Ch08 – Force d'Archimède | 1ère ICCER | ⏱ 30 min
Dernière mise à jour : 29 mai 2026
Un gilet « 100N » a-t-il une force de 100 newtons quand tu le portes ?
Oui : c'est la poussée d'Archimède du gilet immergé (mousse + tissu). 100 N de poussée vers le haut = ≈ 10 kg de force, ce qui suffit largement à maintenir une personne en surface (tête hors de l'eau si pas inconscient).
Yann, moniteur voile à l'École nationale de voile (ENV) de Quiberon, équipe ses 12 stagiaires pour une sortie catamaran. Il doit choisir entre gilet « 50N » (régate), « 100N » (loisirs) ou « 150N » (hauturier).
| Classe | Poussée | Usage | Auto-redress. |
|---|---|---|---|
| EN 13138 | 30 N (aide) | Piscine, baignade | NON |
| 50 N | 50 N | Voile sportive, kayak | NON |
| 100 N | 100 N | Loisirs côtiers | NON |
| 150 N | 150 N | Plaisance hauturière | OUI (vêtements légers) |
| 275 N | 275 N | Professionnel, vêtements lourds | OUI (vêtements ciré) |
Pour un gilet 100 N, calculer le volume de mousse nécessaire si on ignorait son poids propre (approximation 1ère).
Π = ρ_eau × V × g = 100 N → V = 100 / (1025 × 10) = 9,76 × 10⁻³ m³ ≈ 9,8 L.
Soit ≈ 10 L de mousse. Cela représente une couche d'environ 2-3 cm sur la poitrine et le dos.
Quelle est la poussée nette du gilet, en tenant compte du poids propre de la mousse (V = 9,8 L, ρ_mousse = 40 kg/m³) ?
Masse mousse = 40 × 0,0098 = 0,39 kg → P_mousse = 3,9 N.
Π = 100 N, P_mousse = 3,9 N → poussée nette = 100 − 3,9 = 96 N.
La masse propre de la mousse réduit légèrement la poussée. Pour atteindre vraiment 100 N nets, on calibre un V légèrement plus grand. Norme : la valeur affichée est la poussée nette.
Une personne de 70 kg a un volume de ≈ 70 L (densité corps ≈ 1, légèrement supérieure à 1). Calculer la poussée d'Archimède sur le corps seul, immergé totalement.
Π_corps = ρ_eau × V_corps × g = 1025 × 0,070 × 10 = 717 N.
Poids du corps : 700 N. Π > P → le corps flotte légèrement. Net : 17 N de portance. Très peu : juste de quoi maintenir un peu la tête.
Avec un gilet 100 N + corps : poussée totale ? Personne à l'aise en surface ?
Π_totale = 717 + 100 = 817 N. Poids = 700 N. Net = +117 N vers le haut = équivalent 12 kg de force ascensionnelle.
La personne flotte largement, tête + épaules hors de l'eau. Le gilet 100 N est adapté pour navigation côtière.
Personne avec ciré marin lourd (5 kg) en hauturier. Quelle classe de gilet ?
Le ciré imbibé d'eau coule (ρ > 1000). Poids supplémentaire : 50 N. Plus l'eau qui adhère au tissu : ≈ + 50 N de plus → besoin de portance supplémentaire ≈ 100 N.
Norme : 275 N obligatoire pour navigation hauturière en équipement lourd. 150 N en plaisance moyenne.
Pour le catamaran de Yann (mer côtière, eau 18 °C, stagiaires en short + lycra), quel gilet ?
Mer côtière + activité sportive → 50 N suffit selon la norme. MAIS pour 12 stagiaires débutants susceptibles d'être paniqués : 100 N recommandé (gilet plus rassurant, marge confort).
Yann choisit 100 N. Compromis confort de mouvement / sécurité.
Un VFI (Vêtement Flottabilité Intégrée) à gonflage automatique CO₂ délivre 165 N en 5 s. Avantage par rapport au 100 N mousse ?
Avantages : (1) Plus puissant (165 N) sans encombrement permanent (compact dégonflé), (2) auto-redressement, (3) plus confortable car peu volumineux.
Inconvénients : (1) Mécanisme à entretenir (cartouche CO₂, percuteur, vérif annuelle), (2) ne fonctionne pas immergé inconscient si percuteur défaillant, (3) plus cher (~ 150 € vs 30 € mousse).
Recommandé : voile hauturière professionnelle, sortie en mer adultes responsables. Pour stagiaires loisirs : mousse classique.
Note de Yann à l'équipe stage (4 lignes).
Choix gilets — Stage catamaran (Yann, ENV Quiberon)
• Tous en 100 N mousse (côtier, débutants). Avec corps 700 N + gilet : 117 N de portance nette.
• Vérifier serrage harnais (gilet ne doit pas remonter par-dessus la tête en l'eau).
• Refuser un gilet déchiré ou dont la mousse a perdu sa raideur (≥ 5 ans = à changer).
• Briefing flottabilité 5 min avant départ : se mettre sur le dos = position d'attente.
En moyenne, les hommes flottent moins bien que les femmes. Pourquoi ?
Composition corporelle : les hommes ont en moyenne 15-20 % de graisse (ρ ≈ 920 kg/m³), les femmes 25-30 %. La graisse flotte ; le muscle (1060) et l'os (1300) coulent. Conclusion : à corpulence équivalente, ρ_moyen_homme > ρ_moyen_femme → flotte moins bien.
De plus, les poumons (≈ 4-6 L d'air) donnent une grosse part de la flottabilité globale. Inspirer = flotter, expirer = couler. C'est pourquoi les nageurs apnéistes expirent en plongeant.
📚 §V (Applications) de la leçon Ch08.