Cours N4 - Saison 2011/2012. La dissolution des gaz : Mécanismes et facteurs favorisants.



Documents pareils
Notions physiques Niveau 2

Voyez la réponse à cette question dans ce chapitre.

NIVEAU 4 1/111

Transport des gaz dans le sang

Transport des gaz dans le sang

OBJECTIFS. I. A quoi sert un oscilloscope?

Mécanique : Cinématique du point. Chapitre 1 : Position. Vitesse. Accélération

L utilisation des tables de décompression MN90 et ordinateurs

Arrondissage des résultats de mesure. Nombre de chiffres significatifs

THEORIE PLONGEE NIVEAU IV CAPACITAIRE

MASSE, VOLUME ET QUANTITE DE MATIERE

ÉTUDE BDC LES CINQ FACTEURS CLÉS ET LES CINQ PIÈGES À ÉVITER POUR RÉUSSIR EN AFFAIRES

Capteur à CO2 en solution

Utiliser Internet Explorer

LA A RESPIRATION CELLULAIRE

BREVET 2 * Principes physiques régissant la plongée. Première partie

Économie d énergie dans les centrales frigorifiques : La haute pression flottante

Chapitre 5: Oscillations d un pendule élastique horizontal

Diagnostic Gaz à effet de serre de l Institut National de Recherche en Sécurité (INRS)

Livret de Certification Plongeur niveau 1

Grandes cultures Engrais liquides ou granulaires?

II. REVOD Plongée à l ordinateur. Septembre Plan de l exposé

Mesure de la teneur en alcool

Caractéristiques techniques INVERTER 9 SF INVERTER 9 HP INVERTER 12 SF INVERTER 12 HP

Lois de probabilité. Anita Burgun

Capteur optique à dioxygène

innovation / construction / territoire Crèche modulaire-bois La Rose des Vents GAILLAC (81) COMMUNAUTÉ DE COMMUNES

Initiation à la Mécanique des Fluides. Mr. Zoubir HAMIDI

Chapitre 2 : Respiration, santé et environnement.

Chapitre 02. La lumière des étoiles. Exercices :

Bisnode. au mois de Mai Étude sur les faillites et créations d entreprises

Sommaire. Séquence 2. La pression des gaz. Séance 1. Séance 2. Séance 3 Peut-on comprimer de l eau? Séance 4 Je fais le point sur la séquence 2

SNC du Chemin de Paris Création d un bâtiment d activité industrielle et de stockage ZAC du Chemin de Paris Nanteuil le Haudouin

Livret de Certification. Plongeur Niveau 2 ISO

Préparations avant peinture. Solutions sans CrVI. Michel JANNIER (expert)

1. Les barotraumatismes

gamme de nettoyants industriels adaptés!

Electrotechnique. Fabrice Sincère ; version

MESURE DE LA TEMPERATURE

1. Utilisation conforme à l usage prévu. 2. Propriétés. 3. Montage. Capteur de CO 2 AMUN

ANALYSE SPECTRALE. monochromateur

La prévention des intoxications dans les silos à fourrage

Fiche d inscription saison 2014/2015

4. Verdissement, une PAC plus verte

Calcaire ou eau agressive en AEP : comment y remédier?

PROPRIETES ELASTIQUES DU PLI UNIDIRECTIONNEL APPROCHE MICROMECANIQUE

L indice des prix à la consommation

PHANTOM 3. Guide de démarrage rapide PROFESSIONAL V1.0

Réussir son installation domotique et multimédia

CAHIER DES CLAUSES TECHNIQUES PARTICULIERES (CCTP)

AIDE-MÉMOIRE LA THERMOCHIMIE TABLE DES MATIERES

VS2000V+CAPNO. Moniteur de paramètres vitaux À usage vétérinaire. Manuel d utilisation

Chapitre 7: Dynamique des fluides

Qu est ce qu un gaz comprimé?

Relation entre deux variables : estimation de la corrélation linéaire

Note technique. Consommation électrique d'un poêle à granulés à émission directe

METEOROLOGIE. Aéroclub Besançon La Vèze. Cours MTO - Ivan TORREADRADO 1. F-SO au FL65 over LFQM

Volvo FE hybride Pour la distribution et la collecte des ordures

Comment choisir le bon instrument pour la mesure de l humidité et du point de rosée

Energie solaire

L échelle du ph est logarithmique, c està-dire

Babcock Wanson. Bienvenue. L expertise thermique au service de l environnement dans l industrie

101 Adoptée : 12 mai 1981

Transition énergétique Les enjeux pour les entreprises

Technologies. Monoblocs / Traction. Présentation de la gamme. » Quand Innovante rime avec Endurante «

MISSION DE L ENTREPRISE. Fabriquer grâce à son savoir faire, des produits en acier, aluminium et polymères pour les vendre sur le marché mondial


LA MAISON ECOCITOYENNE ITINERANTE

la climatisation automobile

AVERTISSEMENT AVERTISSEMENT ATTENTION

OCEANE Machine de brasage double vague

La destination finale de l épargne des ménages

Production mondiale d énergie

L univers vivant De la cellule à l être humain

Le Test d effort. A partir d un certain âge il est conseillé de faire un test tous les 3 ou quatre ans.

Nombre dérivé et tangente

Dissolution d un organisme sans but lucratif

Parcours de visite, lycée Exposition: LA RADIOACTIVITÉ De Homer à oppenheimer

Chapitre 1 : Qu est ce que l air qui nous entoure?

