Lois Physiques en plongée

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1 Lois Physiques en plongée En plongée, le matérielet le plongeur sont soumis à une augmentation de pression. Ce sont plus précisément les variations de pressionquand le plongeur descend ou remonte, qui agissent. Le plongeur N2 doit savoir calculerson autonomie en air et sa flottabilité (matériel) Notions de pression :rappels En plongée, la pression est mesurée en bar. La pression atmosphérique(patm) correspond au poids de la colonne d air verticale (pesanteur) qui s applique sur une surface. Plus on monte en altitude, plus elle diminue puisque la colonne d air se réduit. P atm = 1 bar au niveau de la mer. 0.9 bar à 1000m d altitude La pression relative (pression de l eau)=pression hydrostatique= Prel Dans l eau, plus nous sommes profond plus la colonne d eau verticale est importante, la pression augmente d 1 bar tous les 10 mètres de descente verticale. Par exemple, à 10 mètres, la pression relative est de 1 bar ; à 20m elle est de 2 bars, à 40m :4 bars et à 16m?(1,6bar) La pression absolue ou pression ambiante C est la pression à laquelle nous sommes soumis en plongée, notée Pabs, est la résultante de la pression atmosphérique, et de la pression relative notée Prel. P atm + P rel= P abs atmosphérique + relative = ambiante Profondeur Patm Prel Pabs 0 m 1 bar 0 1 bar 10 m 1 bar 1 bar 2 bars 12 m 1 bar 1,2 bars 2,2 bars 16 m 1 bar 1,6 bars 2,6 bars 20 m 1 bar 2 bars 3 bars 30 m 1 bar 3 bars 4 bars 40 m 1 bar 4 bars 5 bars 50 m 1 bar 5 bars 6 bars 60 m 1 bar 6 bars 7 bars X X 1,5 X 1.33 X 2 Il est à noter que les variations de pression sont plus fortes à faible profondeur. Ainsi, entre la surface et 10m, la pression absolue passe de 1 bar à 2 bars, elle double. Pour doubler à nouveau (2 bars à 4 bars), il faut passer de 10 à 30 m. Page 1 sur 4

2 Principe d'archimède Ce principe permet de mieux comprendre les notions de flottabilité. Définition Tout corps plongé dans un liquide reçoit de la part de celui-ci une poussée verticale, dirigée du bas vers le haut, égale au poids du volume du liquide déplacé. Cette force s appelle la poussée d Archimède. Le poids réeld un objet est la force de la pesanteur exercée sur cette masse, à la surface. Le poids apparent est ce qui nous intéresse en plongée, c est le poids que l'objet a dans l'eau. Poids apparent (kg)= poids réel (kg) poussée d'archimède (litre) Si la Parchi<poids réel, le poids apparent de l objet >0, on dit qu il a une flottabilité négative, il coule. Si la Parchi= poids réél, on dit qu il a une flottabilité nulle, il est en équilibre Si la Parchi> poids réél, le poids apparent de l objet <0, on dit qu il a une flottabilité positive, il flotte. Loi de Boyle-Mariotte Les solides et liquides sont incompressibles, mais les gaz sont compressibles (gonflage d une roue de vélo ou voiture, d un bloc de plongée ). Mise en évidence Si on plonge un ballon de baudruche sous l eau, on constate que son volume diminue au fur à mesure que la profondeur (pression) augmente. Inversement, en remontant le ballon retrouve au fur à mesure son volume initial. Quand la paroi est rigide comme une bouteille de plongée, le compresseur va augmenter la quantité d air disponible dans le volume de la bouteille qui reste identique. La pression de l air dans la bouteille augmente. X 2 0 m Volume 30 litres 20 l Divisé par 2 Définition A température constante, la pression d'un gaz est inversement proportionnelle à son volume. Loi de Mariotte P 1 x V 1 = P 2 x V 2 = Constante Application à la plongée Les variations de volume des cavités contenant de l air dans le corps humain sont plus importantes à faible profondeur. Cette loi intervient dans 5 m 10 m 15 m 20 m 15 l Page 2 sur 4

3 les accidents appelés barotraumatismes(qui seront traités par la suite). Modification de la flottabilité du plongeur et de son matériel au cours de la plongée, en fonction du volume d air qu ils contiennent, et de la pression auxquels ils sont soumis. Nous respirons de l air à la pression ambiante. Calcul du volume d air disponible dans une bouteille, de la consommation et de l autonomie Evolution de la flottabilité au cours de la plongée surface descente fond remontée combinaison flotte Compression des microbulles d air dans le néoprene et des poches d air entre le corps et la combi. Parch neutre Réexpansion des microbulles d air dans le néoprène, Parch bloc coule coule stab Poumon Gonflée elle flotte Flotte, on expire pour couler à l immersion Purgée, elle est neutre.on va la gonfler en arrivant au fond pour freiner la descente, liée à la perte de flottabilité de la combinaison. Ventilation normale neutre. Une augmentation du volume par grande inspiration va freiner la descente en arrivant au fond, d effet plus rapide en attendant celui du gonflage de la stab La consommation de l air diminue le poids du bloc (le volume du bloc reste stable donc la Parch =constante) Son poids apparent diminue, en fin de plongée, il faudra vider un peu la stab pour rester équilibré Ventilation normale neutre. Une grande inspiration nous fait remonter de qqsmetres sans avoir à gonfler la stab (passage d obstacle) Purgée pour freiner la remontée, vide au palier de 3 m, flottabilité neutre Compenser la dilatation de l air respiré à la pression ambiante et qui fait flotter (Parch), en expirant profondément Poids du plongeur, Lestage, phare, couteau non non non non Il faut donc plutôt calculer son lestage nécessaire pour etre équilibré stab vide au palier de 3m en fin de plongée. Page 3 sur 4

4 Acoustique Les sons se déplacent plus vite dans l'eau que dans l'air. Dans l'air, la vitesse du son est de 300m/s. Dans l'eau, elle va cinq fois plus vite : 1500m/s. Notre système auditif est fait pour fonctionner dans l'air. Dans l'eau, les sons s'entendent de plus loin,il est aussi plus difficile pour nous de repérer leur provenance.par exemple, si on entend le son d'un moteur en arrivant vers la surface, il est très compliqué de savoir d'où vient le bateau, d'où la nécessité de faire un tour d'horizon systématique. Optique Comme le son, la lumière se comporte différemment dans l'eau. Vous avez déjà pu remarquer que l'eau possède un effet grossissant, comme une loupe. Les congres sont donc gros, mais pas tant que ça! L'effet est d'environ 1/3. De la même manière les objets paraissent plus proches qu ils ne le sont vraiment, environ 1/4. La lumière est filtrée en pénétrant dans l eau, on perd les différentes couleurs du spectre lumineux au fur à mesure de la descente, jusqu à être dans le noir complet. La première couleur à disparaitre dès les premiers mètres est le rouge. Page 4 sur 4

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