Dernière mise à jour : 2026-07-13

Définition

Une presse hydraulique est une machine qui multiplie la force à travers un liquide confiné. Deux pistons de tailles différentes ferment un volume clos d’huile ou d’eau : un petit piston d’entrée et un grand piston de sortie. Une force exercée sur le petit piston élève la pression du fluide, et cette pression s’applique sur toute l’aire du grand piston, produisant une force bien plus grande. Le rapport des deux forces est l’avantage mécanique de la presse.

Le principe de Pascal

La presse fonctionne grâce au principe de Pascal : une variation de pression appliquée à un fluide incompressible et confiné se transmet sans atténuation en tout point du fluide et aux parois qui le retiennent. La pression sous le petit piston est donc égale à la pression sous le grand piston :

Ici $F_1$ et $A_1$ sont la force et l’aire au piston d’entrée, et $F_2$ et $A_2$ la force et l’aire au piston de sortie.

La formule

En réarrangeant la condition d’égalité des pressions, la force de sortie est la force d’entrée multipliée par le rapport des aires des pistons :

Les pistons sont généralement circulaires, donc chaque aire vaut $A = \pi d^2 / 4$. La constante $\pi/4$ se simplifie dans le rapport, si bien que le rapport des aires est égal au carré du rapport des diamètres :

La pression du système se déduit de l’un ou l’autre piston. Avec le côté entrée et l’aire circulaire $A_1 = \pi d_1^2 / 4$ :

Comme la force croît avec le diamètre au carré, doubler le diamètre de sortie quadruple la force de sortie.

Exemple résolu

Une presse d’établi possède un piston d’entrée de 2 cm et un piston de sortie de 10 cm. Une pompe à main applique 100 N sur le petit piston.

Rapport des diamètres : 10 ÷ 2 = 5

Avantage mécanique : 5² = 25

Force de sortie : 100 × 25 = 2500 N, soit environ le poids d’une petite voiture posée sur le grand piston.

Pression du système : l’aire d’entrée vaut $A_1 = \pi (0{,}02)^2 / 4 = 3{,}14 \times 10^{-4}\ \text{m}^2$, donc $P = 100 / (3{,}14 \times 10^{-4}) \approx 318\ \text{kPa}$ (environ 3,1 atmosphères). Ces mêmes 318 kPa s’exercent sur le grand piston, dont l’aire est 25 fois plus grande, donnant les 2500 N de sortie.

La force est multipliée, pas le travail

Une presse hydraulique ne crée pas d’énergie. Le fluide qui quitte l’espace sous le petit piston doit réapparaître sous le grand, et le grand piston a une aire 25 fois plus grande : il se déplace donc 25 fois moins loin. Abaissez le petit piston de 25 cm et le grand ne monte que de 1 cm. En multipliant force par distance de chaque côté, le travail est identique :

C’est le même marché que celui d’un levier, d’une vis ou d’un palan : une grande force sur une courte distance en échange d’une petite force sur une longue distance. Le frottement et les fuites de fluide font que la sortie réelle reste toujours un peu en deçà de la valeur idéale.

Où les presses hydrauliques sont utilisées

Hypothèses et limites

Les formules supposent un fluide incompressible sans fuite, des parois de cylindre rigides et des pistons sans frottement. Elles négligent aussi toute différence de hauteur entre les deux pistons : une colonne de fluide élevée ajoute sa propre pression hydrostatique ($\rho g h$), en général faible devant la pression de travail, mais notable en travail de précision. Les presses réelles atteignent une limite du limiteur de pression — une pression maximale que la pompe et les joints peuvent tenir —, de sorte que la force de sortie ne peut pas croître sans limite. Considérez la valeur calculée comme le plafond idéal et attendez-vous à une perte modérée en pratique.

Remarques

Les deux diamètres doivent être saisis dans la même unité, car seule leur rapport intervient dans la force et l’avantage mécanique, et ce rapport est sans dimension. La force de sortie est exprimée dans la même unité que la force d’entrée. Les deux diamètres doivent être supérieurs à zéro pour que les aires — et donc la pression — soient définies.