Ça coule, ça flotte

Ca coule, ça flotte Avez-vous remarqué qu'on flotte plus facilement dans l'eau de certaines mers que dans l'eau des lacs Est-ce que l'eau de mer est différente de l'eau des rivières ? Trois cents ans avant notre ère, Archimède se pose les mêmes questions. Ce célèbre scientifique travaillait au service du roi de Syracuse. Il faisait des recherches sur la masse et le volume des matières. On raconte qu'un jour, Hiéron, roi de Syracuse commanda une couronne un bijoutier et lui donnant un bloc d'un kg d'or pur pour la fabriquer. Quand il reçut la couronne, celle-ci faisaient effectivement un kilo mais le roi avait l'impression qu'une partie de l’or donné avait été remplacé par de l'argent. Il fit venir Archimède pour lui demander de statuer sans abîmer la précieuse couronne. On dit que pour réfléchir à ce vaste problème, Archimède se rendit aux bains publics. Lorsqu'il plongea son corps dans une baignoire remplie à ras bord, il vit que dans l'eau se déversait hors de la baignoire. « Eureka j'ai trouvé » aurait-il crié en courant jusqu'à son laboratoire. Archimède a montré que la quantité d'eau qui déborde du bain dépend de la masse de ce qu’on y plonge. Il commence à dévoiler les mystères de l'eau. Il comprend que si la couronne plongée dans l'eau déplace moins d’eau qu’un kg d'or pur, cela signifie qu'elle n'est pas complètement en or. C'est l'architecte Vitruve qui nous a rapporté cette histoire. Quand il la raconte, il propose une autre manière de résoudre le problème de la couronne. Peser le kg d'or pur et la couronne d'un kilo dans de l'eau. Il voit alors que, dans l'eau, la balance est déséquilibrée. La couronne flotte plus que le kilo d'or. Elle est donc fabriquée dans un métal différent. Dans les premiers siècles de notre ère, le grec Synésios de Cyrène, un jeune mathématicien imagine un appareil qui pourrait mesurer ce que pèse un liquide quel que soit son volume. Il en parle à la grande mathématicienne et philosophe Hypatie d’Alexandrie. Ensemble, ils conçoivent l'hydromètre : plus le mesureur de l'hydromètre s'enfonce, moins le liquide mesuré pèse lourd. Il faut attendre plus de mille ans pour qu'un scientifique reprenne ses recherches. A la fin du XVIe siècle l'ingénieur italien Galilée s'y intéresse et invente la balance hydrostatique. Cette balance permet de comparer les masses d'un objet dans un liquide. On constate alors qu'un même objet flottera moins dans un litre d'huile que dans un litre d'eau. En effet, plus le liquide dans lequel on plonge l'objet est lourd, plus l'objet flotte et inversement. C'est cela qui fait qu'on flotte dans eau de mer très salée. A volume égal l’eau très salée est plus lourde que l'eau douce. A la révolution française, on uniformise toutes les mesures. On pose que 1 litre d'eau est égal à 1 kg et que la densité de l'eau et de 1. Cela revient à dire que 1.000 kg d'eau remplissent un mètre cube. On appelle ça la masse volumique. Et on précise que pour l'eau celle-ci doit être mesurée à 4 degrés Celsius. En effet, si l'eau est gelée ou si elle est chaude au point de s'évaporer, les résultats ne seront pas les mêmes. La densité est la différence de masse volumique entre deux matériaux. Comme on sait que celle de l'eau est de 1, on compare le plus souvent les masses volumiques à celle de l'eau. Au 19ème siècle, on découvre les propriétés physiques des gaz. Comme les liquides et comme les solides ils ont aussi une densité qui dépend de leur concentration. Quand on met beaucoup de gaz dans un tout petit volume, ça pèse plus lourd que quand on en met peu. Ce n'est que dans les années 1960 qu'on invente un appareil moderne pour mesurer la densité : le densimètre remplace ou l'hydromètre. Il est utilisé pour connaître la composition des liquides comme le vin ou des objets en plastique ou en métal.