LOIS PHYSIQUES PRESSIONS PARTIELLES DISSOLUTION DES GAZ COURS THEORIQUE N3 et 4 LOIS PHYSIQUES PRESSIONS PARTIELLES DISSOLUTION DES GAZ

COURS THEORIQUE N3 PLAN DU COURS OBJECTIF RAPPEL MECANISME

Première approche des notions de physique COURS THEORIQUE N3 JUSTIFICATION Formation niveau 2 Première approche des notions de physique Comprendre sommairement les mécanismes Première approche des lois et principes applicables à la plongée Pour les Niveau 3 Approfondir les notions abordées au N2

Comprendre les phénomènes liées aux gaz respirés en plongée COURS THEORIQUE N3 OBJECTIF Comprendre les phénomènes liées aux gaz respirés en plongée Connaitre les risques liés à la toxicité des gaz A partir de certaines pressions, les gaz deviennent toxiques pour notre organisme

Variation de pression et volume( Mariotte) COURS THEORIQUE N3 RAPPEL La pression En plongée Pabs = Patm+P hydrostatique Soit : Pabs = 1 bar + 1 bar tous les 10 mètres. Variation de pression et volume( Mariotte) Pression x Volume = Constante Archimède :

Composition de l’air En plongée RAPPEL Oxygène : 20,9 % Azote : 79 % COURS THEORIQUE N3 RAPPEL Composition de l’air Oxygène : 20,9 % Azote : 79 % Autres gaz 0,1 % ( dont CO2 0,03%) En plongée Hypothèses retenues : O2 : 20 % N2 : 80 %

Consommé par notre organisme(nourriture) COURS THEORIQUE N3 PHYSIOLOGIE Oxygène O² Consommé par notre organisme(nourriture) Via les poumons, le sang, vers les tissus du corps humain Azote en plongée N² Non consommé par notre organisme Va se stoker dans les tissus du corps humain du fait de la pression absolue et de la respiration à l’air ambiant Elément directeur pour les contraintes de désaturation

LOIS PHYSIQUES PRESSIONS PARTIELLES COURS THEORIQUE N3 LOIS PHYSIQUES PRESSIONS PARTIELLES

En surface, la Pression atmosphérique = 1 bar COURS THEORIQUE N3 PRESSION PARTIELLE N2 Principe En surface, la Pression atmosphérique = 1 bar Le pourcentage du gaz est proportionnelle à sa concentration dans l'air : La pression partiel sera donc nommée PP Donc pour l’Azote= 80% de 1 bar à la pression atmosphérique Il en résulte qu’ à la pression atmosphérique, la "pression partielle" de l'azote dans l'air est de 0,8 bar. Donc PP N2 = 0,8 bar

Donc 20% de 1 bar à la pression atmosphérique COURS THEORIQUE N3 PRESSION PARTIELLE O2 Principe Idem que pour l’ O2 Donc 20% de 1 bar à la pression atmosphérique Il en résulte qu’ à la pression atmosphérique, la "pression partielle" de l‘oxygène dans l'air est de 0,2 bar. Donc PP O2 = 0,2 bar

PRESSION PARTIELLE loi de DALTON COURS THEORIQUE N3 PRESSION PARTIELLE loi de DALTON Dans un mélange de gaz, chaque constituant se comporte comme s'il occupait seul le volume disponible Oxygène = 0,2 b Azote = 0,8 b

Exemple : A une profondeur de 20 m, Pression absolue = 3 bars, COURS THEORIQUE N3 PRESSION PARTIELLE Exemple : A une profondeur de 20 m, Pression absolue = 3 bars, Pression partielle N2 :   Pression partielle N2 : 3 (pads) x 0,8 b: 2,4 bars Pression partiel O2 : 3 (pads) x 0,2 b = 0,6 bars

Pression Partielle : PRESSION PARTIELLE COURS THEORIQUE N3 PRESSION PARTIELLE Pression Partielle : Permet de mètre en évidence les accidents biochimiques liés à la toxicité des gaz pour l'organisme. La tolérance de l'organisme à divers gaz varie selon la nature des gaz et la pression à laquelle ils sont respirés " La pression exercée par un mélange gazeux est égale à la somme des pressions partielles de chacun des gaz constituant le mélange." " La pression partielle d'un gaz constituant d'un mélange correspond à la pression que ce gaz exercerait s'il occupait seul le volume occupé par le mélange. » - " La pression partielle d'un gaz constituant d'un mélange est égale au produit de la pression totale par le pourcentage du gaz dans le mélange.

