Calculateur de Volume – Cube, Cylindre, Sphère et 4 autres formes
Calculateur de volume gratuit pour 7 figures : cube, pavé droit, cylindre, sphère, cône, pyramide à base carrée et prisme triangulaire. Choisissez une figure pour obtenir formule et résultat instantanément, plus l'aire de surface en bonus.
Formules de volume par figure
| Figure | Formule |
|---|---|
| Cube | Volume = côté × côté × côté |
| Pavé droit | Volume = longueur × largeur × hauteur |
| Cylindre | Volume = π × rayon2 × hauteur, Aire de surface = 2π×rayon2 + 2π×rayon×hauteur |
| Sphère | Volume = (4/3) × π × rayon3, Aire de surface = 4π×rayon2 |
| Cône | Volume = (1/3) × π × rayon2 × hauteur, Aire de surface = π×rayon2 + π×rayon×apothème |
| Pyramide à base carrée | Volume = (1/3) × côté2 × hauteur |
| Prisme triangulaire | Volume = aire de la base (triangle) × longueur du prisme |
L'unité du volume est le cube de l'unité de longueur saisie (par exemple, si vous saisissez des valeurs en cm, le résultat est en cm³). L'aire de surface est exprimée au carré de cette unité.
Ce qu’est le calcul de volume
Calculer un volume, c’est déterminer combien d’espace occupe un solide – un cube, un cylindre, une sphère – à partir de mesures telles que la longueur d’une arête ou un rayon. La formule change avec la nature du solide : pour le cylindre « aire de la base × hauteur », pour la sphère « (4/3) × π × rayon³ », et ainsi de suite ; il faut donc retenir la formule qui convient au solide que l’on a sous les yeux.
Cet outil vous laisse choisir parmi sept solides – cube, pavé droit, cylindre, sphère, cône, pyramide à base carrée et prisme triangulaire – et calcule le volume de lui-même dès que vous saisissez les mesures demandées. Pour le cylindre, la sphère et le cône, il donne en même temps l’aire de la surface, si bien que vous obtenez aussitôt un résultat juste même si la formule vous échappe.
Comment calculer un volume
- Choisissez le solide Retenez celui qui vous intéresse parmi cube, pavé droit, cylindre, sphère, cône, pyramide à base carrée et prisme triangulaire.
- Saisissez les mesures Selon le solide choisi apparaissent des champs pour l’arête, pour la longueur, la largeur et la hauteur, pour le rayon, etc. Entrez-les toutes dans la même unité, par exemple en centimètres.
- Lisez le volume et l’aire de la surface Le volume se calcule au fil de la saisie. Pour le cylindre, la sphère et le cône, l’aire de la surface s’affiche à côté.
Astuces pour en tirer le meilleur parti
- Alors que le Calculateur d'aire traite des figures 2D, cet outil en est la version en 3D. Prismes et pyramides suivent tous deux l'idée commune « aire de la base × hauteur » (ou × 1/3) : comprendre les formules d'aire aide donc à comprendre plus vite celles du volume.
- Pour estimer la quantité de bois ou de béton nécessaire à un projet de bricolage, calculer d'abord le volume d'un pavé droit ou d'un cylindre permet d'éviter d'acheter trop ou pas assez de matériau.
- Pour connaître la contenance d'un aquarium ou d'un réservoir d'eau, choisissez un cylindre ou un pavé droit, saisissez les dimensions intérieures en centimètres, puis divisez le volume obtenu (cm³) par 1000 pour le convertir en litres.
- L'apothème dont un cône a besoin pour son aire de surface (la distance du sommet à un point du bord de la base) est calculé automatiquement à partir du rayon et de la hauteur, sans avoir à appliquer le théorème de Pythagore à la main.
- Le volume d'une pyramide ou d'un cône vaut toujours exactement le tiers de celui d'un prisme ou d'un cylindre de même base et même hauteur. Garder ce rapport de 1/3 en tête avec les formules facilite grandement leur mémorisation pour les devoirs.
