126/09/2016 Compressibilité des gaz. Expérience Expérience Expérience Comportement d’un gaz sous pression Comportement d’un gaz sous pression Comportement.

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1 126/09/2016 Compressibilité des gaz

2 Expérience Expérience Expérience Comportement d’un gaz sous pression Comportement d’un gaz sous pression Comportement d’un gaz sous pression Comportement d’un gaz sous pression La loi La loi La loi La loi La flottabilité La flottabilité La flottabilité La flottabilité Le gonflage Le gonflage Le gonflage Le gonflage L’autonomie L’autonomie L’autonomie Facteurs favorisant la consommation Facteurs favorisant la consommation Facteurs favorisant la consommation Facteurs favorisant la consommation Le détendeur Le détendeur Le détendeur Le détendeur Précautions Précautions Précautions 26/09/20162

3 Introduction Contrairement aux solides dont le volume reste identique quelque soit la pression, les gaz ont un comportement différent, leur volume varie en fonction de la pression, exemple la pompe à vélo. En plongée, ce phénomène a une grande importance car nous avons vu que la pression augmentait de 1 bar tous les 10m et que la flottabilité avait un lien directement avec le volume. C’est aussi en raison de cela que nous devons équilibrer nos oreilles. Contrairement aux solides dont le volume reste identique quelque soit la pression, les gaz ont un comportement différent, leur volume varie en fonction de la pression, exemple la pompe à vélo. En plongée, ce phénomène a une grande importance car nous avons vu que la pression augmentait de 1 bar tous les 10m et que la flottabilité avait un lien directement avec le volume. C’est aussi en raison de cela que nous devons équilibrer nos oreilles. 26/09/20163

4 Expérience : Prenons un verre gradué (celui pour faire de la pâtisserie). Prenons un verre gradué (celui pour faire de la pâtisserie). Retournons le et immergeons le en le maintenant verticalement. Retournons le et immergeons le en le maintenant verticalement. 26/09/20164 Surface 1bar 10m 2 bars ½ plein 20m 3 bars 2/3 plein Conclusion : à la descente l’eau monte car en raison de l’augmentation de pression le volume d’air contenu dans le verre diminue

5 Expérience : Remarque importante : Remarque importante : Entre la surface et 10m le volume d’air a varié de moitié car la pression double, passage de 1bar à 2 bars. Il faut donc être vigilent lorsqu’on arrive dans la zone des 10m car c’est là que se produisent les variations de volume les plus importantes. 26/09/20165 Surface 1bar 10m 2 bars 20m 3 bars Plein d’air Toujours plein et des bulles d’air s s’échappent du verre Conclusion : à la remontée, des bulles d’air s’échappent car en raison de la diminution de la pression, le volume d’air contenu dans le verre augmente.

6 Comportement d’un gaz sous pression Le rapprochement des molécules rend l’air moins fluide et de ce fait, à 40m le plongeur devient un insuffisant respiratoire. Cette difficulté ventilatoire augmente le risque d’essoufflement. Le rapprochement des molécules rend l’air moins fluide et de ce fait, à 40m le plongeur devient un insuffisant respiratoire. Cette difficulté ventilatoire augmente le risque d’essoufflement. 26/09/20166

7 La loi Ce phénomène est décrit par la loi de Boyle Mariotte Ce phénomène est décrit par la loi de Boyle Mariotte P1 x V1 = P2 x V2 = Constante = une quantité de gaz P1 x V1 = P2 x V2 = Constante = une quantité de gaz 26/09/20167 Pression du gaz en bar Volume du récipient contenant le gaz en l Quantité d’air contenu dans le récipient après le gonflage en l Calcul de la quantité d’air contenu dans un bloc de 12 litres gonflé à 200 bars 200 x 12 = 2400l

8 La flottabilité En lien direct avec le volume. En lien direct avec le volume. Ces variations auront donc une influence directe sur notre équilibrage car notre gilet aura un volume différent suivant la profondeur à laquelle nous nous trouverons. Ces variations auront donc une influence directe sur notre équilibrage car notre gilet aura un volume différent suivant la profondeur à laquelle nous nous trouverons. Il nous faudra Il nous faudra soit gonfler notre gilet comme pour la descente pour ajuster notre flottabilité à notre profondeur d’évolution soit gonfler notre gilet comme pour la descente pour ajuster notre flottabilité à notre profondeur d’évolution soit purger comme pour la remontée pour limiter l’augmentation de la poussée d’Archimède du à l’augmentation de volume du gilet et de la combinaison. soit purger comme pour la remontée pour limiter l’augmentation de la poussée d’Archimède du à l’augmentation de volume du gilet et de la combinaison. L’écrasement de la combinaison provoque une diminution de volume donc une diminution de la poussée d’Archimède qui est compensé par le gonflage du gilet qui a l’effet inverse L’écrasement de la combinaison provoque une diminution de volume donc une diminution de la poussée d’Archimède qui est compensé par le gonflage du gilet qui a l’effet inverse 26/09/20168

9 Le gonflage Le gonflage Cette caractéristique de compressibilité des gaz est mise à profit par le compresseur qui par une augmentation importante de la pression permet de mettre une quantité d’air importante dans un bloc dont le volume est fixe par Ex :12l, 15l. On peut lire cette valeur sur la manomètre par Ex : 200 bars, 230 bars. Cette caractéristique de compressibilité des gaz est mise à profit par le compresseur qui par une augmentation importante de la pression permet de mettre une quantité d’air importante dans un bloc dont le volume est fixe par Ex :12l, 15l. On peut lire cette valeur sur la manomètre par Ex : 200 bars, 230 bars. 26/09/20169

