Un fluide est une matière qui peut s'écouler et prendre la forme du récipient qui la contient. Les deux principaux types de fluides sont les liquides et les gaz. Contrairement aux solides, ils ne conservent pas une forme fixe.

Les fluides sont présents partout : l'eau des rivières, l'air que nous respirons, le sang qui circule dans notre corps ou encore le pétrole transporté dans des canalisations.

• Un liquide possède un volume propre mais prend la forme de son récipient.
• Un gaz ne possède ni forme ni volume propres et occupe tout l'espace disponible.
• Les fluides peuvent être mis en mouvement : on parle alors d'écoulement.

Les fluides exercent une pression sur les surfaces qu'ils touchent. Plus on descend sous l'eau, plus la pression augmente, car le poids de l'eau située au-dessus devient plus important.

Lorsqu'un objet est plongé dans un liquide, il subit une force dirigée vers le haut appelée poussée d'Archimède. Cette force explique pourquoi certains objets flottent tandis que d'autres coulent.

Les gaz exercent eux aussi une pression. La pression atmosphérique correspond au poids de l'air qui entoure la Terre. Bien que nous ne la ressentions pas directement, elle agit en permanence sur tous les objets et sur notre corps.

L'étude des fluides permet de comprendre de nombreux phénomènes : le fonctionnement des canalisations, des barrages, des avions, des bateaux, des pompes, des seringues ou encore de la circulation sanguine.

Les vases communicants et les siphons

Les vases communicants sont plusieurs récipients reliés entre eux par leur partie inférieure. Lorsqu'ils contiennent le même liquide et sont soumis à la même pression, le liquide se répartit naturellement jusqu'à atteindre le même niveau dans tous les récipients, quelle que soit leur forme.

Ce phénomène est dû à la pression exercée par le liquide. Si le niveau est plus élevé dans un récipient, la pression y est plus forte. Le liquide s'écoule alors vers les autres récipients jusqu'à ce que les pressions s'équilibrent.

• Dans des vases communicants contenant le même liquide, les niveaux se placent toujours à la même hauteur.
• La forme ou la largeur des récipients n'a pas d'influence sur le niveau final.
• Si les liquides sont différents (par exemple de l'eau et de l'huile), les niveaux ne seront pas identiques car leurs masses volumiques sont différentes.
• Ce principe est utilisé dans les châteaux d'eau, les réservoirs, les niveaux à eau et de nombreuses installations hydrauliques.

Un siphon est un tube permettant de transférer un liquide d'un récipient vers un autre situé plus bas, sans utiliser de pompe. Une fois le tube entièrement rempli de liquide, la gravité entraîne l'écoulement tant que la sortie reste plus basse que le niveau du liquide dans le premier récipient.

Exemple : pour vider un aquarium, on peut utiliser un tuyau rempli d'eau. Dès que l'une des extrémités est placée plus bas que le fond de l'aquarium, l'eau s'écoule toute seule jusqu'à ce que le niveau atteigne l'entrée du tuyau.

Les vases communicants et les siphons sont utilisés dans les réseaux d'eau potable, les systèmes d'irrigation, les éviers, les toilettes, les aquariums, certaines machines industrielles et de nombreux dispositifs hydrauliques.