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Flottabilité N4 Objectifs : –Adapter votre flottabilité en tant que guide de palanquée –Détecter les défauts déquilibrage des personnes encadrées –Donner.

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1 Flottabilité N4 Objectifs : –Adapter votre flottabilité en tant que guide de palanquée –Détecter les défauts déquilibrage des personnes encadrées –Donner les méthodes de calcul pour le passage de lexamen N4 Connaitre la loi dArchimède Connaitre les facteurs de modification de la flottabilité (facteurs physiques et matériels)

2 Plan : –Rappel sur la flottabilité N2 et loi de Mariotte –Loi dArchimède Mise en évidence Enoncé de la loi Notion de poids apparent –Lestage du plongeur –Influence des paramètres physiques –Effet du point dapplication : modification de lassiette –Poumon ballast –modification de la flottabilité due à la compressibilité des gaz Compression de la combinaison –Gilet stabilisateur et poumon ballast A la descente A la remontée –Remontée sans embout N4 –Synthèse : comportement du guide de palanquée

3 Rappels Flottabilité –Flottabilité positive : on flotte en surface –Flottabilité neutre : on reste en équilibre à la profondeur où lon se trouve –Flottabilité négative : on coule jusquau fond Loi de Mariotte –P initial * V initial = P final * V final –Le volume dun gaz diminue quand la pression augmente (plus grande profondeur). –Le volume dun gaz augmente quand la pression diminue (moins grande profondeur).

4 Loi de dArchimède Mise en évidence Le cube est immergé dans le récipient de liquide Le liquide déborde et la balance penche Léquilibre est rétabli en remettant le liquide sur la balance

5 Loi dArchimède Enoncé de la loi –Tout corps plongé dans un liquide reçoit de la part de celui ci une poussée verticale, dirigée vers le haut, égale au poids du volume du liquide déplacé et appliquée au centre de gravité du volume déplacé. Cest la Poussée dArchimède.

6 Loi dArchimède Démonstration –Considérons un cube de 1m de côté immergé dans leau 1m F sup = P*1m² F inf = (P+0.1b)*1m² = (P Pa)*1m² F côté Les efforts sur les côtés sannulent F côté –Leffort résultant F est égal à F sup - F inf = N soit le poids de 1m 3 deau Nota : Différence entre poids P (N) et masse M (kg) –P (N) = M (kg) * g (=9.81 m/s²) –Le rapport entre les deux étant constant, nous confondrons les deux notions par commodité.

7 Loi dArchimède Notion de poids apparent dun corps –P apparent = P réel - P Archimède P réel (kg) = Volume (l) * masse volumique du corps (kg/l) P Archimède (kg) = Volume (l) * densité liquide (kg/l) Nota : Différence entre masse volumique et densité –La masse volumique est la masse dun volume dun litre. Elle sexprime en kg/l. –La densité est le rapport de la masse volumique du corps considéré sur celle de leau pure. Elle est sans unité. –La masse volumique de leau pure étant de 1 kg/l, nous confondrons les deux notions par commodité. Le poids apparent dun ensemble de plusieurs composants est la somme des poids apparents de ces composants

8 Lestage du plongeur Un nageur en maillot est naturellement équilibré dans leau. La combinaison en néoprène a une flottabilité positive de 4 kg (volume 6 l). une bouteille de plongée vide a un poids apparent de 2.5 kg. un gilet a un poids apparent de -1 kg. un détendeur a un poids de 1 kg pour un volume de 0.5 l. => lestage => lestage = -(-4kg + 2.5kg -1kg + 1kg - 0.5l*1kg/l) = 2kg => poids de la combinaison => poids réel = 6l*1kg/l -4kg = 2kg Influence de lair de la bouteille –Lair a une masse volumique de 1.29 kg/m 3 –=> poids de lair de la bouteille (12l - 200b) => poids air = 12*200*1.29 = 3kg => modification de la flottabilité au cours de la plongée fonction de la consommation dair

9 Application à la plongée Bon lestage Sur lestage Plongeur incliné vers le haut et palmant pour lutter contre la gravité Sous lestage Plongeur incliné vers le bas et palmant pour lutter contre la poussée dArchimède

10 Influence des paramètres physiques Lestage dun caisson photo de 1 litre pesant 750g. –avec un plomb intérieur –avec un plomb extérieur –dans de leau douce –dans de leau de mer densité du plomb 13 kg/l densité de leau de mer 1.03 kg/l

