Calcul d autonomie NII-NIII. Rappels sur compressibilité des gaz Calcul de consommation Compressibilité des gaz Influence de la température

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Lucien Thibodeau
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1 Calcul d autonomie NII-NIII Rappels sur compressibilité des gaz Calcul de consommation Compressibilité des gaz Influence de la température

2 Autonomie Rappel : Compressibilité des gaz L'irlandais Robert Boyle ( ) et l'abbé français Edme Mariotte ( ) ont mis en évidence la compressibilité des gaz. Mises en évidence : pompe à vélo dont on bouche l extrémité on constate que V quand P quand on gonfle un bloc on augmente la quantité d air contenue ce qui augmente la pression la combinaison de plongée qui contient des bulles d air s écrase lorsque l on descend : on doit resserrer sa ceinture de plomb

3 Autonomie Rappel : Compressibilité des gaz F PxV=1 1 bar h 1 l P

4 Autonomie Rappel : Compressibilité des gaz 2xF PxV=0,5x2=1 2 bars h 1/2 l P

5 Autonomie Rappel : Compressibilité des gaz 4xF PxV =0,25x4=1 4 bars h0,25 l PxV = constante P

Autonomie : consommation En surface : l air inspiré est à 1 bar et on consomme en moyenne entre 15 et 20 l par minute En immersion : nos poumons ont toujours le même volume, on consomme donc toujours

6 Autonomie : consommation En surface : l air inspiré est à 1 bar et on consomme en moyenne entre 15 et 20 l par minute En immersion : nos poumons ont toujours le même volume, on consomme donc toujours 20 litres par minute. En revanche ces 20 litres sont respirés à la pression ambiante (ici à 10 mètres 2 bars). On consomme donc deux fois plus d air à 20 m qu à 10 m. Cela est mis en évidence lorsque l on regard eles bulles expirées qui augmentent de volume en remontant vers la surface.

7 Autonomie : principe de calcul En surface : on regarde la quantité d air disponible Bloc de 12 litres gonflé à 200 bars -> PxV = 2400 litres d air à 1 bar En immersion on calcule la consommation par minute par ex à 20 mètres : On consomme 20 litres par minute A pression ambiante : 3 bars La quantité d air consommée par minute est donc de 20 litres à 3 bars = 20 x 3 = 60 litres à 1 bars Pour connaitre l autonomie on divise la quantité d air disponible par la consommation par minute : 2400 litres dispo / 60 litres par minutes = 2400/60 = 40 minutes

8 Autonomie : consommation

9 Autonomie : principe de calcul Il faut prendre en compte la réserve! 50 bars à 20 mètres 80 bars (minimum) à 40 mètres Encore plus au-delà Exemple complet : Plongée à 40 mètres Bloc 12 litres gonflé à 180 bars Réserve 80 bars

10 Autonomie : principe de calcul Exemple complet : Plongée à 40 mètres Bloc 12 litres gonflé à 180 bars Réserve 80 bars Air disponible : 180 bars 80 bars de réserves = 100 bars P*V = 100 * 12 = 1200 litres à 1 bar Air consommé par minute ramené à 1 bar : Pression ambiante : 5 bars P*V = 5 * 20 = 100 litres/minute Autonomie : 1200/100 = 12 minutes!

11 Autonomie : principe de calcul Niveau III : vous pouvez calculer la réserve nécessaire en calculant la consommation aux paliers avec la même méthode que précédemment.

12 Compressibilité des gaz : influence de la température (loi de Charles) Sans mano, comment savoir si un bloc vient juste d être gonflé? Il est plus chaud Un bloc gonflé à 200b et immergé dans de l eau froide voit sa pression? Diminuer Il existe une relation entre pression, volume et température

13 Compressibilité des gaz : influence de la température

14 Compressibilité des gaz : influence de la température

15 Compressibilité des gaz : influence de la température Le même bloc à 5 C? ( ) * 200 / ( ) = 190 b Un plongeur qui part avec un bloc de 200b à 20 C se retrouve au France avec 190b sans avoir respiré 220b à 20 C, quelle pression à 60 C? ( ) * 220 / ( ) = 250b Un bloc laissé dans une voiture au soleil peut dépasser sa pression de service La pression varie d environ 2b tous les 3 C 28/04/2005 N4 -Les Pressions & Mariotte Cath.Besnard - MF1-15

16 Lestage NII-NIII Pourquoi certains objets coulent et d'autres flottent? Pourquoi met-on une ceinture de plomb en plongée? Pourquoi est-on plus lourd au fond? Un clou coule mais un porte-avions flotte le poids n est donc pas la seule explication.