COURS THEORIQUE N3 PRESSION PARTIELLE Notre organisme utilise des gaz courants (N2, O2, CO2) mai il risque d’être confronté à ces gaz A l’intérieur de certaines limites de pression ou pression partielle. Le franchissement de ces limites entraîne des troubles spécifiques à chaque cas " La pression exercée par un mélange gazeux est égale à la somme des pressions partielles de chacun des gaz constituant le mélange." " La pression partielle d'un gaz constituant d'un mélange correspond à la pression que ce gaz exercerait s'il occupait seul le volume occupé par le mélange. » - " La pression partielle d'un gaz constituant d'un mélange est égale au produit de la pression totale par le pourcentage du gaz dans le mélange.

PRESSION PARTIELLE Moyen facile de se rappeler des formules : COURS THEORIQUE N3 PRESSION PARTIELLE Moyen facile de se rappeler des formules : Pp = Pa * % Pa = Pp / % % = Pp / Pa

Toxicité des gaz PRESSION PARTIELLE COURS THEORIQUE N3 PRESSION PARTIELLE Toxicité des gaz pour l'oxygène PPO2, c'est l'hyperoxie le seuil de tolérance étant de = 1,6 bar soit: P (pabs) x 0,2 (ppo2) Soit une profondeur planché : 1,6 / 0,2 (ppo2) = 8bars =70m, pour l'azote PPN2, c'est la narcose à partir de PPN2 = 3,2 bar soit: P (pabs) x 0,8 (ppN2) Soit une profondeur de : 3,2 / 0,8 = 4b soit 30m En surface le plongeur respire l’O2 à une PpO2 de 0,21 bar. L’organisme tolère une baisse de cette PpO2 jusqu’à 0,16 bar et un excès jusqu’à 1,6 bar.

Plongée aux mélanges différents de l’air (Nitrox, TriMix), COURS THEORIQUE N3 PRESSION PARTIELLE Applications Plongée à l’air Plongée aux mélanges différents de l’air (Nitrox, TriMix), Élaboration des tables de plongée et autres procédures de décompression. Conséquences Toxicité des gaz : accidents biochimiques, Mécanisme de l’accident de décompression En surface le plongeur respire l’O2 à une PpO2 de 0,21 bar. L’organisme tolère une baisse de cette PpO2 jusqu’à 0,16 bar et un excès jusqu’à 1,6 bar.

LOIS PHYSIQUES DISSOLUTION DES GAZ COURS THEORIQUE N3 LOIS PHYSIQUES DISSOLUTION DES GAZ

SATURATION / DESATURATION COURS THEORIQUE N3 SATURATION / DESATURATION ANALOGIE Dissolution du sucre dans du café chaud. A partir d'une certaine quantité, il ne se dissout plus . Même chose entre un gaz et un liquide, sauf que le facteur de dissolution est la pression. Loi de Henri : "A température constante et ˆ saturation, la quantité de gaz dissout dans un liquide est proportionnelle ˆ la pression partielle qu’exerce ce gaz sur le liquide."

Les liquides dissolvent les gaz (boissons gazeuses) COURS THEORIQUE N3 PHYSIOLOGIE Les liquides dissolvent les gaz (boissons gazeuses) Le corps humain Est composé de 75% de liquides Est soumis à une pression proportionnelle à la profondeur

Notre corps transporte des gaz en permanence par l’intermédiaire COURS THEORIQUE N3 PHYSIOLOGIE Notre corps transporte des gaz en permanence par l’intermédiaire de nos poumons (respiration), de notre sang, de notre cœur (pompe qui diffuse) de nos organes

SATURATION / DESATURATION COURS THEORIQUE N3 SATURATION / DESATURATION La loi de Henry joue un rôle primordiale en plongée car elle permet de déterminer la dissolution de l'azote dans l'organisme en fonction des paramètres et plus particulièrement en fonction de la variation de pression et du temps.

