Mariotte / Accidents. Niveau 1 et Niveau 2. Apsavo (2004)

Transcription

1 Mariotte / Accidents Niveau 1 et Niveau 2

2 Plan du cours Rappels sur les pressions (cours précédent) La loi de Mariotte Expérience de la compressibilité des gaz Énoncé de la loi et de ses formules dérivées Utilisation des différentes formules Applications de cette loi à la plongée Capacité d une bouteille et gestion de la réserve Consommation d air en plongée Quelques Exercices Les barotraumatismes Explications de ce type d accident Présentation des différents accidents barotraumatiques et prévention Cas de la surpression pulmonaire Conclusion

3 Les Pressions

4 La compressibilité des gaz A l'inverse des corps solides ou liquides qui sont incompressibles, les corps gazeux, eux, ont la faculté de pouvoir être comprimés. Démonstration : Soit une éprouvette graduée de 1 litre d'air reliée à un manomètre qui indique 1 bar ce qui correspond à la pression atmosphérique. Il n'y a donc aucune pression. Nous exerçons une pression jusqu'à ce que le manomètre indique 2 bars. Nous constatons que le volume a diminué et atteint 0.5 litre. 4 bars de pression donne un volume de 0.25 litre.

5 Énoncé de la loi de mariotte L expérience précédente a mis en évidence que lorsque la pression exercée sur un gaz augmente, le volume occupé par le gaz diminue. C est la LOI DE MARIOTTE qui régit les relations Volume/Pression. A température constante, le volume d'un gaz varie de manière inversement proportionnelle à la pression absolue à laquelle il est soumis : P1 * V1 = P2 * V2 = Constante En plongée, Le rapport Pression x Volume est constant quelle que soit la profondeur

6 Application de cette formule Évolution du Volume d air d un ballon de 24 l (à la surface) : On utilise la formule : Volume i x Pression i =Volume j x Pression j Ex. à 6 m : Volume 6m x 1,6 bar = Volume surface (24)x1 bar = 24 Volume 6m = 24/1,6 = 15 litres À vous pour 10 m, 20 m, 30 m Calcul de la profondeur de ce ballon suivant son Volume d air On utilise la formule : Volume i x Pression i = Volume j x Pression j Ex. Vol 6 l : Pression i x 6 = Pression surface (1) x 24 = 20 Pression i = 24 / 6 = 4 bars => Profondeur = 30 m À vous pour 10 l, 15 l, 20 l A noter : Les variations de volume sont plus importantes près de la surface

7 Calcul de la capacité d air d une bouteille On utilise la formule : => Capacité en air comprimé = Volume x Pression Ex. Bouteille de 12 l gonflée à 200 bars => l d air À vous pour une bouteille de 15 l à 220 bars litre d air pèse environ 1,3 g, le poids total de l air en début de la plongée est de 2 400x1,3= 3,12 Kg En fin de plongée avec 50 bars, le poids de l air est de 50bx12lx1,3g = 0,78 Kg Le lestage du plongeur devra tenir compte de cette allègement (flottabilité nulle à 3 m gilet vide). Au gonflage, l air comprimé se réchauffe, se dilate et exerce une pression plus importante. Après refroidissement la pression diminue.

8 Consommation d air et pression

9 Consommation d air et pression Évolution de la consommation d air: Un plongeur consomme 20 l d air par mn en surface. Combien consomme-t-il suivant la profondeur de la plongée? Il consomme 20l x 2 bars, soit 40 l d air par mn à 10 mètres Combien d air consomme à 20 m, 30 m, 40 m? Durée d une plongée selon la profondeur avec 2000 l d air Un plongeur consomme 20 l d air par mn en surface. Combien durera sa plongée suivant sa profondeur? À 10 mètres, elle durera 2000/40 = 50 mn Combien durera-t-elle à à 20 m, 30 m, 40 m?

10 Réserve et consommation d air De combien d air dispose t-on lorsqu on remonte avec une bouteille de 12 l avec une pression de 50 bars? Capacité en air comprimé en surface : 12x50=600 l d air Combien de temps peut-on rester à 5 m si le plongeur consomme 20l d air par minute en surface? Consommation à 5 m : 20 litres en surface x 1,5 (pression à 5 m) = 30 l d air (équivalent surface) Le plongeur peut rester 600/30=20 minutes à 5 m. Combien de temps peut-il rester en remontant avec 30 bars à 5 m? Combien de temps peut-il rester en remontant avec 10 bars à 5 m?

11 Calcul autonomie en air : Méthode 1 Volume ramené à la pression en surface

12 Calcul autonomie en air : Méthode 2 Volume ramené à la pression du fond

13 Calcul d autonomie : Problème Un plongeur dispose d une bouteille de 12 l gonflée à 200 bars. Il consomme 20 l d air par mn et souhaite remonter avec 50 bars sur le bateau. Combien de temps peut-il rester à20 m? Choisissez votre méthode et au travail? ATTENTION : En cas d effort ou de stress la consommation peut s accroître de manière très importante (3 à 5 fois) => Il est absolument nécessaire d en tenir compte dans la planification de sa plongée

14 Mariotte et combinaison de plongée Le Néoprène de la combinaison contient des bulles de gaz qui sont comprimées lorsque la pression augmente. Ex. Test d écrasement de combinaisons subaqua Nov Modèle /épaisseur en mm surface A 10 m A 20 m A 30 m Cressi Pesca Team 5 4,2 3,3 2,4 Beuchat Mundial Prestige 5,5 4 3,3 2,7 Dessault Xtend 6,3 4,3 3,3 2,8 Plus on plonge profond et moins on a de volume. La force d Archimède étant de moins en moins importante, on coule de plus en plus vite La qualité du néoprène est aussi un critère de choix d une combinaison

