Pourquoi les ballons volent-ils ?

Vous connaissez la poussée d'Archimède : c'est elle qui fait qu'un objet coule ou flotte, dans l'eau. Eh bien elle existe aussi dans l'air ! C'est à dire qu'il s'exerce même sur nous une force qui nous pousse vers le haut et qui est dûe à la pression de l'air. Mais en fait, nous sommes beaucoup plus lourd que l'air : donc cette force, comparée à notre poids, est négligeable. Dans l'air, nous coulons, quoi. Ce n'est plus le cas avec l'eau, et c'est pour cela que nous y flottons : nous sommes plus légers que l'eau (encore que ça se discute, mais bon).

Par contre, on peut utiliser cette poussée d'Archimède dans l'air pour voler. Le tout est de devenir plus léger que l'air. Comment faire ? Si vous prenez un objet, il ne peut flotter dans l'air que s'il est plus léger (tout compris) que son volume rempli d'air. C'est ce qu'on appelle "plus léger que l'air". Evidemment, un homme est plus lourd que l'air. Mais un homme plus quelque chose de beaucoup plus léger que l'air, ca peut faire un objet au final un peu plus léger que l'air.

Mais qu'est-ce qui est plus léger que de l'air ? Deux réponses ont été proposées :

Tout d'abord, certains gazs sont plus légers que l'air, comme l'hydrogène (mais il peut exploser et brûler dans l'air), et l'hélium (nettement plus intéressant, car il ne brûle pas !). Prenons donc l'hélium : il a une densité plus faible que l'air. Si un jour vous avez l'occasion de respirer un peu d'hélium, vous pourrez vous en apercevoir : prenez une bouffée d'hélium, et essayez de parler, vous verrez que vous allez parler "comme un canard". Faites cependant très attention à bien vous oxygéner aussitôt après en prenant de grandes resppirations : en effet, vous aurez l'impression d'avoir respiré, mais dans l'hélium, il n'y a pas d'oxygène. Vous pouvez vous asphyxier ainsi. Si vous parlez comme un canard, c'est bien parce que l'hélium n'a pas la même densité que l'air. Les cordes vocales ne vibrent plus de la même manière dans l'hélium. Certains plongeurs respirent un mélange d'oxygène et d'hélium pour les très grandes profondeurs, dans certains sous-marins. Ils profitent à plein de cet effet ! Bref, on peut gonfler un ballon avec de l'hélium : si on en met assez, l'ensemble sera assez léger pour que la poussée d'Archimède le soulève. C'est comme ça qu'on obtient les ballons qui volent, à la foire ou des les fêtes...

Une deuxième solution est d'utiliser de l'air chaud. En effet, l'air chaud est plus léger que l'air froid. Donc si on remplit un ballon d'air chaud, on obtient le même effet que s'il était rempli d'hélium ! C'est le principe de la montgolfière, bien sûr. Si on chauffe, on monte, si on arrête, l'air se refroidit ou s'échappe, et on redescend. Cela permet de manoeuvrer facilement.