Généralités Mise en évidence Loi de Dalton Applications en plongée

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1 Généralités Mise en évidence Loi de Dalton Applications en plongée
Le mélange des gaz Loi de Dalton Généralités Mise en évidence Loi de Dalton Applications en plongée Le plongeur respire de l'air comprimé. L'air est composé de plusieurs gaz qui, à partir d'une certaine pression, peuvent devenir toxiques. Il faut savoir calculer les pressions de chacun.

2 JOHN DALTON Physicien Anglais, 1766 1844 .
Généralités Un peu d’histoire JOHN DALTON Physicien Anglais, John DALTON, Chimiste Anglais, (1766 – 1844) il met en évidence d’après les travaux de Berthollet la relation en la pression d’un mélange gazeux et la pression des gaz qui compose ce mélange. En 1794 il découvre qu’il est aveugle aux couleurs ; c’est l’occasion pour lui d’une publication. Le phénomène, appelé depuis  “ Daltonisme ”, est lié à la non perception ou à la confusion de certaines couleurs.

3 Généralités P.abs = P. atm + P. relat P1 x V1 = P2 x V2 = Constante
Rappels La pression P.abs = P. atm + P. relat Loi de Mariotte P1 x V1 = P2 x V2 = Constante Mathématique 20 % = 20 100 = 0,2

4 Généralités O² 20% N²  80% Composition de l’air En pratique Rappels
Azote (N²) % Oxygène (O²) % Argon (Ar) % Gaz carbonique (CO²) % Gaz rares Néon (Ne) Hélium (He) Kripton (Kr) Hydrogène (H2) Xénon (Xe) Radon (Ra) Oxyde de carbone (Co) Composition de l’air 0.003% O² 20% N²  80% En pratique

5 Mise en évidence Expérience de Berthollet
Expérience de BERTHOLET : Prendre deux réservoirs 1 dm3(1litre) chacun et y mettre dans l ’un du gaz carbonique et dans l ’autre de l ’Hydrogène. La pression est identique dans les deux réservoirs. En établissant la communication entre les deux réservoir la pression ne bouge pas mais un phénomène se produit. Les deux gaz distincts se divisent parfaitement en deux donnant dans chacun des réservoirs 50% d ’hydrogène et 50 % de gaz carbonique. La pression étant toujours de 1 bar que peut-on en déduire. 50% H2 0,5 litre H2 PP H2 0,5 bar 50% CO2 0,5 litre CO2 PP CO2 0,5 bar 100% 1 litre bar Cette expérience justifie que l ’on admette que la pression de chaque gaz d ’un mélange est proportionnel à la concentration (ou pourcentage) de chaque gaz dans ce mélange et la somme de ces pression est égale à la pression totale.

6 + = Loi de Dalton P.p = P.abs x X% Énoncé
A température donnée, la pression totale d'un mélange de gaz est égale à la somme des pressions qu'aurait chacun des gaz s'il occupait seul le volume total. + = La pression partielle du gaz est égale à la pression totale du mélange multiplié par la concentration du gaz dans ce mélange P.p = P.abs x X%

7 Loi de Dalton P.p = P.abs x X% Pp. O²+ Pp.N² = P.abs
Application sur l’air AIR 80% d’azote 20% d’oxygène Pression absolue P.p = P.abs x X% Pp. O²+ Pp.N² = P.abs 0,2 b + 0,8 b = 1 bar

8 Application en plongée
Généralité P.p = P.abs x X% P.p = P.atm + P. relat x X% Peut varier (altitude) Peut varier ( profondeur) Pp augmente

9 Application en plongée
Exemple 0,2 bars d’ O² 20% 0,8 bars de N² 80% 0,4 bars d’ O² 20% 1,6 bars de N² 80% 10 m 0,6 bars d’ O² 20% 2,4 bars de N² 80% 20 m

10 Application en plongée
Toxicité des gaz LE DANGER DE LA TOXICITE DES GAZ NARCOSE N2 Effet PAUL BERT O2 Toxicité des gaz Les gaz que nous respirons deviennent toxique à partir d’une certaine pression partielle, on appelle ces accidents les accident biochimiques. Effet LORRAIN SMITH O2

