Questions aux experts
Matière et matériaux
Le fonctionnement d'une cloche à vide ou d'une ventouse
Pourquoi ne peut-on pas séparer les deux parties d'une cloche à vide lorsqu'on a fait le vide d'air?
Mon 15/12/03 - 13:00
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L'atmosphère qui nous entoure exerce une pression, c-à-d exerce une force par unité de surface, d'environ 1 kg/cm2. Notre corps ne perçoit pas cette pression car il est "conçu" pour ne rien sentir : la pression à l'intérieur est la même que la pression à l'extérieur : les 2 pressions se compensent. Même chose pour une feuille de papier : les pressions de chaque coté de la feuille se compensent, ce qui fait qu'au final, la feuille ne subit aucune force de la part de l'atmosphère.
Si vous prenez une cloche à vide, sans vider, vous avez la même chose : les pressions interne et externe s'annulent. Par contre, lorsque vous faites le vide à l'intérieur, l'équilibre est rompu : la pression de l'exterieur est toujours là, mais elle n'est plus compensée car la pression intérieure est (quasi) nulle.
Supposons que la surface de votre cloche soit de 500 cm2, ce qui est parfaitement raisonnable. La force extérieure, exercée par l'air, est donc de 500 kg, soit une demi tonne ! Il faudrait tirer très fort pour provoquer la séparation !
Par contre, s'il y a une petite fuite, l'air entre à l'intérieur très vite, et l'effet est perdu. On observe exactement le même effet avec une ventouse, où la force exercée initialement (manuellement), expulse l'air entre le caoutchouc et la surface plane. L'élasticité du caoutchouc fait en sorte que la la forme de la ventouse revienne, en laissant une cavite (presque) vide. Donc la pression de l'air à l'extérieur fait "coller" la ventouse sur la surface plane. Dès qu'il y a une petite fuite, en soulevant le bord, "l'adhésion" est perdue. Ceci explique également pourquoi une ventouse ne "colle" pas sur une surface rugueuse : on ne peut pas assurer l'étanchéité.