Comment un sous-marin peut-il descendre et remonter à la surface ?

Comment les sous-marins plongent et remontent à la surface

Les sous-marins sont des merveilles d’ingénierie qui permettent aux humains d’explorer les profondeurs de l’océan. Leur capacité à descendre et à remonter à la surface repose sur des principes physiques fondamentaux.

Principe d’Archimède

Le principe d’Archimède stipule qu’un objet immergé dans un fluide subit une force ascendante égale au poids du fluide déplacé par l’objet. Cette force est proportionnelle au volume du fluide déplacé et à sa densité.

Principe de Pascal

Le principe de Pascal stipule qu’une pression exercée sur un point d’un fluide confiné se transmet uniformément dans toutes les directions. Cela signifie que la pression à l’intérieur d’un sous-marin est la même à tous les points à la même profondeur.

Contrôle de la flottabilité

Les sous-marins utilisent des ballasts, qui sont des réservoirs situés à l’intérieur ou à l’extérieur de la coque, pour contrôler leur flottabilité. En remplissant les ballasts d’eau, le poids du sous-marin augmente, ce qui le fait descendre. En vidant les ballasts, le poids du sous-marin diminue, ce qui le fait remonter à la surface.

Processus de plongée

Pour plonger, un sous-marin ouvre ses vannes de ballast et laisse l’eau entrer dans les réservoirs. Cela augmente le poids et la densité du sous-marin, ce qui le fait s’enfoncer dans l’eau. Lorsque le poids du sous-marin est égal au poids de l’eau qu’il déplace, il atteint la neutralité et flotte à la profondeur souhaitée.

Processus de remontée à la surface

Pour remonter à la surface, un sous-marin ferme ses vannes de ballast et utilise des pompes pour vidanger l’eau des réservoirs. Cela diminue le poids et la densité du sous-marin, ce qui le fait remonter. Lorsque le poids du sous-marin est inférieur au poids de l’eau qu’il déplace, il s’élève vers la surface.

Calcul du poids d’eau nécessaire

La quantité d’eau nécessaire pour atteindre la neutralité est déterminée par le poids total du sous-marin. Un sous-marin plus lourd nécessite plus d’eau pour être déplacé et atteint donc une flottabilité neutre à une profondeur plus faible.

En ajustant le volume d’eau dans les ballasts, les sous-marins peuvent modifier leur poids et leur densité, ce qui leur permet de descendre et de remonter à la surface à volonté. Ces principes physiques sont essentiels pour permettre aux sous-marins d’explorer les profondeurs de l’océan et de remplir diverses missions sous-marines.