Aérostat – Poussée d’Archimède 1ère Bac Pro / J-P Heitz 2013

C’est la poussée d’Archimède qui permet à un ballon de vaincre l’attraction terrestre

Un aérostat est un aéronef « plus léger que l’air », dont la sustentation est assu-rée par la poussée d’Archimède. Le

principe de base est de rendre un objet plus léger que l’air (avec de l’air chaud, ou avec un gaz plus léger que l’air, de l’hydrogène par exemple).

Ballon de type rozière fonctionnant à la fois à l’helium et à l’air chaud - expédition Generali Arctic Observer de

traversée du pôle nord en ballon

Archimède de Syracuse (en grec ancien : Ἀρχιμήδης / Arkhimếdês), né à Syracuse vers 287 av. J.-C. et mort à Syracuse en 212

av. J.-C., est un grand scientifique grec de Sicile (Grande Grèce) de l’Antiquité, physicien, mathémati-cien et ingénieur.

Tout corps plongé dans un fluide subit de la part de ce fluide une poussée, dirigée vers le haut, égale

au poids du volume de fluide déplaçé.

Il s’agit de la Poussée d’Archimède

© J-P Heitz 2013

Aérostat – Poussée d’Archimède 1ère Bac Pro / J-P Heitz 2013

Objet demasse volumique

ρObjet

Fluide demasse volumique

ρFluide

L’objet n’est soumisqu’à l’actionde la gravité

L’action de lagravité reste

constante

La poussée d’Archimèdeapparait dès lors quel’objet est immergé

Volume de fluidedéplacé =

Volume immergé

Centre de poussée=

Centre de gravitévolume immergé

L’objet est entièrementimmergé :

la poussée d’Archimèdeest maximale

L’action de lagravité reste

constante

Volume de fluidedéplacé =

Volume de l’objet

L’action de la gravité, appelée aussi poids de l’objet est caractérisée par :

Force Pointd’application

Droite d’action Sens Valeur

Poids PCentre degravité G | ↓ P m g#=

!Si la masse m n’est pas connue, elle peut se calculer à partir

de la masse volumique et du volume de l’objet par :m VObjet#t=

La poussée d’Archimède correspond au poids du volume de fluide déplacé (égal au volume immergé Vi )

Force Pointd’application

Droite d’action Sens Valeur

Poids PCentre degravité G | ↓ P m g#=

PousséeArchimède A

Centre de poussée | ↑ A V giFluide# #t=

Pour conclure ▷ si la poussée d’Archimède est supérieure au poids de l’objet, ce der-

nier remonte. Ce cas de figure est possible si la masse volumique de l’objet est inférieure à celle du fluide ρObjet < ρFluide

▷ si la poussée d’Archimède est inférieure au poids de l’objet, ce der-nier coule. Ce cas de figure est possible si la masse volumique de l’objet est supérieure à celle du fluide ρObjet > ρFluide