Physique : éléments de calculs de tables

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1 Question 1 00PHY-HE-4-04(1) Question à 4 points Un tissu de période 5 minutes, exposé à de l'air, saturé d'azote est soumis à de l'air à la pression de 5b. 1) Quelle est la TN2 après 15 min d'exposition? (2 points) 2) Déterminer la profondeur théorique calculée du premier palier (Sc = 2,72)? (1 point) 3) Quelle est la profondeur réelle à laquelle sera effectué le premier palier? (1 point) 1) La TN2 après 15 min d'exposition TN2 = [(4-0.8) x ( )] =0.8+(3.2 x 0.875) =3.6b 2) Profondeur théorique calculée du premier palier (Sc = 2,72) TN² = 3,6 bars ; Sc = 2,72 ; Pabs = TN²/Sc = 3,6/2,72 1,324 b soit une profondeur théorique calculée de 3,25 mètres. 3) La profondeur réelle à laquelle sera effectué le premier palier sera donc de 6 mètres. Question 2 00PHY-HE-6-15(1) 1) Lors d une plongée simple à l air de 21 minutes à 30 mètres, quelle est la tension d azote dans un compartiment tissulaire de période 7 minutes? (4 points) 2) Représentez la courbe de charge en azote de ce compartiment. (2 points) 1) Compartiment de période 7 minutes ; exposition de 21 minutes à la pression ; soit 3 périodes et donc un coefficient de 0,875. Profondeur de 30 mètres soit Pabs de 4 bars et PpN2 = Pabs x %N2 = 4 x 0,8 = 3,2 bars. Tension d azote : T N2 = 0,8 + (3,2 0,8) x 0,875 = 2,9 bars. 2) Représentez la courbe de charge en azote de ce compartiment. Représentation de la courbe 1

2 Question 3 00PHY-HE-6-23(2) Un compartiment de période T = 5 min est soumis à une pression absolue (ou ambiante) de 5 bars, dans un mélange gazeux 30/70 (tension initiale d N2 = 0,7 b). 1) Quelle est la pression partielle d azote dans ce compartiment après une durée d exposition de 15 minutes? (2 points) 2) Jusqu à quelle profondeur peut-on le remonter sans dommage sachant que son coefficient Sc = 2,72? (2 points) 3) Si l on souhaite optimiser la décompression sans toutefois exposer le compartiment à la toxicité de l O2, quel Nitrox faudrait-il prendre? (2 points) 1) Pression partielle d azote : 5*0.7 = 3,5 bars Gradient de pression initial : (3,5 0,7) b = 2,8 b Tension d azote après 15 minutes : TN2 = 0,7 + (3,5-0,7) x 0,875 = 3,15 bars 2) Sc = 2,72? Pression ambiante minimale admissible : Sc = TN2/Pabs d où Pabs = TN2/Sc Pabs =3,15/2,72 = 1,15 soit une profondeur de 1,5 m 3) Pabs = 5 b PpO2 = Pabs x %O2 %O2 = PpO2/Pabs = 1,6/5 = 0,32 soit32 % Le meilleur Nitrox sera donc un 32/68. Question 4 00PHY-HE-6-44(2) 1) Quels sont les différents états de saturation? (1 point) 2) Qu appelle-t-on «sursaturation critique»? (1 point) 3) Lors d une plongée à l air à 30 mètres pendant 20 minutes, on considère 2 tissus T10 et T20. Quel sera le tissu directeur et quelle hauteur de palier imposera-t-il? (4 points) On donne : Sc 10 min = 2,38 et Sc 20 min = 2,04 1) Les différents états de saturation : Sous-saturation ; saturation (équilibre) ; sursaturation. 2) La sursaturation critique est le seuil de tension de gaz au sein d un tissu, au delà duquel sa désaturation se fait de façon anarchique. 3) Profondeur 30 mètres soit 4 bars. PpN2 à 30 mètres : PpN2 = 4 x 0,8 = 3,2 bars - Tissu de période 10 minutes ; Nombre de périodes : 2 ; Coefficient : 0,75 TN2 (10 min.) = 0,8 + ( 3,2 0,8 ) x 0,75 = 2,6 bars Profondeurs du palier ; 2

