Pourquoi les bateaux en fer ne coulent pas ?

Pourquoi les bateaux en fer ne coulent-ils pas ?

L’acier, matériau lourd et dense, est pourtant le composant principal de nombreux navires. Comment ces mastodontes peuvent-ils flotter ? La réponse réside dans un principe physique fondamental : la flottabilité. Contrairement à une idée reçue, ce n’est pas la légèreté du matériau qui permet la navigation, mais une subtilité liée à la densité moyenne du navire.

L’acier, bien qu’extrêment dense, est utilisé dans la construction navale en raison de sa résistance et de sa durabilité. Mais sa densité élevée ne garantit pas le naufrage. Le secret réside dans le volume considérable d’air emprisonné à l’intérieur du bateau. Ce volume important d’air, pourtant invisible, joue un rôle crucial dans la détermination de la densité moyenne de l’ensemble.

Imaginons une forme géométrique complexe, un navire, creusé de compartiments intérieurs. L’espace ainsi créé est rempli d’air. La densité de l’air est considérablement inférieure à celle de l’eau. En combinant la densité de l’acier et la densité (faible) de l’air enfermé, la densité moyenne du navire, prise dans son ensemble, devient inférieure à la densité de l’eau qu’il déplace.

C’est là que la loi d’Archimède entre en jeu. Cette loi stipule qu’un corps immergé dans un fluide subit une poussée verticale, égale au poids du fluide déplacé. Dans le cas d’un bateau, la poussée d’Archimède, liée au volume d’eau déplacée, compense parfaitement le poids total du navire. Tant que cette poussée d’Archimède est supérieure ou égale au poids du navire, le navire flottera. Si, pour une raison quelconque, la densité moyenne du navire venait à dépasser celle de l’eau, la poussée d’Archimède serait insuffisante pour compenser le poids et le navire coulerait.

En résumé, la flottabilité des navires en acier ne réside pas dans la légèreté de l’acier en lui-même, mais dans la manipulation ingénieuse de la densité moyenne. Le volume d’air, contenu et maîtrisé, est un élément capital pour compenser le poids, et ainsi permettre au bateau de flotter à la surface de l’eau.