottent-ils ?" est la suivante : parce que leur densité moyenne est inférieure à celle de l'eau.

Étant donné qu'une grande partie de l'intérieur du navire est constituée d'air, même s'il est composé de lourdes pièces d'acier, il est toujours capable de flotter.

Le même principe peut être observé en comparant un clou à une planche de polystyrène, par exemple : bien que le clou soit plus léger, il s'enfonce en raison de sa densité élevée par rapport à la faible densité du polystyrène.

Principe d'Archimède

Archimède était un mathématicien, ingénieur, physicien, inventeur et astronome grec qui a vécu au IIIe siècle avant J.-C. Parmi ses recherches, il a proposé un principe que l'on peut décrire comme suit :

"Tout corps immergé dans un fluide subit l'action d'une force (poussée) verticale vers le haut, dont l'intensité est égale au poids du fluide déplacé par le corps."

En d'autres termes, le poids d'un navire déplaçant l'eau pendant son mouvement provoque une force de réaction de l'eau contre le navire. Dans ce cas, la réponse à la question "pourquoi les navires flottent-ils ?" serait quelque chose comme : parce que l'eau pousse le navire vers le haut.

Un navire de 1 000 tonnes, par exemple, exerce une force équivalente à 1 000 tonnes d'eau sur sa coque, assurant ainsi son maintien.

Pourquoi les navires flottent-ils même en eaux troubles ?

Un navire est conçu de telle sorte que, malgré le balancement causé par les vagues, il continue à flotter, car son centre de gravité est situé en dessous de son centre de poussée, ce qui assure l'équilibre du navire.

Lorsqu'un corps flotte, il est soumis à l'action de ces deux forces. Lorsque les deux centres coïncident, l'équilibre est indifférent. Dans ce cas, l'objet reste donc dans la position dans laquelle il a été initialement placé. Ces cas sont toutefois plus fréquents pour les objets complètement immergés.

En revanche, lorsque l'immersion est partielle, comme dans les bateaux, l'inclinaison fait que le volume de la partie mobile de l'eau modifie le centre de poussée. La flottabilité est assurée lorsque l'équilibre est stable, c'est-à-dire qu'il permet au corps de revenir à la position initiale.

Sources d'information Azeheb, École du Brésil, EBC, Musée Weg

Images CPAQV, enseignant du Kentucky, croisières mondiales, école du Brésil