3 Sc = TN2 / Pabs soit Pabs = T N2 / Sc = 2,6 / 2,38 = 1,093 bar soit 0,93 mètres. - Tissu de période 20 minutes ; Nombre de périodes : 1 ; Coefficient : 0,5 TN2 (20 min.) = 0,8 + ( 3,2 0,8 ) x 0,5 = 2 bars Profondeurs du palier ; Pabs = 2 / 2,04 = 0,98 bar donc pas de palier. Le tissu directeur sera le tissu 10 minutes, et le palier devra s effectuer à 3 mètres. Question 5 00PHY-HE-6-54(2) Plongée", ainsi parle-t-on de COMPARTIMENT, de TENSION, de GRADIENT et de PERIODE. 1) Définir ces termes. (2 points) 2) Quelle sera la Tension d'azote dans un compartiment de période 20 minutes, initialement saturé à l'air atmosphérique après une immersion de 40 minutes à une profondeur de 40 m? (2 points) 3) Quelle serait la conséquence d'un retour immédiat en surface après les 40 minutes à 40 m? Le coefficient de sursaturation critique (noté Sc) de ce compartiment 20 minutes est égal à 2,04. (1 point) 4) Quelle sera donc la profondeur théorique du premier palier? (1 point) 1) COMPARTIMENT : c est une entité théorique (concept mathématique) qui représente différents éléments de l organisme, se comportant de façon identique vis à vis de la saturation et de la désaturation de l azote. TENSION : c est la quantité de gaz dissout dans un liquide (dans un compartiment donné). GRADIENT : différence entre la pression de gaz au-dessus du liquide et la tension de gaz dans le liquide. Ou l inverse dans le cas d une désaturation (G = PPN2-TN2) PERIODE : c est le temps que met un liquide pour dissoudre ou éliminer la moitié du gradient. 2) Profondeur de 40 mètres soit Pabs = 5 bars ; tissu de période 20 minutes ; 40 minutes d exposition à la pression ; soit 2 périodes et donc un coefficient de 0,75 T N2 = 0,8 + ( 4-0,8 ) x 0,75 = 3,2 bars T N2 = 3,2 bars 3) Sc = T N2 / Pabs Ici pour un retour en surface on aurait : T N2 / Pabs = 3,2 / 1 = 3,2 Pour le tissu 20 min. le Sc est égal à 2,04 (cette valeur correspond au seuil au-delà duquel se produirait l'accident de décompression.). Un retour en surface donnerait une valeur de 3.2, largement au-delà de la limite, d'où le fort risque d'accident. 4) Pabs = T N2 / Sc = 3,2 / 2,04 = 1,57 bar Soit une profondeur de palier théorique de 5,7 m 3

4 Question 6 00PHY-HE-6-83(2) Une palanquée effectue une plongée de 30 minutes à 35 mètres. a) Quelle est la tension d azote dans les 2 compartiments : 10, 30? b) Quel sera le tissu directeur et par la même occasion la profondeur théorique calculée du premier palier imposé? c) Quelle est la profondeur réelle à laquelle sera effectuée ce palier? (SC10 = 2,38 ; SC30 = 1,82) a) Tension finale Tf = 4,5 x 0,8 = 3,6 bars (1 point) TN2 10 min. = 0,8 + (3,6-0,8) x 0,875 = 3,25 bars TN2 30 min. = 0,8 + (3,6-0,8) x 0,5 = 2,2 bars (3 points) b) Tissu directeur? 