17 La flottabilité Mise en évidence : le bloc parait plus lourd sur le bateau que dans l eau Il faut faire un effort pour maintenir une planche sous l eau En immersion le poumon ballast nous fait monter Il y a une relation entre le volume et le poids

18 La flottabilité : principe d Archimède Tout corps plongé dans un liquide subit une poussée: verticale, dirigée de bas en haut, égale au poids du volume de liquide déplacé. V P

19 La flottabilité : poids apparent V Poids APPARENT = Poids RÉEL - Poussée d'archimede Le poids apparent va déterminer la flottabilité d'un corps P Poussée Archimède supérieure au Poids réel : l objet flotte flottabilité positive = je flotte (bouchon de liège) Poussée Archimède égale au Poids réel: l objet est en équilibre flottabilité nulle = je suis équilibré (méduse) Poussée Archimède inférieure au Poids réel: l objet coule flottabilité négative = je coule (enclume)

20 La flottabilité : poids apparent en immersion C'est parce que nous diminuons de volume. Plus la profondeur augmente plus la pression hydrostatique augmente. Cette pression comprime de plus en plus l air emprisonné dans toutes les cavités : la stab, la combinaison néoprène, l estomac, diminuent de volume (Mariotte). Cette diminution de volume fait augmenter le poids apparent du plongeur. (Ce n est donc pas le poids de l eau au dessus du plongeur qui le pousse vers le bas).

21 La flottabilité : gilet et poumon ballast Le gilet est là pour nous équilibrer à toute profondeur Gonfler le gilet -> s alléger Dégonfler le gilet -> s alourdir. Gilet ou poumons? Faible variation : poumons Et si cela ne suffit pas Forte variation de profondeur : gilet

La flottabilité : lestage Pourquoi utiliser une ceinture de plomb : Le plomb déplace un volume d eau dont le poids est très inférieur à son poids Il

22 La flottabilité : lestage Pourquoi utiliser une ceinture de plomb : Le plomb déplace un volume d eau dont le poids est très inférieur à son poids Il augmente ainsi plus le poids apparent du plongeur que son volume Le bon lestage? Le bon lestage permet de tenir son palier de 3 mètres en fin de plongée

23 La flottabilité : s équilibrer Trop de lestage donne une position verticale au plongeur ce qui s oppose à son déplacement, le plongeur est plus lourd, c est un facteur favorisant à l essoufflement

24 La flottabilité : lestage Régler son lestage: Avant l immersion, ventilation normale eau au niveau du masque Stab vide un plongeur flotte en surface Emmener un kilo détachable pour test au palier Un lestage n est pas éternel : Il dépend du matériel : bloc, combi (neuve), phare, Noter votre lestage et le matériel utilisé sur votre carnet de plongée

25 La flottabilité : autres éléments influant sur la flottabilité

26 La flottabilité : autres éléments influant sur la flottabilité Poumons ballasts Gilet Moyen d augmenter son volume et diminuer son poids apparent Penser à le vider régulièrement à la remontée Parachute de palier Le gonfler avec son secours en expirant en même temps Utiliser un «petit» plomb (100 à 200 grammes)

27 La flottabilité : autres éléments influant sur la flottabilité Début ou fin de plongée Le bloc se vide et perd environ 2 kgs d air (pour un 12 litres de 220 à 50 bars) Eau salée ou eau douce : Le poids d un litre d eau salé est plus lourd qu un litre d eau douce -> la poussée d Archimède est plus forte en mer qu en lac. -> notre poids apparent est plus élevé en eau douce (lac ou carrière) il faut enlever entre 1 à 2 kgs

28 La flottabilité : exercices Vous êtes équilibrés sans phare de plongée avec une ceinture de 5 kilos. On vous prête un phare qui pèse 1,5 kilo pour un volume de 1/2 litre : comment modifiez vous votre lestage? Comme vous craignez d avoir froid vous rajoutez une surveste à votre monopièce qui pèse 500 grammes et représente un volume de 1,5 litres : comment modifiez vous votre lestage?

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