Où le calcul de volume est utile
Trouver la contenance d’un aquarium ou d’une cuve
Saisissez les mesures intérieures d’un cylindre ou d’un pavé droit en centimètres et vous obtenez le volume en centimètres cubes ; divisé par 1 000, il se convertit en litres.
Estimer les matériaux en bricolage
Lorsqu’un ouvrage fait appel au bois ou au béton, calculer d’avance le volume du pavé ou du cylindre vous dit par avance si vous en aurez trop ou trop peu.
Devoirs et préparation aux examens
Sept formules, du cube au cône, sont réunies : elles servent aussi bien à contrôler son propre calcul en les apprenant qu’à réviser le chapitre de géométrie.
Estimer des volumes pour l’impression 3D ou l’emballage
Choisissez le solide le plus proche de votre pièce ou de votre carton, saisissez les mesures, et vous obtenez une estimation grossière de la matière nécessaire ou de la contenance de l’emballage.
Termes du calcul de volume
- Aire de la base
- L’aire de la face qui forme le fond d’un cylindre, d’un prisme, d’un cône ou d’une pyramide. Le plus souvent, le volume vient de « aire de la base × hauteur », ou du tiers de ce produit.
- Génératrice
- La longueur de la droite qui joint le sommet d’un cône à un point du cercle de sa base. Elle se déduit du rayon et de la hauteur par le théorème de Pythagore – calculée ici pour vous – et sert à l’aire de la surface du cône.
- Aire de la surface
- La somme des aires de toutes les faces extérieures d’un solide. Là où le volume s’exprime en unités au cube (cm³ et semblables), l’aire s’exprime en unités au carré (cm² et semblables).
- Prismes et pyramides
- Un prisme est un solide dont les deux bases sont des polygones superposables et dont les faces latérales sont des parallélogrammes ; une pyramide a une base polygonale et des faces triangulaires qui se rejoignent en un point. Le pavé droit et la pyramide à base carrée en sont les exemples familiers.
- Méthode d’exhaustion
- Le procédé des mathématiciens de la Grèce antique consistant à découper une figure en parts toujours plus fines pour en tirer des relations entre aires et volumes. Il a servi à prouver qu’une pyramide vaut le tiers du volume d’un prisme de même base et de même hauteur.
Questions fréquentes
Anecdote — la relation entre cylindre et sphère qu'Archimède fit graver sur sa tombe
Le mathématicien de la Grèce antique Archimède découvrit qu'une sphère et le cylindre qui la circonscrit exactement (un cylindre ayant la même hauteur et le même diamètre que la sphère) présentent toujours un rapport de volume de 2:3. Le volume du cylindre vaut πr²×2r = 2πr³, celui de la sphère (4/3)πr³, ce qui donne exactement 2πr³ : (4/3)πr³ = 3 : 2. Archimède aurait été si fier de cette découverte qu'il aurait demandé qu'un schéma d'un cylindre contenant une sphère inscrite soit gravé sur sa tombe.
Le fait que le volume d'une pyramide ou d'un cône égale exactement le tiers de celui d'un prisme ou d'un cylindre de même base et même hauteur est attribué au mathématicien Eudoxe, actif vers le IVe siècle av. J.-C., puis consigné plus tard dans les « Éléments » d'Euclide. Que des géomètres soient parvenus à ce type de raisonnement proche de la limite (la méthode d'exhaustion) plus de deux mille ans avant la formalisation du calcul infinitésimal constitue l'un des jalons remarquables de l'histoire de la géométrie.
Le calcul du volume des solides du quotidien reste très utile aujourd'hui, du dimensionnement des réservoirs d'eau à l'estimation de la quantité de matériau consommée par une imprimante 3D, en passant par le calcul de la contenance des boîtes en design d'emballage. Les formules elles-mêmes ont à peine changé depuis l'Antiquité, mais leur champ d'application ne cesse de s'élargir.