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 masse volumique des fluides

La masse volumique d'un fluide est la masse contenue dans un volume donné. Elle permet de savoir si un liquide ou un gaz est plus ou moins dense qu'un autre. La masse volumique est une propriété importante pour comprendre pourquoi certains objets flottent, coulent ou montent dans l'air.

La masse volumique se note généralement ρ (lettre grecque rhô) et s'exprime en kilogrammes par mètre cube (kg/m³).

• Plus la masse volumique est élevée, plus une même quantité de fluide est lourde.
• L'eau possède une masse volumique d'environ 1 000 kg/m³.
• L'air possède une masse volumique d'environ 1,2 kg/m³ au niveau de la mer : il est donc beaucoup moins dense que l'eau.
• L'huile, moins dense que l'eau, flotte à sa surface, tandis que le mercure, beaucoup plus dense, est bien plus lourd pour un même volume.

La masse volumique se calcule grâce à la formule : ρ = m ÷ V où m est la masse (en kilogrammes) et V le volume (en mètres cubes).

Exemple : un récipient contient 2 kg d'eau. Comme la masse volumique de l'eau est de 1 000 kg/m³, son volume est de 0,002 m³, soit 2 litres.

La masse volumique varie avec la température. En général, un liquide chauffé se dilate légèrement et sa masse volumique diminue. Pour les gaz, cette variation est encore plus importante : l'air chaud est moins dense que l'air froid, ce qui explique le fonctionnement des montgolfières.

La masse volumique est utilisée dans de nombreux domaines : la navigation, la météorologie, l'océanographie, la plongée, l'industrie chimique ou encore le transport des fluides. Elle permet notamment de prévoir le comportement des objets dans les liquides et les gaz.