10 min. : Pabs = 3,25 / 2,38 = 1,365 soit 3,65 m 30 min. : Pabs = 2,20 / 1,82 = 1,209 soit 2,09 m Le tissu directeur est celui qui impose le palier le plus profond : donc ici le tissu 10 min. b) Palier à 3,65 m : profondeur réelle du palier : 6 mètres Palier à 2,09 m : profondeur réelle du palier : 3 mètres (2 points) Question 7 01PHY-HE-4-33(1) Question à 4 points Un plongeur effectue une plongée à l'air de 21 minutes à 44 mètres. On néglige la descente. a) Quelle sera la tension d'azote dans le compartiment de période 7 minutes à l issue de ce temps? (3 pts) b) Représenter la courbe de charge en azote de ce compartiment. (1 pt) a) - Compartiment de période 7 minutes ; exposition de 21 minutes à la pression ; soit 3 périodes et donc un coefficient de 0,875. ( 1 Pt ) - Profondeur de 44 mètres soit Pabs de 5,4 bars et PpN2 = Pabs x %N2 = 5,4 x 0,8 = 4,32 bars. Tension d azote : T N2 = 0,8 + ( 4,32 0,8 ) x 0,875 = 3,88 bars. ( 2 Pts ) b) Représenter la courbe de charge en azote de ce compartiment. (1 pt) Représentation de la courbe : 4

5 Question 8 01PHY-HE-6-25(1) a) Un plongeur effectue une plongée à l air de 60 min à 10 mètres (on néglige le temps de descente). Quelle sera la tension d'azote d'un compartiment de période 30 min. à l issue de la plongée? (2 pts) b) Quelle sera la tension d'azote d'un compartiment de période 30 min., après une respiration en surface de 1h30 à l'02 dès la sortie de l'eau, si la T N2 initiale de ce tissu est de 1,4 bar? (2 pts) c) Même question si la respiration se fait à l air pendant 1h 30 après le retour en surface. Conclusion? (2 pts) a) Période 30 min, exposition 1H00, soit deux périodes donc coefficient de 0,75. TN2 = 0,8 + ( 1,6 0,8 ) x 0,75 = 1,4 bars T N2 = 1,4 bar ( 2 Pts ) b) Compartiment de période 30 minutes ; 1 h 30 minutes d exposition à l oxygène ; soit 3 périodes et donc un coefficient de 0,875 T N2 (initiale) = 1,4 bar ; T N2 (respirée) = 0 bar. T N2 = 1,4 + ( 0-1,4 ) x 0,875 = 0,175 bars T N2 = 0,175 bar ( 2 Pts ) c) Dans le cas d une respiration à l air : TN2 (respirée) = 0,8 bar TN2 = 1,4 + (0,8 1,4) x 0, 875 = 0,875 b TN2 = 0, 875 bar Conclusion : La respiration d O2 en surface permet d éliminer l azote plus rapidement qu en respirant de l air. (2 pts) Question 9 01PHY-HE-6-26(2) Dans une même plongée un plongeur s'immerge à 10 m et y reste 10 min avant de descendre à 20 m et y rester 10 min. 1) Quelle sera la T N2 du compartiment 10 min. à la fin de sa plongée? (4 points) 2) Peut-il remonter directement? (2 points) Sc 10 min. = 2,38. Le temps de descente n est pas pris en compte pour le calcul. 1) Profondeur 10 m. : Pabs de 2 bars. PpN2 à 10 m. : PpN2 = Pabs x %N2 = 2 x 0,8 = 1,6 bars Compartiment de période 10 minutes ; 10 minutes d exposition à la pression ; soit une période et donc un coefficient de 0,50 T N2 = 0,8 + ( 1,6-0,8 ) x 0,50 = 1,2 bars (2 points) - Profondeur 20 m. : Pabs de 3 bars. PpN2 à 20 m. : PpN2 = Pabs x %N2 = 3 x 0,8 = 2,4 bars Compartiment de période 10 minutes ; 10 minutes d exposition à la pression ; soit une période et donc un coefficient de 0,50 TN2 = 1,2 + ( 2,4-1,2 ) x 0,50 = 1,8 bars (2 points) 5

