Fiche de manipulation Professeur
Physique |
Dynamique des fluides. SL5 |
Expérience |
La poussée d'Archimède |
Matériel |
Réactifs |
- Une maquette
sous-marin - Une grande éprouvette graduée
|
-eau +
Fluorescéine |
Précautions |
Aucune |
Manipulation
: Voir vidéo.
|
|
Explication :
Les
ballasts d'un sous-marin sont des réservoirs, à
l'extérieur (ou à l'intérieur sur d'anciens
sous-marins) de la coque résistante (dite coque
épaisse), qui contiennent de l'air ou de l'eau.
Leur ouverture supérieure est fermée par des
trappes actionnables à distances appelées «
purges », leur ouverture inférieure n'a pas
d'obturateur.
En surface, les purges sont
fermées et les ballasts sont pleins d'air (comme
un verre vide retourné dans l'eau).
Pour plonger, le sous-marin ouvre
ses purges, les ballasts se remplissent
entièrement d'eau et diminuent ainsi sa
flottabilité; la poussée d'Archimède reste la
même mais le poids du sous-marin augmente, et le
sous-marin plonge. Une fois en plongée, les
ballasts étant pleins d'eau, les purges sont
refermées pour une raison de sécurité. Le
sous-marin équilibre son poids avec la poussée
d'Archimède à l'aide de caisses de réglage sous
pression, appelées régleurs, qu'il remplit plus
ou moins d'eau ou d'air comprimé. De même il
règle son assiette par l'intermédiaire de
caisses d'assiette, afin de la maintenir nulle.
On dit qu'il effectue sa pesée. Ainsi, un
sous-marin en plongée est, comme un aérostat
dans l'air, en position d'équilibre (quoique
instable) dans l'eau (principe du ludion); sa
flottabilité est nulle et il se déplace sur le
plan vertical en agissant sur ses barres de
plongée et sa propulsion.
Pour
faire surface, le sous-marin injecte de l'air
comprimé dans les ballast (les purges étant
fermées) pour les vider partiellement de leur
eau et retrouver une flottabilité positive. On
dit qu'il "chasse aux ballasts".
S'il
venait à devoir faire surface rapidement, le
sous-marin va alors vider complètement les
ballasts progressivement mais de plus en plus
vite. On dit qu'il "chasse partout".
Enfin, en cas de remontée d'urgence, le
sous-marin dispose de dispositifs permettant de
vider quasi-instantanément ses ballasts. On dit
qu'il "chasse partout - chasse rapide"
Wikipédia)
|