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Comment garder gonflé longtemps un ballon rempli d'hélium ?


lundi 09 novembre 2020

Comment garder gonflé longtemps un ballon rempli d'hélium ?

 

Pourquoi les ballons gonflés à l’hélium flottent-ils ?

 

Les ballons à l'hélium ont quelque chose d'incroyable ! Si vous en achetez un dans un cirque ou à la foire, vous pouvez tenir sa ficelle et il vous suivra au-dessus de vous. Si vous lâchez la ficelle, il s'envolera jusqu'à ce que vous ne puissiez plus le voir.

Si vous vous êtes déjà demandé pourquoi il s'envole, alors lisez l'article qui suit !

 

Nous sommes familiers avec l'idée de quelque chose qui flotte dans l'eau. Nous voyons cela se produire tous les jours. Nous-mêmes, nous flottons dans l'eau, donc nous avons une expérience directe de la flottaison. La raison pour laquelle les choses flottent dans l'eau s'applique également à l'air, alors commençons par comprendre la flottaison de l'eau.

 

La "Poussée d'Archimède" et la loi de la flottabilité

 

Supposons que vous preniez une bouteille de soda d'un litre en plastique, que vous vidiez la boisson gazeuse qu'elle contient, que vous remettiez le bouchon dessus (pour avoir une bouteille scellée et pleine d'air), que vous attachiez une ficelle autour comme un ballon et que vous plongiez au fond d'une piscine avec. Comme la bouteille est pleine d'air, vous pouvez imaginer qu'elle aura une forte envie de remonter à la surface. Vous pouvez vous asseoir au fond de la piscine en la tenant avec une ficelle, et elle agira comme le fait un ballon à hélium dans l'air. Si vous lâchez la ficelle, la bouteille va rapidement remonter à la surface de l'eau.

 

La raison pour laquelle ce "ballon" de bouteille de soda veut remonter à la surface est que l'eau est un fluide et que la bouteille d'un litre déplace un litre de ce fluide. La bouteille et l'air qu'elle contient pèsent peut-être au maximum une trentaine de grammes (un litre d'air pèse environ un gramme, et la bouteille pèse le reste). Le litre d'eau déplacé pèse cependant environ 1 000 grammes soit 1 kilogramme. Comme le poids de la bouteille et de son air est inférieur à celui de l'eau qu'elle déplace, la bouteille flotte. C'est la loi de la flottabilité soumise à la "Poussée d'Archimède". 

Comment cela fonctionne sur un ballon à l'hélium ?

 

Les ballons à l'hélium fonctionnent selon cette même loi de la flottabilité. Dans ce cas, le ballon à hélium que vous tenez par une ficelle flotte dans une "piscine" d'air. Le ballon d'hélium déplace une quantité d'air (tout comme la bouteille vide déplace une quantité d'eau). Tant que l'hélium et le ballon sont plus légers que l'air qu'ils déplacent, le ballon flottera dans l'air.

 

Il s'avère que l'hélium est beaucoup plus léger que l'air. La différence n'est pas aussi grande qu'entre l'eau et l'air (un litre d'eau pèse environ 1 000 grammes, alors qu'un litre d'air pèse environ 1 gramme), mais elle est significative. L'hélium pèse 0,1785 grammes par litre. L'azote pèse 1,2506 grammes par litre, et comme l'azote constitue environ 80 % de l'air que nous respirons, 1,25 gramme est une bonne approximation du poids d'un litre d'air.

 

Par conséquent, si vous remplissez une bouteille de soda d'un litre avec de l'hélium, la bouteille pèsera environ 1 gramme de moins que la même bouteille remplie d'air. Cela ne semble pas beaucoup, la bouteille elle-même pèse plus d'un gramme, donc elle ne flotte pas. Cependant, dans les grands volumes, la différence de 1 gramme par litre entre l'air et l'hélium peut vraiment s'additionner. Cela explique pourquoi les dirigeables et les ballons sont généralement assez grands, car ils doivent déplacer beaucoup d'air pour flotter.

 

Comment faire durer son ballon à l’hélium ?

 

L’hélium est un gaz naturel, qui est sept fois plus léger que l'air, ce qui donne la capacité à nos ballons de volés. L'hélium est composé d’atomes d’hélium, sensibles aux variations de température. Ses atomes se dilatent sous l’effet de la chaleur et se contractent sous l’effet du froid.

Pour optimiser la durée de vie de votre ballon gonflé à l’hélium il faut donc 

  • Evitez donc de mettre votre ballon trop prêt d'une lampe ou tout autres zones de chaleur qui pourraient faire retomber l'hélium ou même le faire éclater.
  • Eloignez votre ballon des zones froides comme la climatisation ou une pièce froide comme le garage.

De cette façon, le temps de flottaison de votre ballon gonflé à l’hélium pourra excéder plusieurs semaines dans des conditions optimales !

Astuce !

Si votre ballon se dégonfle, mettez-le dans un endroit chaud afin que l’hélium se dilate et qu’il reprenne sa forme !

 

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