15 Problème Mariotte + Archimède (N2) A 40 m un plongeur découvre une ancre dont le poids est de 25 Kg et de volume 15 litres. Il dispose d un parachute dont la densité est égale à 1 dans lequel il introduit 8 l d air. Il décolle l ancre en palmant et commence à remonter. A partir de quelle profondeur le parachute sera-t-il assez gonflé pour remonter l ancre seul? Solution : Calcul du poids apparent de l ancre : 25-15=10 Kg Volume d air nécessaire pour que le poids apparent de l ensemble (ancre + parachute) soit nul = 10l Calcul de la pression nécessaire pour que le volume du parachute atteigne 10 l Application P i xv i =P j xv j d où 5x8=P j x10 => P j =40/10=4 bars La profondeur où l ensemble remontera seul est de 30 m

16 Les Barotraumatismes Définition : Accidents mécaniques provoqués par les variations du volume de l air

17 Les Barotraumatismes Les barotraumatismes (ou accidents mécaniques) sont des accidents liés aux variations de pression dans des volumes, des cavités internes du corps humain ou des poches d'air externes

18 Placage du masque Cause A la descente la pression augmente, le masque s'écrase, puis l'intérieur entre en dépression (effet de ventouse) entraînant des lésions oculaires et nasales. Conduite à tenir En cas de saignement du nez, moucher, comprimer la narine en penchant la tête vers l'avant (facilite l'écoulement du sang vers l'extérieur). Collyre pour les yeux Au retour, consulter un ORL ou un ophtalmologue. Symptômes Dans l'eau, trouble de la vision, douleur faciale, hémorragie oculaire ou nasale. Dans l'air, yeux rouges, "oeil au beurre noir", trouble de la vue, saignement du nez. Prévention Souffler de l'air, dans le masque, par le nez pendant la descente.

19 Barotraumatisme des oreilles

20 Barotraumatisme des oreilles Cause A la descente la pression augmente, l'eau appuie sur la surface du tympan et le déforme vers l'intérieur jusqu'à la rupture. Conduite à tenir Ne jamais forcer, remonter de quelques mettre pour rééquilibrer tête vers le haut. Si impossibilité d'équilibrer arrêter la plongée et remonter en surface. Consulter un ORL. Symptômes Douleur légère puis de plus en plus aiguë. Rupture du tympan, sensation de froid, de crépitation dans l'oreille, "coup de poignard" Vertiges Syncope Prévention Bien équilibrer à la descente Le faire avant d avoir mal

21 Barotraumatisme des sinus

22 Barotraumatisme des sinus Cause A la descente si l'orifice du sinus est bouché, le sinus entre en dépression (effet de ventouse) Conduite à tenir Remonter un peu, retirer le masque, se moucher. Arrêter la plongée. Au retour, consulter un ORL Symptômes Dans l'eau, violente douleur faciale, saignement du nez, sensation de rage de dents (sinus maxillaire) Prévention Ne pas plonger avec un rhume ou une sinusite. ATTENTION : Cet accident peux survenir à la remontée si l'orifice s'est bouché pendant la plongée, le sinus entre alors en surpression. => Conduite à tenir : redescendre de quelque mettre et remonter très lentement.

23 Barotraumatisme des dents Cas d'une dent mal soignée présentant une cavité creuse dans l'amalgame Cause A la descente la cavité entre en dépression (effet de ventouse), ou écrasement de la pulpe dû à la pression. A la remontée, l'air dans la cavité ne peux s'échapper assez vite et écrase la pulpe. Conduite à tenir A la descente, remonter un peu, ou arrêter la plongée. A la remontée, redescendre et remonter très lentement. Au retour, consulter un dentiste Symptômes Dans l'eau, violente douleur dentaire Explosion de la dent Syncope Prévention Avoir subi (annuellement) un examen bucco-dentaire complet en spécifiant que l'on plonge.

24 Colique stomacale Cause A la remontée les gaz intestinaux se dilate (air avalé, ou fermentation) Conduite à tenir Redescendre, essayer d'évacuer les gaz de l'estomac par voie buccale ou de l'intestin par voie rectale. Au besoin, re-compression en caisson. Consulter un stomatologue Symptômes Douleur à l'abdomen. Prévention Ne pas boire de boissons gazeuses ou manger des féculents avant une plongée.

25 Surpression pulmonaire Volume des poumons : en apnée et plongée bouteille

26 Surpression pulmonaire

27 Surpression pulmonaire C'est le plus grave des accidents mécaniques, il peut survenir dans les 5 derniers mètres de la remontée. Cause A la remontée, non expiration de l'air contenu dans les poumons. Par blocage de la glotte (spasme, anxiété, tasse, effort) Remontée trop rapide sans expiration forcée Autres : Crise d'asthme, détendeur bloqué Conduite à tenir Oxygénothérapie, eau et aspirine sauf contre-indication Alerter les secours, réchauffer et réconforter. Symptômes Douleur thoracique Spume (écume) rosâtre dans les voies respiratoires Thorax dilaté (emphysème souscutané) Paralysie (monoplégie, hémiplégie, tétraplégie) Crise de type épileptique, Etat de choc, Syncope, Mort Prévention Expirer en remontant lentement (surtout entre 10 mètres et la surface) Pas de Vasalva à la remontée

28 Conclusion N oubliez pas de : Respecter la vitesse de remontée : elle garantit le temps nécessaire pour que l expiration élimine l air excédentaire Ne jamais bloquer votre respiration à la remontée Toujours expirer lors de la remontée Merci de votre attention