SATURATION / DESATURATION COURS THEORIQUE N3 SATURATION / DESATURATION 4 états se rapportant à la saturation du corps : 1 SATURATION à la pression atmosphérique, les liquides de notre organisme se trouvent dans un état de saturation vis à vis des gaz composant l'air contenu dans nos poumons. Loi de Henri : "A température constante et ˆ saturation, la quantité de gaz dissout dans un liquide est proportionnelle ˆ la pression partielle qu’exerce ce gaz sur le liquide."

SATURATION / DESATURATION COURS THEORIQUE N3 SATURATION / DESATURATION 2 SOUS-SATURATION Lors de la descente, vu que la pression augmente, les valeurs de saturation des gaz vont évoluer et donc les quantités de gaz dissouts dans le sang augmentent. L'organisme consomme l'oxygène dissous mais l'azote, pour sa part reste dissous dans le sang. Loi de Henri : "A température constante et ˆ saturation, la quantité de gaz dissout dans un liquide est proportionnelle ˆ la pression partielle qu’exerce ce gaz sur le liquide."

SATURATION / DESATURATION COURS THEORIQUE N3 SATURATION / DESATURATION 3 SUR-SATURATION Lors de la remontée, la pression diminue et donc l'organisme se retrouve en sursaturation. A ce moment l'azote dissous dans les tissus va tendre à retourner à l'état gazeux. Il y a alors formation de micro bulles d'azote dans le sang au niveau des organes, ces bulles étant ensuite acheminées par le sang vers les poumons et éliminées par la respiration. Ainsi quand le plongeur respecte la vitesse de remontée adéquate et les paliers de décompression, l'azote est évacué, l'organisme retrouve l'état de saturation et la remontée peut se faire en toute sécurité. Loi de Henri : "A température constante et ˆ saturation, la quantité de gaz dissout dans un liquide est proportionnelle ˆ la pression partielle qu’exerce ce gaz sur le liquide."

SATURATION / DESATURATION COURS THEORIQUE N3 SATURATION / DESATURATION 4 SURSATURATION CRITIQUE A l'inverse, en cas de remontée rapide ou de non respect des paliers, la sursaturation sera trop importante et les bulles ne pourront pas être éliminée par les poumons. Ces bulles seront alors acheminées vers les différents organes et, comme la pression baisse, leur taille augmente. Ces bulles, en obstruant les vaisseaux sanguins sont alors à l'origine des accidents de décompression. Loi de Henri : "A température constante et ˆ saturation, la quantité de gaz dissout dans un liquide est proportionnelle ˆ la pression partielle qu’exerce ce gaz sur le liquide."

SATURATION / DESATURATION COURS THEORIQUE N3 SATURATION / DESATURATION

SATURATION / DESATURATION Facteurs influents Pression du gaz (Profondeur) : pression   gaz dissous  Durée d’exposition (Temps d’immersion) : durée   gaz dissous  Température (37°C) : température   gaz dissous  Nature du gaz et du liquide : Tissus (sang, lymphe,…), mélange gazeux respiré

SATURATION / DESATURATION COURS THEORIQUE N3 SATURATION / DESATURATION La dissolution et l’élimination de l’azote ne sont pas immédiates Une baisse de pression trop rapide dans le gaz au dessus du liquide provoque l’apparition de bulles. C’est un dégazage anarchique

SATURATION / DESATURATION COURS THEORIQUE N3 SATURATION / DESATURATION Lors de la descente et du séjour en profondeur nous allons inhaler un air sous pression qui créer un déséquilibre entre la pression ambiante et la tension de nos tissus. Notre organisme va alors progressivement passer d’un état de sous saturation à un état de saturation. Bouteille avec gaz dissous simulation de la dissolution des gaz au cours de la plongée Bouteille ouverte rapidement simulation de la remontée rapide

SATURATION / DESATURATION COURS THEORIQUE N3 SATURATION / DESATURATION

SATURATION / DESATURATION cerveau articulaires cutanées musculaires plèvre circulatoires médullaires (moelle épinière) presentation title 32