Le ludion

 - ou comment faire un sous-marin dans une bouteille

À partir de 7 ans / Durée : 15 min de fabrication, des heures de jeu !

Pendant cette période exceptionnelle, la bibliothèque vous propose des activités amusantes, surprenantes et intelligentes à réaliser entre enfants et adultes.

Un sous-marin, ça plonge au fond de l'océan et ça remonte, tout le monde le sait. Pas besoin de moteur pour ça, un peu de poussée d'Archimède et d'ingéniosité et le tour est joué.

IL VOUS FAUT

  • une bouteille en plastique (d'au moins 1litre)
  • du ruban adhésif
  • un tube creux en plastique : une paille ou le tube d'un stylo bille (sans sa réserve d'encre)
  • quelques trombones
  • de l'eau

COMMENT FAIRE ?

Fabrication

  1. Boucher une extrémité du tube pour qu'elle soit étanche à l'eau et à l'air
  2. Fixer le lest à l'autre extrémité du tube (des trombones par exemple)
  3. Placer la bouteille dans un évier
  4. La remplir à ras bord
  5. Plonger le ludion dans la bouteille : lest en bas, bouchon en haut. De l'eau sort par le bouchon (heureusement que la bouteille est dans l'évier !)
  6. Le ludion doit légèrement flotter à la surface : si il remonte trop il faut alourdir le lest, si il plonge trop il faut alléger le lest
  7. Boucher la bouteille : c'est prêt !

Utilisation

Presser doucement les parois de la bouteille, puis de plus en plus fort. Quand la bouteille est pressée, le ludion plonge au fond, quand on relâche la pression sur la bouteille, le ludion remonte !

QUE SE PASSE-T-IL ?

Si le ludion flotte au départ, c'est parce que son tube est rempli d'air quand on le plonge dans la bouteille. L'air occupe tout le volume et l'eau ne peut pas y pénétrer. Le ludion occupe donc un grand volume par rapport à son poids et la poussée d'Archimède fait qu'il flotte.

Maintenant, que se passe-t-il quand on presse la bouteille ? Contrairement aux liquides, on peut comprimer les gaz (et l'air est un mélange de gaz). En appuyant sur la bouteille, la pression à l'intérieur augmente, l'eau pousse sur l'air à l'intérieur du tube et le comprime. L'air occupe alors moins de place (moins de volume) et le tube se remplit d'eau. Le ludion s'alourdit, la poussée d'Archimède n'est plus suffisante et il plonge.

Dès que l'on relâche la pression, l'air se détend, occupe son volume initial et le ludion remonte.

Il se passe la même chose dans un sous-marin. Ces engins sont équipés de réservoirs spéciaux appelés ballasts. Quand ils sont pleins d'air, la poussée d'Archimède est suffisante pour faire flotter le sous-marin. Pour plonger, les ballasts sont remplis d'eau : le sous-marin s'alourdit et il plonge. Pour remonter, de l'air comprimé est injecté dans les ballasts pour en chasser l'eau.

EN SAVOIR PLUS

Quelques liens pour aller plus loin

Et quand la bibliothèque ouvrira à nouveau ses portes

L'odyssée des sous-marins
Neil Mallard, Ed. Gallimard (coll. Les yeux de la découverte), 200'.
Cette collection encyclopédique permet de découvrir l'odyssée des sous-marins, des premiers prototypes aux submersibles nucléaires d'aujourd'hui. L'histoire de l'invention du sous-marin, sa principale utilisation dans les marines de guerre et ses applications modernes et civiles y sont décrites. Avec des informations pratiques et synthétiques pour préparer un exposé ou cultiver sa passion.
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