COMPORTEMENT DES GAZ

1. COMPORTEMENT DES GAZ

2. PLAN • Introduction • Composition de l’air • Mise en évidence de la loi • Loi de dalton • Les pressions partielles • Exemples lié à la plongée • Toxicité des gaz • Les mélanges • Comportement du guide de palanquée

3. Aujourd’hui 4éme cours de votre formation de niveau IV. • En temps que Niveau IV vous allez être confronté à plusieurs phénomènes, liés à la dissolution des gaz en plongée. A la fin de ce cours vous devez être capable de comprendre ces phénomènes, mais aussi de faire le nécessaire afin d’éviter les accidents liés aux comportements de ces gaz,et d’assurer la sécurité de votre palanquée (voir code du sport)

4. Introduction • En cour de plongée ,un plongeur respire de l’air ambiant comprimé , et donc un mélange de plusieurs gaz . La loi de Dalton établit une série de règles qui réagissent sur ces mélanges gazeux . • Ces règles sont essentielles car à partir d’une certaine profondeur ,chacun des gaz qui composent l’air devient toxique pour l’organismeet peut entraîner des accidents biochimiques

5. Composition de l’air • AZOTE ( N2 ) = 78 % • OXYGENE (O2) = 21 % • GAZ CARBONIQUE =0.03% • GAZ RARES = 0.97 %

6. MISE EN EVIDENCE DE LA LOI • Expérience de Berthollet • Prenons 2 compartiments de 1 lire contenant chacun un gaz exemple : (h2)hydrogène et (co2)dioxyde de carbone à la pression de 1 bar • Ces 2 compartiments peuvent être mis en communication en ouvrant un robinet • Au stade T0 le robinet est fermé , les 2 gaz sont donc isolé . • On ouvre le robinet et on remarque que la pression de l’ensemble ne varie pas = 1bar Au stade T1 on referme le robinet . On constate que chaque compartiment contient un mélange gazeux composé de 50% H2 et 50% CO2 Dans un compartiment chacun des 2 gaz occupe donc la moitié du volume et est responsable de la moitié de la pression totale

7. BERTHOLET

8. LOI DE DALTON • A température donnée , la pression d’un mélange gazeux est égal à la sommes des pressions qu’aurait chacun des gaz s’il occupait seul le volume total

9. Pression partielle • La loi de Dalton nous amène donc à parler de pression partielle d’un gaz dans un mélange . En effet cette loi peut s’énoncer ainsi : à température donnée ,la pression d’un mélange gazeux est égale à la somme des pressions partielles des gaz qui le composent

10. 100 l d’air vide 100 l • Pressions partielles par Mariotte : • Un tonneau de 100 l • 100 l d’air 1 bar • 80% N2 1 bar • 20% O2 1 bar • P1=V1, P= 0.8 bar de N2 • 0.2 bar d’O2 • POMPE N2 • RESTE L O2 • P2 =V2, P= 0.2 bar 100 l 02 Les molécules ont plus de place Mais elles sont toujours à la même pression

11. Explication • La pression partielle d’un gaz dans un mélange gazeux est donc la pression q’aurait ce gaz s’il occupait seul le volume total occupé par ce mélange • On écrit : • P absolue = P partielle (gaz1) + P partielle (gaz2) • Reprenons notre exemple : • Au stade T2 la pression absolue du mélange est = à1bar et la pression partielle de H2 = 0.5 bar ainsi que celle C2 = 0.5 bar • Donc la Pression partielle = • Pression absolue X % du gaz • Ainsi dans l’air il y à la surface : • Ppo2 = 1bar de Pabs X 20% = 0.20 bar • Ppn2 = 1 bar de Pabs X 80% = 0.80 bar • Et donc 0.20 bar + 0.80 bar = 1 bar = à la pression absolue

12. Exemple à 20 mètre • Pression absolue 3 bars • Pp O2 = 0.20 X 3b = 0.60bar • Pp N2 = 0.80 X 3b = 2.4 bar • On remarque que lorsque la pression absolue augmente, la pression partielle de chacun des gaz constituant l’air augmente • Attention aux plongées en altitude la pression atmosphérique est différente à 1000 m = 0.8 bar • Pp O2 = 0.20 X 2.8 = 0.56 bar • Pp N2 = 0.80 X 2.8 = 2.24 bar

13. Application à la plongée • Comme nous l’avons dit en introduction la loi de Dalton permet d’expliquer les accidents biochimiques liés à la toxicité des gaz et à la pression à laquelle ils sont respirés

14. Toxicité des gaz à l’air

15. Seuil de tolérance PpO2 • Cette limite est de 1.6 bar elle est à retenir • Elle est fixée par l’arrête du 28 août 2000 • Valeur max en immersion max 3h 1.6 bar • Valeur max au sec 2.5 bars • Valeur max en caisson 2.8 bars

16. Les Mélanges • Nitrox : • Mélange exclusif d’O2 et N2 • Par convention le mélange est donné danssa composition : O2 en premier et N2 en second • Généralement 3 types de mélanges • 32/68 - 36/64 - 40/60 mais il n’y a pas de prescription particulière chacun peut faire son mélange suivant la profondeur à laquelle il veut aller.

17. Profondeur max à l’air • Loi : Ppo2 = Pabs X %gaz • 1.6 = Pabs X 0.21 • Pabs = 1.6 : 0.21 = 7.61 donc 7.5 bar donc 65 m max • 60 m max avec 5.m de tolérance en cas d’accidents • Nitrox : mélange 36/64 --- Profondeur max? • Loi : Ppo2 = Pabs X %gaz • 1.6 = Pabs X 0.36 • Pabs = 1.6 : 0.36 = 4.44 bar donc 34 m • Calcul de la teneur en O2 nitrox • Loi : Ppo2 = Pabs X %gaz • Profondeur 30m • 30m = 4 bars • 1.6 = 4 X % gaz • %gaz = 1.6 : 4 = 0.4 donc 40/60 nitrox

18. Profondeur équivalente fictive à l’air • S’agissant de la décompression nous n’avons plus à considérer O2 mai le N2 • 60% N2 pour une profondeur de 30m --30m = 4 bar Loi : PpN2 = Pabs X %gaz • PpN2 = 4 X 0.6= 2.4 bar • Dans l’air 80% de N2 • 2.4 = Pabs AIR X % gaz • Pabs AIR = 2.4 : 0.8 = 3 bar donc 20 m • Avec un Nitrox de 40/60 à 30m = 20 m à l’air

20. Comportement du guide de palanquée • Vérification du matériel • Annoncer clairement la profondeur max • Fixer des profondeur inférieure de 5 m aux profondeur max • Vérification du lestage (essoufflement) • Surveiller les membres de la palanquée • Vitesse de descente adaptée , communiquer • Réaction aux accidents biochimiques • Limiter les efforts • Formation spécifique au mélange • BONNE PLONGE