11 Influence des paramètres physiques Dans leau douce –Poids apparent du caisson dans leau douce = = kg –avec un plomb intérieur => le volume du caisson nest pas modifié Il faut composer la flottabilité positive de 250g par un plomb de 250g –avec un plomb extérieur => le volume du caisson est modifié par lajout du volume du plomb Poids apparent dun volume V de plomb dans de leau douce = V*(13kg/l - 1kg/l) = V*12kg/l Poids apparent de lensemble caisson et dun plomb de volume V = V*12 Flottabilité nulle => V*12 = 0 => V = litre Poids du plomb de volume V = V*13kg/l = kg Il faut lester avec un plomb de 271g Dans leau de mer –Poids apparent du caisson dans leau de mer = *1.03 = kg –avec un plomb intérieur => le volume du caisson nest pas modifié Il faut composer la flottabilité positive de 253g par un plomb de 253g –avec un plomb extérieur => le volume du caisson est modifié par lajout du volume du plomb Poids apparent dun volume V de plomb dans de leau douce = V*(13kg/l kg/l) = V*11.97kg/l Poids apparent de lensemble caisson et dun plomb de volume V = V*11.97 Flottabilité nulle => V*11.97 = 0 => V = litre Poids du plomb de volume V = V*13kg/l = kg Il faut lester avec un plomb de 275g

12 Effet du point dapplication de la poussée dArchimède un nageur faisant la planche

13 Modification de lassiette Position de la bouteille Ne pas confondre avec le sur ou sous lestage ici le plongeur ne palme pas Influence des autres éléments matériels –position des plombs –haut de combinaison –air dans le gilet ou dans les poumons

14 Poumon ballast La variation du volume pulmonaire modifie la flottabilité –une inspiration forcée tend à faire remonter le plongeur –une expiration forcée tend à le faire descendre La variation du volume pulmonaire modifie lassiette car le poumon est situé dans le haut du corps –une inspiration à faire basculer le plongeur tête en haut –une expiration tend à le faire basculer tête en bas Inspiration Expiration Poumon

15 Poumon ballast Inertie La variation de profondeur nest pas immédiate mais prend un certain temps pour vaincre linertie du plongeur. –Linertie est plus grande quand on est en position horizontale que lorsquon est vertical. Un décalage entre la respiration et lévolution verticale du plongeur permet de maintenir une profondeur constante tout en continuant à respirer. –Quand on sent une tendance à monter ou à basculer tête en haut on expire et inversement

16 Modification de la flottabilité par la compressibilité des gaz Le volume de lair contenu dans une enveloppe souple est modifié par la profondeur –Plus la profondeur est importante et plus le volume est petit => La flottabilité dune enveloppe souple contenant de lair est modifiée par la profondeur –le poids apparent est plus important quand la profondeur augmente Nota : bien que contenant de lair, la bouteille de plongée ne voit pas sa flottabilité évoluer avec la profondeur (sil ny a pas de consommation dair) car elle est rigide.

17 Modification de la flottabilité par la compressibilité des gaz Ecrasement de la combinaison –une combinaison en Néoprène est une mousse contenant des bulles dair pour assurer lisolation thermique –Sous l effet de la pression due à la profondeur les bulles dair sécrasent ce qui modifie le volume de la combinaison. –=> plus le plongeur descend et plus son poids apparent est important –=> accélération de la vitesse avec la profondeur à la descente => nécessité de compenser cette variation de flottabilité : gilet stabilisateur

18 Gilet stabilisateur et poumon ballast Le gilet comme le poumon permet une modification du volume du plongeur mais –le poumon se remplit et se vide plus vite –son volume est ajusté plus précisément => le poumon doit toujours être utilisé en premier –Si on veut augmenter son volume, on fait en premier une inspiration forcée et si cela ne suffit pas, on gonfle le gilet. En cas de sur-gonflage du gilet, il est alors possible de vider un peu dair des poumons.

19 Gilet stabilisateur et poumon ballast A la descente PoumonGilet Les poumons et le gilet sont vides pour forcer la descente Les poumons sont remplis pour ralentir la descente Le gilet est rempli pour interrompre la descente La stabilisation est affinée avec le poumon ballast

20 Gilet stabilisateur et poumon ballast A la remontée PoumonGilet Au fond, la flottabilité est neutre avec une respiration sur volume courant Une inspiration forcée déclenche la remontée Le volume du gilet augmente avec la baisse de pression Une respiration sur le volume expiratoire permet le contrôle de la vitesse de remontée Quand le volume du poumon ne peut plus diminuer, le gilet est purgé Une inspiration forcée permet de maintenir la vitesse de remontée Et ainsi de suite

21 Synthèse Vérification du lestage sur le bateau attention si >7-8 kg Rendez vous à 3m pour contrôle de flottabilité (en début de plongée on doit être lourd) Accélération de la vitesse de descente due à lécrasement de la combinaison Evolution au fond sur le poumon ballast Remontée sur poumon ballast et gilet Avoir un plomb supplémentaire « pédagogique » pour faire face à un sous lestage de lencadré au palier Mise à leau avec une flottabilité positive Attente de la mise à leau de lencadré avec une flottabilité neutre pour être manœuvrant et réactif. Test de flottabilité en surface Anticipation du gonflage du gilet pour une stabilisation rapide Attente en surface avec une flottabilité positive adaptée à létat de la mer A larrivée du bateau mise en flottabilité neutre Démarrage sur un poumon ballast inspiratoire + gilet + un coup de palme


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