10 L’autonomie La pression augmentant avec la profondeur, la consommation d’air du plongeur va suivre la même progression, elle va augmenter avec la profondeur. Par exemple, un plongeur va consommer 20l par mn en surface, à 20 m sa consommation sera de 60l par mn. La durée de plongée est donc de plus en plus courte plus on va profond. La pression augmentant avec la profondeur, la consommation d’air du plongeur va suivre la même progression, elle va augmenter avec la profondeur. Par exemple, un plongeur va consommer 20l par mn en surface, à 20 m sa consommation sera de 60l par mn. La durée de plongée est donc de plus en plus courte plus on va profond. Avec un bloc de 12l gonflé à 200 bars, quelle durée théorique peut-on rester à 20m Avec un bloc de 12l gonflé à 200 bars, quelle durée théorique peut-on rester à 20m PxV = 12x 200 = 2400l PxV = 12x 200 = 2400l Durée de plongée Durée de plongée 2400/60 = 40mn 2400/60 = 40mn Théorique car dans ce premier calcul, nous n’avons pas tenu compte de la réserve de 50b Théorique car dans ce premier calcul, nous n’avons pas tenu compte de la réserve de 50b Réserve = 50 x 12 = 600l Réserve = 50 x 12 = 600l Air disponible avant la réserve Air disponible avant la réserve 2400 – 600 = 1800l 2400 – 600 = 1800l Durée de plongée Durée de plongée 1800 /60 = 30mn 1800 /60 = 30mn 26/09/201610

11 Facteurs favorisant la consommation La profondeur La profondeur La ventilation en plongée est modifié par l’augmentation de pression qui impose au plongeur un effort ventilatoire accrue : insister sur l’expiration La ventilation en plongée est modifié par l’augmentation de pression qui impose au plongeur un effort ventilatoire accrue : insister sur l’expiration Les efforts Les efforts Des efforts pour lutter contre le courant, un palmage rapide vont augmenter la consommation d’air Le lestage Le lestage Un lestage correct va limiter les efforts pendant la plongée donc diminuer la consommation d’air Le froid Le froid Il augmente la consommation d’air La forme physique La forme physique Un entraînement régulier est important car il diminue la consommation d’air Facteurs psychologiques Facteurs psychologiques Stress, anxiété, manque de sommeil favorisent grandement la consommation d’air Facteurs physiologiques Facteurs physiologiques Chaque individu consomme plus ou moins d’air, il est inutile de se comparer aux autres et faire la course à la plus faible consommation, il est préférable d’adapter la bouteille utilisée 12l/15l à sa consommation personnelle. 26/09/201611

12 Le détendeur L’eau est un milieu hostile pour l’être humain où l’air pour le plongeur est synonyme de vie. L’eau est un milieu hostile pour l’être humain où l’air pour le plongeur est synonyme de vie. Nous emportons un stock d’air sous pression (200b voir 230b), mais nous ne pouvons pas aisément respirer cet air directement. Il a donc fallut imaginer un système permettant de respirer l’air dans un milieu aquatique. Nous emportons un stock d’air sous pression (200b voir 230b), mais nous ne pouvons pas aisément respirer cet air directement. Il a donc fallut imaginer un système permettant de respirer l’air dans un milieu aquatique. Ce mécanisme doit répondre à plusieurs critères : Ce mécanisme doit répondre à plusieurs critères : Air à la demande +confort respiratoire Air à la demande +confort respiratoire A la pression ambiante (demander pourquoi) A la pression ambiante (demander pourquoi) Automatique Automatique 26/09/201612

13 Le détendeur 26/09/201613

14 Le détendeur 26/09/201614 Joints, piston et membranes servent à l’étanchéité entre l’air et l’eau

15 Pannes possibles du 1 er étage SignesCausesRemèdes Débit continu d’air Après un délai Mauvaise étanchéité du siège ou du clapet entraînant une augmentation de la MP Changement par un technicien Echappement de petites bulles au niveau de la chambre humide du 1° étage Joints toriques défectueux Membrane défectueuse Changement par un technicien 26/09/201615

16 Pannes possibles du 2 nd étage 26/09/201616 SignesCausesRemèdes Eau à l’inspiration Embout percé Membrane 2° étage défectueuse Soupape d’expiration non étanche Changement de l’embout Changement de la membrane Nettoyage ou changement de la soupape Débit continu d’air immédiat Mauvaise étanchéité du siège ou du clapet Changement par un technicien Hernie ou craquelure sur le tuyau de MP Usure du tuyauChangement du tuyau Inspiration difficileMauvais réglageRévision

17 Précautions Rincez le détendeur à l’eau douce Rincez le détendeur à l’eau douce Eviter les chocs Eviter les chocs Faire attention aux sables Faire attention aux sables Vérifier le bon fonctionnement de ses 2 détendeurs Vérifier le bon fonctionnement de ses 2 détendeurs Ne jamais monter un direct-system seul sur un premier étage, il faut un deuxième étage qui peut se mettre en débit continu en cas d’augmentation de la MP. Le direct système étant un clapet aval, l’air ne peut s’échapper. Ne jamais monter un direct-system seul sur un premier étage, il faut un deuxième étage qui peut se mettre en débit continu en cas d’augmentation de la MP. Le direct système étant un clapet aval, l’air ne peut s’échapper. 26/09/201617