6 2) Peut-il remonter directement? Profondeur du palier ; Sc = T N2 / Pabs soit Pabs = T N2 / Sc = 1,8 / 2,38 = 0,76 bar Donc pas de palier et le plongeur peut remonter directement. Question 10 01PHY-HE-6-27(2) Une palanquée effectue une plongée de 30 minutes à 35 mètres. 1) Quelle est la tension d azote dans les 2 compartiments : 10, 30? (SC10 = 2,38 ; SC30 = 1,82) (3 points) 2) Quel sera le compartiment directeur et par la même occasion la profondeur théorique calculée du premier palier imposé? (3 points) 1) Tension finale Tf = 4,5 x 0,8 = 3,6 bars (1point) TN2 10 min. = 0,8 + (3,6-0,8) x 0,875 = 3,25 bars (1 point) TN2 30 min. = 0,8 + (3,6-0,8) x 0,5 = 2,2 bars (1 point) 2) 10 min. Pabs = 3,25 / 2,38 = 1,365 soit 3,65 m palier à 6 mètres 30 min. Pabs = 2,20 / 1,82 = 1,209 soit 2,09 m palier à 3 mètres Le compartiment directeur est celui qui impose le palier le plus profond. Le compartiment directeur est donc ici le tissu 10 min. (1 point) (1 point) (1 point) Question 11 01PHY-HE-6-28(2) Un compartiment de période T = 5 mn est soumis à une pression absolue (ou ambiante) de 5 bars, dans un mélange gazeux 30/70 (tension initiale d N2 = 0,7 b). a) Quelle est la pression partielle d azote dans ce compartiment après une durée d exposition de 10 minutes? (3 pts) b) Jusqu à quelle profondeur peut-on le remonter sans dommage sachant que son coefficient Sc = 2,50? a) PpN2 = 0,70 x 5 = 3,5 bars 10 min. d exposition correspondent à deux périodes pour un compartiment de période 5 min. soit 0,75 T N2 = 0,7 + ( 3,5-0,7 ) x 0,75 = 2,80 bars b) Sc = T N2 / Pabs donc Pabs = T N2 / Sc Pabs = 2,80 / 2,5 = 1,12 bar soit une profondeur de 1,20 mètres (ce qui ferait un palier à 3 mètres.) 6

7 Question 12 01PHY-HE-6-29(2) Lors d une plongée simple à l air de 21 minutes à 45 mètres, quelle est la tension d azote dans un compartiment tissulaire de période 7 minutes (on néglige la descente)? 1) Représentez la courbe de charge en azote de ce compartiment.? (2 pts) 2) Sachant que le Sc de ce compartiment est de 2,54, démontrer par le calcul qu on ne pourra pas le remonter à la surface? (2 pts) 3) En déduire la profondeur théorique du premier palier? (2 pts) 1) Compartiment de période 7 minutes ; exposition de 21 minutes à la pression ; soit 3 périodes et donc un coefficient de 0,875. Profondeur de 45 mètres soit Pabs de 5,5 bars et PpN2 = Pabs x %N2 = 5,5 x 0,8 = 4,4 bars. Tension d azote : T N2 = 0,8 + (4,4 0,8 ) x 0,875 = 3,95 bars. - Représentation de la courbe. 2) Sc = TN2/Pabs Si on remonte le compartiment à la surface nous aurons Pabs = 1 b Donc le rapport TN2/Pabs = 3,95/1 = 3,95 soit bien supérieur au Sc de 2,54. Donc il n est effectivement pas possible de remonter le compartiment à la surface. 3) En déduire la profondeur théorique du premier palier? (2 pts) Pabs = TN2/Sc = 3,95/2,54 = 1,56 soit une profondeur de 5,60 mètres Question 13 01PHY-HE-6-30(2) a) Qu appelle-t-on «sursaturation critique»? (1 pt) b) Lors d une plongée à l air à 30 mètres pendant 20 minutes, on considère 2 compartiments T10 et T20. Quel sera le compartiment directeur et quelle hauteur de palier imposera-t-il? On donne : Sc 10 min. = 2,38 et Sc 20 min. = 2,04 (3 pts) c) A l arrivée en surface, le compartiment T10 a une TN2 de 2,3 b. Immédiatement à sa sortie de l eau, le plongeur respire du nitrox 40/60 sur le bateau. Quelle sera la tension d azote dans ce compartiment au bout de 30 mn? Que peut-on en déduire? (2 pts) a) La sursaturation critique est le seuil de tension de gaz au sein d un tissu, au delà duquel sa désaturation se fait de façon anarchique. b) Profondeur 30 mètres soit 4 bars.ppn2 à 30 mètres : PpN2 = 4 x 0,8 = 3,2 bars - Compartiment de période 10 minutes :Nombre de périodes : 2 : Coefficient : 0,75 T N2 (10 min.) = 0,8 + ( 3,2 0,8 ) x 0,75 = 2,6 bars - Profondeurs du palier ; Sc = T N2 / Pabs, soit Pabs = T N2 / Sc = 2,6 / 2,38 = 1,093 bar soit 0,93 mètres. 7

