II. Etres vivants différents, caractéristiques différentes

     Nous savons que l'Homme ne flotte pas naturellement puisque sa densité totale est supérieure à celle de l'eau. Rappelons que la densité de l'eau est de 1g/cm³. Chez l'Homme, la flottabilité dépend de la densité des os, des muscles et de la graisse. En effet, un homme de 77kg est composé de :

- 15% d'os de densité 1,8.

- 35% de muscles de densité 1,05.

- 13% de graisses de densité 0.95.

- 28% de masse viscérale.

- 7 à 8% de masse sanguine.

- 2 à 5% de peau et téguments*.  ( * Tissu ou ensemble de tissus recouvrant et enveloppant un organisme vivant.)

- environ 2% d'humeurs (liquides, sécrétions).

En effet, la morphologie influe sur la flottaison de l'Homme : elle dépend de la graisse, des os et des muscles... C'est la densité de ces matières qui indique leur qualité à flotter. La graisse flotte tandis que les os et les muscles s'enfoncent dans l'eau car la graisse a une densité plus faible que celle de l'eau.

On sait que la masse volumique se calcule en divisant la masse par le volume. Pour améliorer ses caractéristiques de flottaison, l'Homme gonfle ses poumons et les remplit d'air : son volume est modifié et non sa masse. On divise donc par un nombre plus grand, ce qui fait diminuer la masse volumique pour se rapprocher au maximum de celle de l'eau.

Comme énoncé précédemment, la graisse est un corps gras qui présente une densité plus faible que les os et les muscles. Les Hommes ayant donc un fort pourcentage de graisse dans leur corps ont donc plus de chance de flotter.

L'eau est également un facteur important : plus elle est salée, plus elle est dense et donc plus la poussée d'Archimède est importante.

Le point d'application de la force de gravité (ou centre de gravité) se situe en moyenne vers la cinquième vertèbre lombaire alors que celui de poussée d'Archimède se situerait plutôt vers la première vertèbre lombaire. Ceci entraîne une rotation du corps jusqu'à ce que l'on trouve un équilibre en position verticale. Dans cette position, les deux forces sont en effet alignées et le corps est alors stable.

Couple de redressement

L'équilibre aquatique correspond à l'état de repos d'un sujet soumis aux forces de pesanteur équilibrées par celles de la poussée d'Archimède

     Chez l'Homme, cet état d'équilibre est vertical et non horizontal : cela pose problème ; l'équilibre de nage nécessite l'horizontalité du corps. L'Homme fait instinctivement des mouvements dans l'eau pour pouvoir flotter : c'est l'équilibration active. Le déplacement et la vitesse du corps dans l'eau permettent une équilibration dans le milieu aquatique.

Lorsque nous nageons, nous faisons instinctivement des mouvements d'équilibration.

Mais pourquoi arrivons-nous à flotter lorsque nous faisons la planche ? Le corps bien allongé, la tête dans le même alignement, les bras écartés, nous répartissons notre poids sur la surface de l'eau, ce qui nous aide à flotter plus ou moins longtemps. Pour arriver à ce genre de prouesse, il faut être très à l'aise avec l'immersion et être très détendu.

Pour cela, nous avons effectué le calcul suivant:

P=ΥL   avec Υ: indice de tension superficielle en N/m (pour l'interface entre l'eau et l'air: Υ=7.2*10-2N/m) et L définissant la longueur de pied.

Prenons le cas d'un jeune homme de 50 kg. Calculons son poids: P=m*g=50*9,81=490 N

Entre les milieux air/eau on sait que la tension superficielle est de 7,2*10-2 N/m.

L=490/ (7,2*10-2)=6, 8* 10 3m soit une longueur de pied nécessaire de 6,8 km, ce qui est complètement irréalisable.

Les caractéristiques de flottaison chez l'Homme sont donc complètement différentes de celles du canard. En effet, notre corps ne nous permet pas de flotter mais des mécanismes nous permettent d'améliorer notre flottabilité. La physiologie du canard est donc indéniablement avantageuse en comparaison avec celle de l'Homme.