11 Pression partielle = Pression absolue x X% du mélange
La toxicité des gaz Différent seuils TOXICITE DES GAZ PROFONDEURS 100% 6 mètres O2 1,6 bars 20% 70 mètres 80% N2 5,6 bars 60 mètres Différents seuil de toxicité Limites imposé par la réglementation à faire noter par les élève Air comprimé 5000 Hpascal 5 b CO² Pp < 1 0 Hpascal 10 mb CO Pp < 0.05 Hpascal mb Azote Pp < 5600 Hpascal 5.6 b Oxygène Pp < 1600 Hpascal b  ne pas dépasser pour: Pp d'un mélange O² Pp O² < 1600 Hpascal - de 3 h de travail Recompression d'urgence Pp O² < 2800 Hpascal b Pp dans une enceinte Pp O² < 25% de la Pression totale Nous venons de noter les différente limite imposé par la réglementation à ne pas dépasser car au-delà les gaz que nous respirons deviennent toxiques. Nous allons calculer les différents profondeurs pour l’O² et la N² Faire calculer par les élèves Coller le diaporama n°21 Pression partielle = Pression absolue x X% du mélange

12 CALCUL DES PROFONDEURS AUTORISEES
Pour l’O² Le seuil de danger : 1.6 b de Pression partielle. Pour l’Azote Le seuil de danger : 5.6 b de Pression partielle. A faire calculer avant d’afficher le résultat

13 Application en plongée
La plongée aux mélanges elle permet D’augmenter la profondeur Introduction Nous avons vu que la toxicité des gaz dépend de la pression partielle et non du pourcentage. Pourquoi la plongée aux mélanges ? Augmenter la profondeur Prolonger le séjour Réduire le temps de palier De réduire les paliers De prolonger le séjour

14 La plongée aux mélanges
Différents mélanges % O² N²  de l’air Différents mélanges Binaire NITROX mélange O² et N² dont le % est différent de l'air (21/79) Les mélanges dont le % d’O² est supérieur à l’air sont appelé SUROX 30/ / / er chiffre % O² Ternaire Mélange trimix : Hélium Oxygène Azote 30/70 40/60 50/50 1erchiffre % O²

15 La plongée aux mélanges
Profondeur équivalente Tables élaborées à l’air (21/79) Modification du % Rechercher une profondeur équivalente Pression absolue équivalente Les tables de plongée ont été élaborées à l’air (21 / 79). Mais comme ce pourcentage va être modifier, nous allons rechercher une profondeur équivalente dans la tables pour le calcul des paliers en prenant comme référence le % d’azote. Pae = Pabs x % N² mélange % N² gaz de référence

16 La plongée aux mélanges
Application Mélange 30% O2 / 70%N2 Peut-on plonger avec ce mélange? Quelle sera la Profondeur équivalente? Ce plongeur effectue une plongée à 30 m avec un mélange 40/60 Peut-on plongée avec se mélange et quelle sera la profondeur table pour le calcul des paliers. 30 mètres

17 Vérification toxicité O² et N²
Plongée aux mélanges Peut-on plonger avec ce mélange a 30 mètres ? Vérification toxicité O² et N² 20 / 80 Mélange de référence Mélange 30% O2 / 70%N2 P.p = P.abs x X% N² 4 x 0,7 = 2,8 Bars 60 m 5,6 bars pour N2 0² 4 x 0,3 = 1,2 Bars 70 m 1,6 bars pour O2

18 Plongée aux mélanges Quelle sera la profondeur équivalente ?
Mélange 30% O2 / 70%N2 20 / 80 Mélange de référence Pae = P.abs x % N² mélange % N² gaz de référence 4 X 0,7 0,8 = 3,5 Bars 25 m Lecture sur la table 3,5 - 1 X 10 = 25 mètres

19 Application en plongée
Oxygénothérapie hyperbare Des accidents de plongée Les intoxications au monoxyde de carbone Les brûlures La dermatologie La gériatrie LE CAISSON Un caisson hyperbare ne reçoit pas que des accidents de plongées il sert aussi pour de nombreux traitements notamment les intoxication au monoxyde de carbone les brûlures, la dermatologie, la gériatrie. Ces traitement se font en générale sur une table à 18 m à l’oxygène pur.donc une Pp à 2.8 bars On sait que l’O² est toxique à 1.6 b mais on est suivie par des médecins avec des tables thérapeutiques. Pp O² 2,8 bars