8 - Compartiment de période 20 minutes : Nombre de périodes : 1 : Coefficient : 0,5 T N2 (20 min.) = 0,8 + ( 3,2 0,8 ) x 0,5 = 2 bars Profondeurs du palier ; Pabs = 2 / 2,04 = 0,98 bar : donc pas de palier. Le compartiment directeur sera le compartiment 10 minutes, et le palier devra s effectuer à 3 mètres. c) La PpN2 du nitrox respiré en surface est : PpN2 = 1 x 0,6 = 0,6 b La durée d inhalation est de 30 mn soit 3 périodes. Le coefficient est de 0, 875. PpN2 = 2,3 (0,6 2,3) x 0,875 = 0, 81 b (1 pt) Conclusion, l inhalation du nitrox pendant 30 mn a permis une meilleure élimination de l azote et l on se retrouve pour ce compartiment quasiment désaturé. Donc prêt pour une nouvelle «plongée simple» sans majoration. (1 pt) Question 14 01PHY-HE-6-31(1) 1) Certains concepts mathématiques sont nécessaires à la modélisation des "tables de plongée", ainsi parle-t-on de COMPARTIMENT, de TENSION, de GRADIENT et de PERIODE. Définir ces termes? (2 pts) 2) Un compartiment de période 10 mn (saturé initialement à l air) est exposé à une pression ambiante de 3 b au nitrox 30/70. 3) Sachant que le coefficient de sursaturation critique pour ce compartiment est Sc = 2,38 ; pourra t on ramener ce compartiment à un pression ambiante de 1 b sans problème? (2pts) 1) COMPARTIMENT : c est une entité théorique (concept mathématique) qui représente différents éléments de l organisme, se comportant de façon identique vis à vis de la saturation et de la désaturation de l azote. TENSION : c est la quantité de gaz dissout dans un liquide (dans un compartiment donné). GRADIENT : différence entre la pression de gaz au-dessus du liquide et la tension de gaz dans le liquide. (G = PPN2-TN2) PERIODE : c est le temps que met un liquide pour dissoudre ou éliminer la moitié du gradient. 2) 20 mn correspond à 2 périodes du compartiment 10 mn. PpN2 = 3 x 0,7 = 2,7 b TN2 = (0,8 (2,7 0,8) x 0,5 = 1,75 b 3) Sc = TN2 / P ambiante P ambiante = TN2 / Sc = 1,75 / 2,38 = 0,74 donc inférieur à 1. Le compartiment pourra sans problème être ramené à 1 b de pression ambiante. 8

9 Question 15 02PHY-HE-6-33(2) On veut comparer la tension d azote ( N2 ) dans le tissu de période 20 minutes de deux plongeurs A et B, lors d une plongée de 40 minutes à 30 mètres. Le plongeur A utilisera de l air, tandis que le plongeur B utilisera un nitrox ( 40% d O2 et 60% de N2 ). Périodes en minutes Coefficients de sursaturation / Indiquer la tension initiale de N2 dans le tissu 20 minutes, des deux plongeurs A et B, sachant qu ils n ont ni plongé, ni séjourné en altitude depuis 24 heures? (0,5 pts) 2/ Calculer la tension de N2 dans le tissu 20 minutes pour chacun des deux plongeurs au bout de 20 minutes de plongées? (2 pts) 3/ Calculer la tension de N2 dans le tissu 20 minutes pour chacun des deux plongeurs au bout de 40 minutes de plongées? (2 pts) 4/ Indiquer pour chacun des deux plongeurs si un palier est nécessaire. 