Pourquoi les navires en acier flottent-ils ?

En fait, un bateau qui ne serait constitué que d'acier (densité 7,8) ne pourrait flotter. Pas sur l'eau, en tout cas !
Le meilleur exemple est le comportement d'un bloc d'acier plein plongé dans l'eau : il coule car la densité de l'acier est trop importante.


Heureusement, un bateau est aussi constitué de divers matériaux et contient, somme toute, beaucoup plus d'air (densité moyenne au niveau de la mer 0,0012) que d'acier. Ce que l'on pourrait appeler la densité apparente du bateau est donc inférieure à 1. Pour rappel, 1 est la densité de l'eau pure on peut ainsi comprendre que la densitré de l'acier est presque huit fois plus importante que celle de l'eau.


Archimède nous dit que: ''tout corps plongé dans un fluide subit une poussée verticale, de bas en haut, équivalente à la masse du fluide déplacé''.


Imaginons un bloc creux en acier de 10 mètres cubes (10 x 1 x 1 mètre). Les parois ont une épaisseur de l'ordre de 3 millimètres, ce qui confère une masse à l'ensemble (acier des parois plus air du ''creux'') d'environ une tonne.

Si l'on pose cet ensemble sur l'eau il s'enfoncera d'environ 10 centimètres, ce qui déplacera une tonne d'eau.

la réaction se fera verticalement de bas en haut, par une poussée (dite d'Archimède, les choses sont bien faites !!) de 1 tonne, le tout s'équilibre et le bloc creux flotte.

C'est la même chose pour un bateau !

Complement internaute :
Il est clair que, dans ce cas, l'épaisseur de l'air du creux doit être plus importante que celle de la coque pour que la flotte. La question est de savoir jusqu'à quel degré d'épaisseur le bateau doit être. L'épaisseur de la coque est appelée ''débit''. Il faut qu'elle soit plus grande que celle de l'air contenu dans l'ensemble du bateau. Lorsque cela est vrai, le bateau peut flotter. Cela nous donne une condition de flotabilité qui peut être résumée comme suit : (Débit > épaisseur de la coque / épaisseur de l'air) > 1 On peut ainsi calculer la densité apparente du bateau, ou ''apparent density''.