Dernière mise à jour : 2026-05-18

Masse volumique, masse et volume

La masse volumique (ou densité) est la masse d'une substance par unité de volume : ρ = m ÷ V. C'est une propriété intensive — elle ne dépend pas de la taille de l'échantillon. Un petit éclat et un grand bloc du même granite ont exactement la même masse volumique ; seules leur masse et leur volume diffèrent.

L'unité SI est le kg/m³. Pour les matériaux du quotidien, le g/cm³ est plus commode — la masse volumique de l'eau, 1 000 kg/m³, devient la valeur de référence mémorable de 1 g/cm³.

La calculatrice ci-dessus résout la relation dans les trois sens : densité à partir de la masse et du volume, masse à partir de la densité et du volume, ou volume à partir de la masse et de la densité.

Formule

$$\rho = \frac{m}{V}$$

Symbole	Signification	Unité SI
ρ (rhô)	Densité	kg/m³
m	Masse	kg
V	Volume	m³

En réarrangeant l'équation :

• Masse à partir de la densité et du volume : m = ρ × V
• Volume à partir de la densité et de la masse : V = m ÷ ρ

Exemple de calcul

Densités de matériaux courants

Matériau	Densité (kg/m³)	Densité (g/cm³)
Air (20 °C)	1,2	0,0012
Eau (4 °C)	1 000	1,000
Eau de mer	~1 025	~1,025
Glace	917	0,917
Aluminium	2 700	2,70
Fer	7 874	7,874
Cuivre	8 960	8,96
Plomb	11 340	11,34
Or	19 300	19,30
Osmium (élément le plus dense)	22 590	22,59

Flottabilité et principe d'Archimède

Le principe d'Archimède stipule qu'un objet immergé subit une poussée verticale vers le haut égale au poids du fluide déplacé. Un objet flotte si sa densité moyenne est inférieure à celle du fluide.

• Un navire en acier flotte : La coque creuse abaisse la densité moyenne du navire (masse de l'acier + air emprisonné + cargaison, divisée par le volume total déplacé) en dessous de 1 000 kg/m³. Écrasez la coque et l'acier dense coule immédiatement.
• La glace flotte sur l'eau : À 917 kg/m³, la glace est environ 8 % moins dense que l'eau liquide. C'est pourquoi environ 90 % du volume d'un iceberg est submergé.
• Les ballons à air chaud s'élèvent : Chauffer l'air réduit sa densité. Lorsque l'air à l'intérieur de l'enveloppe devient plus léger que l'air extérieur froid, la poussée d'Archimède soulève le ballon.

Conversions d'unités

Les deux unités de densité les plus courantes sont liées par un facteur de 1 000 :

$$1\ \text{g/cm}^3 = 1\,000\ \text{kg/m}^3$$

Cela résulte directement des définitions : 1 g = 0,001 kg et 1 cm³ = 0,000 001 m³, donc 1 g/cm³ = 0,001 ÷ 0,000 001 kg/m³ = 1 000 kg/m³.

Le g/mL et le g/cm³ sont identiques, car 1 mL = 1 cm³ par définition.

Questions fréquentes (FAQ)

Quelle est la formule de la densité ?

La densité est égale à la masse divisée par le volume : ρ = m ÷ V. Dans le système SI, la masse est en kilogrammes (kg), le volume en mètres cubes (m³) et la densité en kg/m³. Pour un usage courant, l'unité g/cm³ est plus pratique — l'eau a une densité de 1 g/cm³ à 4 °C.

Comment trouver le volume à partir de la densité et de la masse ?

Il suffit de réarranger la formule : V = m ÷ ρ. Par exemple, 500 g d'un matériau de densité 2,5 g/cm³ occupent un volume de 500 ÷ 2,5 = 200 cm³. Utilisez le mode « Trouver le volume » de la calculatrice pour effectuer ce calcul automatiquement.

Quelle est la densité de l'eau ?

L'eau pure a une densité de 1 000 kg/m³ (soit 1 g/cm³ ou 1 g/mL) à 4 °C, sa température de densité maximale. À 20 °C (température ambiante), elle est d'environ 998 kg/m³. L'eau de mer est plus dense, avec environ 1 025 kg/m³. Pour référence : air ≈ 1,2 kg/m³, glace ≈ 917 kg/m³, aluminium ≈ 2 700 kg/m³, fer ≈ 7 874 kg/m³, plomb ≈ 11 340 kg/m³.

Pourquoi certains objets flottent-ils et d'autres coulent-ils ?

Un objet flotte lorsque sa densité moyenne est inférieure à celle du fluide dans lequel il est immergé — c'est le principe d'Archimède. Un navire en acier flotte parce que sa coque creuse abaisse sa densité moyenne (acier + air + cargaison ÷ volume déplacé) en dessous de 1 000 kg/m³.

La glace flotte sur l'eau car elle est environ 8 % moins dense (917 kg/m³). Les ballons à air chaud s'élèvent parce que l'air chauffé est moins dense que l'air ambiant froid.