1/ Tension de N2 pour les plongeurs A et B = 0.8 bars. 2/ Plongeur A : 2 bars. (1 pt) Plongeur B : 1,6 bars. (1 pt) 3/ Plongeur A : 2,6 bars. (1 pt) Plongeur B : 2,0 bars. (1 pt) 4/ Plongeur A Palier : oui (0.5 pt) Profondeur 1,7 m ( ou 3 m arrondi ). (0.5 pt) Plongeur B Palier : non (0.5 point) Question 16 02PHY-HE-6-37(2) Lors d une plongée de 20 minutes à 40 mètres, quelle sont les tensions d azote dans des compartiments de période 20 minutes et 5 minutes? (2 pts) 1) Lequel de ces deux compartiments est considéré comme compartiment directeur compte tenu que les coefficients de sursaturation critique sont SC20 = 2.04 et SC5 = 2.72? (2 pts) 2) En déduire la profondeur du premier palier? (2 pts) 3) Lequel de ces deux compartiments est considéré comme compartiment directeur compte tenu que les coefficients de sursaturation critique sont SC20 = 2.04 et SC5 = 2.72? 1) TN2 tissu 5 : 3.8 b après plongée de 20 à 40 m TN2 tissu 20 : 2.4 b après plongée de 20 à 40 m 9

10 ) SC = TN2 / PA Tissu 5 : PA = 3.8 / 2.72 = 1.40 soit 4 m Tissu 20 : PA = 2.4 / 2.04 = 1.18 soit 1.8 m 3) Le tissu directeur est donc le tissu 5 il nous oblige à faire un premier palier à 6 m Question 17 04PHY-HE-4-06(2) Question à 4 points Pierre s immerge pendant 30 minutes à 30 m lors d une plongée à l air (02 : 20%, N2 : 80%). Quelle sera la tension d azote du compartiment 10 minutes (T10) après ces 30 minutes? Peut-il remonter directement à la surface sachant que le coefficient de sursaturation critique du compartiment T10 est Sc = 2,38? Justifiez votre réponse. (4 points) 30 minutes pour un compartiment 10 minutes correspondent à 3 périodes. Pabs à 30 m = 4 bars T N2 initial = 0,8 T N2 d exposition = 4 X 0,8 = 3,2 b 1 point Ou : Au bout d une période : TN2 = (0,8 + 3,2) / 2 = 2 b Au bout de 2 périodes : TN2 = (2 + 3,2) / 2 = 2,6 b Au bout de 3 périodes : TN2 = (2,6 + 3,2) / 2 = 2,9 b TN2 = 0,8 + (3,2 0,8) x 0,875 = 2,9 b 2 points Il peut remonter si TN2 / Sc est inférieur à 1, il ne peut pas remonter sinon : TN2 / Sc = 2,9 / 2,38 = 1,218 b soit un palier à 3 m. 0,5 point 0,5 point 10

11 Question 18 05PHY-HE-4-03(2) Question à 4 points Les tables MN 90 ont été établies avec 12 compartiments dont les seuils de sursaturation critique sont indiqués dans le tableau suivant : Cx Périodes Sc C5 5 minutes 2,72 C7 7 minutes 2,54 C10 10 minutes 2,38 C15 15 minutes 2,20 C20 20 minutes 2,04 C30 30 minutes 1,82 C40 40 minutes 1,68 C50 50 minutes 1,61 C60 60 minutes 1,58 C80 80 minutes 1,56 C minutes 1,55 C minutes 1,54 Déterminez, par le calcul, la profondeur précise à laquelle il est possible de s immerger pendant une durée illimitée sans faire de palier? On considère que l air est composé de 20% d Oxygène et 80% d Azote. NB On prendra 1 bar comme pression atmosphérique et 1 comme densité de l eau Pabs = TN2 / Sc On considère le compartiment le plus pénalisant à saturation totale, le C120. Pabs =TN2 / Sc Pour pouvoir remonter ce compartiment à la surface, il faut que TN2/Sc soit au maximum égal à 1. Donc Tn2 = Sc = 1,54. On aura