Ballasts d'un sous-marin

De Wikidebrouillard.

Version du 22 avril 2008 à 21:17

Article incomplet en cours de rédaction

Sommaire

1 Présentation de l'expérience
2 Matériel
3 L'expérience
4 Explications
5 Liens avec d'autres expériences
- 5.1 Expériences sur le Wikidébrouillard
- 5.2 Autres expériences
6 Applications : liens avec le quotidien
7 Catégories

Présentation de l'expérience

Déjà présent dans les aventures de Jules Verne avec son fameux Nautilus, le sous-marin est un formidable navire qui permet aux hommes de se déplacer sous les différents océans du monde. Il est utilisé à des fins souvent militaires mais également pour explorer les fonds marins. Un sous-marin peut descendre à plusieurs centaines de mètres sous l'eau et même jusqu'à des milliers de mètres pour les petits sous-marins de recherche !
Mais comment un sous-marin fait-il pour descendre et remonter aussi facilement ? Ainsi, pour couler, il faut qu'il devienne subitement lourd. Pour remonter à la surface de l'eau, il faut donc que le sous-marin devienne rapidement plus léger... Comment cela est-il possible ?
Les ballasts sont une des explications à ces questions ...

Matériel

Une grande bouteille de 1,5 L avec son bouchon ,
Du scotche,
Un cutter,
Deux tuyaux souples de 30 cm chacun de type "perfusion" et du diamètre d'une paille environ,
Une pompe à vélo,
Un grand bac rempli d'eau (ou une baignoire),

L'expérience

En vidéo

La manipulation

Que voit-on ?

Lorsque la vanne est en position ouverte, la bouteille se remplit peu à peu d'eau et coule progressivement jusqu'à toucher le fond.
Lorsqu'on ferme la vanne de remplissage et que l'on utilise la pompe, on constate que la bouteille remonte en surface jusqu'à sa position d'origine.

Explications

De manière simple

Le sous-marin est conçu de telle façon que lorsqu’il est en surface il suffit de l’alourdir un peu pour le faire plonger.

Pour cela, il possède des ballasts qui sont de grands réservoirs situés dans sa coque.

Les ballasts sont pleins d’air lorsque le sous-marin est en surface. Le litre d’air pèse un peu plus d’1 gramme.

Pour faire plonger le sous-marin on ouvre les vannes des ballasts (c’est comme des bouchons qu’on dévisse) et ils se remplissent d’eau de mer. Le litre d’eau de mer pèse un peu plus de 1 000 grammes.

Pour faire remonter le sous-marin, on retire l’eau des ballasts en y introduisant de l’air comprimé à très forte pression.

Fichier:Schéma sous-marin.jpg

Sur le shéma ci-dessus, on constate :

Lorsque les ballasts sont vides, alors le sous-marin est en position haute (il monte) c'est à dire au niveau de la ligne verte.
Lorsque les ballasts sont pleins, alors le sous-marin est en position basse (il descend) c'est à dire au niveau de la ligne rouge.

Questions sans réponses

Allons plus loin dans l'explication

Développons les concepts scientifiques associés :

Qu'est ce qu'un sous-marin ? : Sous-marin[Wikipédia]
Qu'est ce que le ballastage des navires ? : Ballastage[Wikipédia]
Qu'est ce que la poussée d'Archimède ? : Poussée d'Archimède[Wikipédia]