Masse volumique

La masse volumique (notée ρ rho) est une caractéristique du matériau. C'est le rapport $\backslash rho\; =\; \backslash textstyle\backslash frac\{m\}\{V\}$ de la masse $m$ d'une substance homogène, correspondant à un volume $V$ de cette substance et indépendant de la quantité choisie.

Cependant le volume d'une masse donnée varie selon plusieurs paramètres. Il dépend notamment de la température et, particulièrement pour les gaz, de la pression. Certains matériaux (dont le bois) pouvant absorber de l'eau, l'humidité modifie aussi la masse volumique. Pour les sols et les matériaux poreux, il faut aussi tenir compte du poids de l'air contenu dans les volumes des vides, mais en pratique, ils sont souvent négligés.

Unités de mesure

L'unité de mesure de la masse volumique est le kilogramme par mètre cube (kg.m ou kg/m). C'est une unité dérivée du système international.

La masse volumique est parfois exprimée en g/cm, kg/dm

Remarques :

1. Dans ces unités, la valeur numérique ne change pas car 1 g/cm = 1 kg/dm = 1 t/m.
2. La tonne n'est pas une unité de masse du système international. Il convient d'utiliser le kilogramme et ses multiples ou sous-multiples.
3. La masse volumique de l'eau est proche de 1 kg/dm. Ce n'est pas un hasard, mais cela résulte des premières tentatives de définition du kilogramme : la masse d'un litre d'eau (un décimètre cube). (Sa valeur réelle est, à 4 °C, de 999,95 kg/m).

Masse volumique et densité

La densité d'un matériau est, pour les solidesss et les liquide, le rapport de la masse volumique de ce matériau à celle de l'eau. Pour les gaz, la densité est calculée en rapport avec la masse volumique de l'air. Dans les deux cas, la densité est donc un nombre sans dimension (donc sans unité).

Tables des masses volumiques de diverses substances

Sauf indications contraires, les masses volumiques sont données pour des corps à la température de 20 °C, sous la pression atmosphérique normale.

Roches, minéraux corps usuels	masse volumique kg/m
ardoise	2 700 - 2 800
amiante	2 500
argile	1 700
béton	2 400 (armé 2 500)
calcaire	2 600 - 2 700
compost	550 Documentation sur le compostage - 597 Rapport final du projet : Mise en oeuvre de la technique du Bois Raméal Fragmenté (BRF) en agriculture wallonne. Juin 2006 , page 17
craie	1 250
granite	2 600 - 2 700
grès	2 600
kaolin	2 260
marbre	2 650 - 2 750
quartz	2 650
pierre ponce	910
porcelaine	2 500
sable	1 600
terre végétale	1 250
verre à vitres	2 530

Métaux et alliages	masse volumique kg/m
acier	7 850
acier rapide HSS	8 400 - 9 000
fonte	6 800 - 7 400
aluminium	2 700
argent	10 500
Beryllium	1 848
bronze	8 400 - 9 200
carbone (diamant)	3 508
carbone (graphite)	2 250
constantan	8 910
cuivre	8 920
Duralumin	2 900
fer	7 860
iridium	22 640
laiton	7 300 - 8 400
lithium	530
magnésium	1 750
mercure	13 545,88
molybdène	10 200
nickel	8 900
or	19 300
osmium	22 610
palladium	12 000
platine	21 450
plomb	11 350
potassium	850
tantale	16 600
titane	4 500
tungstène	19 300
uranium	18 700
vanadium	6 100
zinc	7 150

Liquides	masse volumique kg/m
acétone	790
acide acétique	1 049
azote à -195°C	810
brome à 0°C	3 087
eau	1 000
eau de mer	1 030
essence	750
éthanol	789
éther	710
gasoil	850
glycérine	1 260
hélium à -269°C	150
huile d'olives	920
hydrogène à -252°C	70
lait	1 030
oxygène à -184°C	1 140

Gaz à 0°C	formule	masse volumique kg/m
acétylène		1,170
air
1,293
air à 20°C
1,204
ammoniac		0,77
argon	Ar	1,7832
diazote		1,250 51
isobutane		2,670
butane (normal)		2,700
dioxyde de carbone		1,976 9
vapeur d'eau à 100°C		0,5977
hélium	He	0,178 5
dihydrogène		0,0899
krypton	Kr	3,74
néon	Ne	0,90
monoxyde de carbone	CO	1,250
ozone		2,14
propane		2,01
radon	Rn	9,73

Matières plastiques	masse volumique kg/m
Polypropylène	850 - 920
Polypropylène basse densité	890 - 930
Polypropylène haute densité	940 - 980
ABS	1 040 - 1060
Polystyrène	1 040 - 1 060
Nylon 6,6	1 120 - 1 160
Polyacrylate de méthyle	1 160 - 1 200
PVC + plastifiant	1 190 - 1 350
Polyéthylène/téréphtalate	1 380 - 1 410
PVC	1 380 - 1 410
Bakélite	1 350 - 1 400

Cas particulier du bois

Le bois est une matière vivante dont la masse volumique varie principalement selon deux paramètres : l'essence et l'humidité.

Bois	masse volumique kg/m
acajou	700
buis	910 - 1 320
cèdre	490
chêne	610 - 980
chêne (cœur)	1 170
ébène	1 150
frêne	840
hêtre	800
liège	240
peuplier	390
pin	740
platane	650
sapin	450
teck	860

Famille d'essenceDéfinitions, équivalences énergétiques, méthodologie pour l'utilisation du tableau de bord des statistiques du bois énergie. DGEMP-Ademe	Humidité sur masse brute	Masse volumique kg/m
Bois tendres (résineux)	0%	450
	20%	560
	50%	900
Bois moyens	0%	550
	20%	690
	50%	1 100
Bois durs (feuillus)	0%	650
	20%	810
	50%	1 300

Notes et références