cette TN2 à saturation à P abs = TN2/0,8 = 1,54 / 0,8 = 1,925 bars => 9,25 mètres Question 19 06PHY-HE-4-01(2) Question à 4 points Un plongeur effectue une plongée à l'air de 21 minutes à 38 mètres. On néglige la descente. Quelle sera la tension d'azote dans le tissu de période 7 minutes à l issue de ce temps? (4 pts) - Tissu de période 7 minutes ; exposition de 21 minutes à la pression ; soit 3 périodes et donc un coefficient de 0,875. ( 1 Pt ) - Profondeur de 38 mètres soit : Pabs de 4,8 bars et PpN2 = Pabs x %N2 = 4,8 x 0,8 = 3,84 bars. Tension d azote : T N2 = 0,8 + ( 3,84 0,8 ) x 0,875 = 3,46 bars. ( 3 Pts ) 11

12 Question 20 06PHY-HE-4-02(1) Question à 4 points Un plongeur effectue une plongée à l'air de 21 minutes à 52 mètres. On néglige la descente. 1) Quelle sera la tension d'azote dans le tissu de période 7 minutes à l issue de ce temps? (2 pts) 2) Sachant que le coefficient de sursaturation critique pour ce tissu est de 2,54, quel sera la profondeur du premier palier imposé par ce tissu? (2 pts) Tissu de période 7 minutes ; exposition de 21 minutes à la pression ; soit 3 périodes et donc un coefficient de 0,875. ( 1 Pt ) - Profondeur de 52 mètres soit Pabs de 6,2 bars et PpN2 = Pabs x %N2 = 6,2 x 0,8 = 4,92 bars. - Tension d azote : T N2 = 0,8 + (4,92 0,8) x 0,875 = 4,40 bars. ( 1 Pt ) 2) Sc = TN2/Pamb limite Pamb limite = TN2/Sc = 4,40/2,54 = 1,73 qui correspond à une profondeur de 7,30 mètres Question 21 06PHY-HE-6-04(2) Un plongeur s'immerge à 20 m et y reste 10 min. puis descend à 30 m où il reste 10 min. Nota: le temps de descente n est pas pris en compte pour le calcul. Quelle sera la T N2 du compartiment 10 min. au moment de la remontée? (4 pts) Profondeur 20 m. Pabs de 3 bars. PpN2 à 20 m. PpN2 = Pabs x %N2 = 3 x 0,8 = 2,4 bars Tissu de période 10 minutes ; 10 minutes d exposition à la pression ; soit 1 période et donc un coefficient de 0,50 T N2 = 0,8 + (2,4-0,8) x 0,50 = 1,6 bars (2 Pts) Profondeur 30 m. Pabs de 4 bars. PpN2 à 30 m. PpN2 = Pabs x %N2 = 4 x 0,8 = 3,2 bars Tissu de période 10 minutes ; 10 minutes d exposition à la pression ; soit 1 période et donc un coefficient de 0,50 T N2 = 1,6 + (3,2-1,6) x 0,50 = 2,4 bars (2 pts ) Profondeurs du palier ; Sc = T N2 / Pabs soit Pabs = T N2 / Sc = 2,4 / 2,38 = 1,01 bar il y aura donc un palier à faire. Le plongeur ne peut pas remonter directement. (Il n est pas demandé la profondeur du palier) Question 22 06PHY-HE-6-14(2) Un compartiment de période T = 10 mn précédemment saturé en surface à l air, est immergé à une pression de 4 b dans une atmosphère de nitrox (30% O2 et 70% N2). (*) Sc = 2,38 pour le compartiment 10 mn. 1) Quelle sera la tension d azote dissous dans ce compartiment au bout de 30 mn? (2 pts) 2) Celui-ci pourra t il être ramené à la surface sans problème? (2pts) 3) A la sortie de plongée ce compartiment présente une tension d N2 résiduelle de 2,3 b. 12

