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2 - Physique 2.5 - Pression dans l’eau ou pression hydrostatique

bruno mathieu      mercredi 5 décembre 2018

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2.5 - Pression dans l’eau ou pression hydrostatique
Du grec hûdor : eau et statikos : qui concerne l’équilibre. a une profondeur donnée, elle est égale au poids de la colonne d’eau, au-dessus, dont la hauteur est égale à la distance de cette profondeur à l’interface air/eau. Chaque litre d’eau douce possède une masse de 1 kg à 4 °C et exerce une pression. Donc, par exemple, on calcule 

Nous ne démontrons pas ici que la pression, malgré cette assimilation au poids d’une colonne de fluide, s’exerce dans toutes les directions de façon égale.


Unité de pression Il est intéressant de pouvoir exprimer la pression en unité de profondeur. Un seul instrument de mesure sert à lire à la fois la profondeur et la pression : c’est le bathymètre (ou profondimètre). Il mesure en fait la pression de l’eau à une profondeur donnée. Pour l’eau de mer La densité de l’eau de mer (1,025) est supérieure à celle de l’eau douce (1). La masse volumique de l’eau de mer est de 1,025 g cm-3 (1,025 kg L-1). Une colonne d’eau de mer de 10 m de hauteur, dont la base est de 1 cm2, a une masse de 1,025 kg. Le poids P de cette colonne de 10 m se calcule de la façon suivante : P  =  m g  =  1,025 × 9,81  =  10,05 N Ce poids P s’applique sur une surface de 1 cm2 = 10- 4 m2, par conséquent la pression hydrostatique P10 m à 10 m de profondeur est égale à :
 
10 10,05 10,05.10 1,0051P S P S m N Pa barb ar mg 10 42 4 m . == == =

En pratique, la pression hydrostatique de 10 m d’eau de mer est de 1 bar. L’unité de pression est le MEM (mètre d’eau de mer). L’eau étant quasiment incompressible, sa densité est la même en surface qu’en profondeur. Une règle simple en découle ; sous l’interface air/eau, à chaque tranche d’eau de 10 m descendue par le plongeur, correspond une augmen tation de la pression de 1 bar. A 20 m, la pression hydrostatique est de 2 bars, à 30 m, elle est de 3 bars, etc. Pour l’eau douce La masse volumique de l’eau douce est 1 g cm-3, soit 1 kg L-1. Une colonne d’eau douce de 10 m de hauteur et de 1 cm2 de section a une masse de 1 kg. Le poids P de cette colonne d’eau douce se détermine très simplement : P  =  m g  =  1 × 9,81  ≈  9,8 N A 10 m de profondeur, la pression hydrostatique P10 m est celle exercée par le poids P appuyant sur une surface de 1 cm2 :
 
10 .109, 8 0,98 0,98P S P S mg m N Pa bar10 42 5 m == == = La pression hydrostatique de 10 m d’eau douce correspond à 0,98 bar. 10,20 m d’eau douce sont nécessaires pour atteindre une pression de 1 bar.
 

 

source de : L’adaptation de l’organisme et ses limites (introduction) de Philip FOSTER

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