Un fluide est une matière qui peut s'écouler et prendre la forme du récipient qui la contient. Les deux principaux types de fluides sont les liquides et les gaz. Contrairement aux solides, ils ne conservent pas une forme fixe.

Les fluides sont présents partout : l'eau des rivières, l'air que nous respirons, le sang qui circule dans notre corps ou encore le pétrole transporté dans des canalisations.

• Un liquide possède un volume propre mais prend la forme de son récipient.
• Un gaz ne possède ni forme ni volume propres et occupe tout l'espace disponible.
• Les fluides peuvent être mis en mouvement : on parle alors d'écoulement.

Les fluides exercent une pression sur les surfaces qu'ils touchent. Plus on descend sous l'eau, plus la pression augmente, car le poids de l'eau située au-dessus devient plus important.

Lorsqu'un objet est plongé dans un liquide, il subit une force dirigée vers le haut appelée poussée d'Archimède. Cette force explique pourquoi certains objets flottent tandis que d'autres coulent.

Les gaz exercent eux aussi une pression. La pression atmosphérique correspond au poids de l'air qui entoure la Terre. Bien que nous ne la ressentions pas directement, elle agit en permanence sur tous les objets et sur notre corps.

L'étude des fluides permet de comprendre de nombreux phénomènes : le fonctionnement des canalisations, des barrages, des avions, des bateaux, des pompes, des seringues ou encore de la circulation sanguine.

La poussée d'Archimède

La poussée d'Archimède est une force exercée par un fluide (un liquide ou un gaz) sur un objet qui y est plongé. Cette force est dirigée vers le haut et s'oppose au poids de l'objet.

Lorsqu'un objet est immergé, il déplace une certaine quantité de fluide. En réaction, le fluide exerce une force qui tend à faire remonter l'objet. Cette force est appelée poussée d'Archimède.

• La poussée d'Archimède est dirigée verticalement vers le haut.
• Elle dépend de la masse volumique du fluide et du volume de fluide déplacé.
• Plus un objet déplace de fluide, plus la poussée est importante.
• L'eau exerce une poussée plus forte que l'air, car elle est beaucoup plus dense.

Le comportement d'un objet dépend de la comparaison entre son poids et la poussée d'Archimède :

• Si la poussée est supérieure au poids, l'objet remonte à la surface.
• Si la poussée est égale au poids, l'objet est en équilibre et flotte.
• Si la poussée est inférieure au poids, l'objet coule.

Exemple : un bateau en acier flotte alors que l'acier est plus dense que l'eau. Sa coque est creuse et renferme beaucoup d'air, ce qui lui permet de déplacer un grand volume d'eau. La poussée d'Archimède équilibre alors son poids.

Ce principe explique également pourquoi les ballons à l'hélium montent dans l'air, pourquoi les sous-marins peuvent plonger ou remonter en remplissant ou en vidant leurs ballasts, et pourquoi il est plus facile de porter une personne dans une piscine que sur la terre ferme.

La poussée d'Archimède est utilisée en navigation, en plongée, dans l'aéronautique et dans de nombreux domaines de l'ingénierie.