13 1) 30 mn correspondent à 3 périodes. Donc coefficent 0,875. PpN2 d exposition : PpN2 = Pabs x %O2 = 4 x 0,7 = 2,8 b TN2 = 0,8 (2,8 0,8) x 0,875 = 2,55 b 2) Sc = TN2/Pabs = 2,38 Pabs = TN2/Sc = 2,55/2,38 = 1,07 > 1 donc on ne peut pas remonter ce compartiment en surface. 3) 20 mn correspondent à 2 périodes. Donc coefficient 0,75. PpN2 Nitrox surface = 1 x 0,7 = 0,7 b. A l air : TN2 = 2,3 (0,8 2,3) x 0,5 = 1,55 b Au nitrox : TN2 = 2,3 ( 0,7 2,3) x 0,5 = 1,50 b Conclusion : L exposition au nitrox après la plongée permet de désaturer plus rapidement le compartiment. Question 23 10PHY-HE-6-03(1) Vous plongez sur un tombant. Vous décidez de faire 10 minutes au fond à 40 mètres et 10 minutes en haut du tombant sur 20 mètres. On néglige le temps de la remontée. Vous avez 2 possibilités : 1ère : les 10 minutes à 40 mètres en 1er puis les 10 minutes à 20 mètres 2ème : les 10 minutes à 20 mètres puis les 10 minutes à 40 mètres. Calculez les tensions finales dans les 2 cas pour le compartiment 5 minutes? Quelle possibilité allez-vous adopter? Justifiez? (2 points) 1ère possibilité Après les 10 minutes à 40 mètres PpN2(40m) = 4 bars 2 périodes : taux de saturation 75% Gradient : 4-0,8 = 3.2 bars TN2(40m) = 0,8 + (3.2 x 75 %) = 3,2 bars Puis après les 10 minutes à 20 mètres PpN2(20m) = 2,4 bars 2 périodes : taux de saturation 75% Gradient : 2,4-3,2 = -0,8 bars TN2(20m) = 3,2 + (-0,8 x 75 %) = 2,6 bars TN2finale = 2,6 bars 2nde possibilité Après les 10 minutes à 20 mètres PpN2(20m) = 2,4 bars 2 périodes : taux de saturation 75% Gradient : 2,4-0,8 = 1,6 bars TN2(20m) = 0,8 + (1,6 x 75 %) = 2 bars (2 points) (2 points) 13

14 Puis après les 10 minutes à 40 mètres PpN2(40m) = 4 bars 2 périodes : taux de saturation 75% Gradient : 4-2 = 2 bars TN2(40m) = 2 + (2 x 75 %) = 3,5 bars TN2finale = 3,5 bars 1ère possibilité. Le plongeur sort avec une tension d azote moins importante. De plus il commence à diminuer sa TN2 en remontant à 20 mètres alors que dans le second cas il augmente sa TN2 en descendant à 40 mètres. Importance de ne pas faire de plongée à profil inversé. Question 24 10PHY-HE-6-10(2) Un plongeur s immerge pendant 20 minutes à 30 mètres, en plongée simple. 1) Au terme de ce délai, quelles sont les tensions d azote des compartiments de 5, 10 et 20 minutes? (3 points) 2) Quel est le compartiment directeur et quelle sera la profondeur théorique du premier palier? (3 points) Données : seuils de sursaturation critique SC5 = 2.72 ; SC10 = 2.38 ; SC20 = 2.04.On convient que la composition de l air est de 20% d O2 et 80% d N2, et on néglige la remontée dans le calcul. 1) La pression partielle d exposition à l azote est de : 4 b x 0,8 = 3,2 b C 5 : Taux de saturation : 20 / 5 = 4 périodes 93,75 % 94 % TN2 = 0, (3,2 0,8) = 3.06 b C 10 : Taux de saturation : 20 / 10 = 2 périodes 75 % TN2 = 0, (3,2 0,8) = 2,60 b C 20 : Taux de saturation : 20 / 20 = 1 période 50 % TN2 = 0, (3,2 0,8) = 2 b (1 point pour la méthode point par TN2 correcte) 2) Pression absolue au premier palier : Pabs = TN2 / SC C 5 : Pabs5 = 3.06 / ,13 b C 10 : Pabs10 = 2,60 / ,09 b C 20 : Pabs20 = 2 / ,98 b (1 point pour la formule + 0,5 point par Pabs correcte) La pression absolue du premier palier exigé par le compartiment de période 5 est la plus importante, il s agit donc du compartiment directeur. (0,5 point) Il exige un premier palier à la pression de 1,13 b soit une profondeur théorique de 1,30 mètre (accepter également 3 mètres). (0,5 point) 14