COMPORTEMENT DES GAZ

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

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)

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’organisme et peut entraîner des accidents biochimiques

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

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

BERTHOLET

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

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

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 d’air vide 100 l 100 l 02 Les molécules ont plus de place Mais elles sont toujours à la même pression

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

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

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

Toxicité des gaz à l’air prof. seuil % P partielle Accidents Oxygène 60 m 0.21 1.6 bar Hyperoxie Azote <=25 m 0.79 < 3.5 bar Narcose Dioxyde de carbone 0 m et 60 m Activité % effort < 1 bar Essouffle- Hypercapnie Apnée-nitrox trimix 0.17 bar Hypoxie

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

Les Mélanges Nitrox : Mélange exclusif d’O2 et N2 Par convention le mélange est donné dans sa 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.

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? 1.6 = Pabs X 0.36 Pabs = 1.6 : 0.36 = 4.44 bar donc 34 m Calcul de la teneur en O2 nitrox Profondeur 30m 30m = 4 bars 1.6 = 4 X % gaz %gaz = 1.6 : 4 = 0.4 donc 40/60 nitrox

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

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