Contents. 1 Introduction Objectifs des systèmes bonus-malus Système bonus-malus à classes Système bonus-malus : Principes

La sécurité physique et environnementale

RÉGLEMENTATION LE DIRECTEUR DE PLONGÉE (DP)

Synthèse et propriétés des savons.

2.1 Comment fonctionne un site?

RESULTATS FOURNITURE DE GAZ MEDICAUX, GAZ DE LABORATOIRE ET GAZ INDUSTRIELS : BOUTEILLES et CENTRALES DE PRODUCTION

BTS Groupement A. Mathématiques Session Spécialités CIRA, IRIS, Systèmes électroniques, TPIL

La mémoire C HAPITRE S EPT. 7.1 Qu est-ce que la mémoire? L utilisation de la mémoire à court terme 169

1 ère partie : tous CAP sauf hôtellerie et alimentation CHIMIE ETRE CAPABLE DE. PROGRAMME - Atomes : structure, étude de quelques exemples.

L énergie en France et en Allemagne : comparaisons

Propriétés thermodynamiques du mélange. Eau-Ammoniac-Hélium

Exemples d utilisation de G2D à l oral de Centrale

PROCÉDURE DE MISE EN FORME DES DONNÉES NÉCESSAIRES À L OUTIL D AIDE À LA GESTION DES MILIEUX LAGUNAIRES EUTROPHISÉS

Jessica Dubois. To cite this version: HAL Id: jpa

Distribué par Lamoot Dari GTS-L 5 / 10 / 15 DONNEES TECHNIQUES

PRISE EN MAIN DU SPECTROPHOTOMETRE UV-VISIBLE SHIMADZU U.V. 240

Gaz à effet de serre émis et consommations énergétiques inhérentes. à l habitation et aux déplacements d

Équations générales des milieux continus

U-31 CHIMIE-PHYSIQUE INDUSTRIELLES

40 ECO-CONSEILS 7 fiches pour une consommation annuelle d énergie plus légère.

Questionnaire après (exemple)

Transcription:

Cours N4 - Saison 2011/2012. 1

Plan du cours 1. Objectif / But 2. Rappels 3. La dissolution des gaz et les facteurs favorisants / La loi de Henry 4. Application à la saturation / désaturation 5. Conclusions 2

1. Objectif Objectif du cours : Coprendre le phénoène de dissolution des gaz et ses applications à la plongée, en tant que N4. 3

1. Objectif (suite) Pourquoi ce cours? Le phénoène de dissolution des gaz dans un liquide concerne directeent les plongeurs, qui dissolvent des gaz dans leur corps (N 2, O 2, CO 2 ). Coprendre ce phénoène et ses facteurs favorisants est donc iportant pour la gestion de la plongée et de la décopression en particulier. Ceci servira égaleent à coprendre les problèes de toxicité des gaz (N 2, O 2, CO 2 ) Assiiler ces écanises aidera le(la) guide de palanquée à assurer la sécurité de sa palanquée. De plus, ceci servira de base à la copréhension des éthodes d élaboration des tables et odèles de décopression. 4

2. Rappels Rappel des lois physiques : Les Pressions : Loi de Dalton : P abs = P at + P hydro avec P hydro ~ Prof/10 A tepérature et volue donné, la pression partielle d'un gaz dans un élange est égale à la pression, qu'il aurait, s'il occupait à lui seul le volue total. En conséquence, 1) La pression totale exercée par un élange est égale à la soe des pressions partielles des constituants. P él. = Pp gaz1 +Pp gaz2 +Pp gaz3 2) La pression partielle d un gaz est le produit de son pourcentage dans le élange et de la pression totale du élange. Pp gaz = % gaz x P él. 5

3. La dissolution des gaz Mise en évidence : Certains gaz peuvent se trouver dissous dans les liquides. Ex. : Gaz carbonique dans les eaux gazeuses (existence de bulles), Oxygène dans l eau (utilisé par les poissons ou autres aniaux pour vivre) Définition des solvants: Un solvant est un corps capable d absorber les olécules d un autre corps. 6

3. La dissolution des gaz (suite) Mécanise de la dissolution : G L Les olécules d un gaz G sont en peranence en ouveent. Elles peuvent s insérer entre les olécules d un liquide L, en fonction de la pression. A pression et tepérature constantes, autant de olécules de gaz pénètrent dans le liquide qu il n en sort. Cet état d équilibre est appelé état de saturation. Il sera aintenu tant que pression et tepérature resteront inchangées. Facteurs favorisants de la dissolution (notions qualitatives) : 2 principaux facteurs peuvent influer sur la qualité de la dissolution : Le gaz ; Le solvant. 7

3. La dissolution des gaz (suite) Facteurs favorisants de la dissolution (notions qualitatives, suite) : Influence du gaz : A solvant identique, on s aperçoit que plus les olécules d un gaz sont petites, ieux (plus vite) il se dissout. On parle alors de solubilité d un gaz, qui est sa faculté plus ou oins grande à se dissoudre dans un solvant. Ex : Utilisation de l Héliu pour la plongée Héliox ou Triix. Rearque : La solubilité de l Azote (N 2 ) est plus iportante avec les solvants huileux qu avec l eau. Ils disposent en effet de propriétés physico-chiiques particulières, que nous ne traiterons pas ici. Influence du solvant : A gaz identique, on s aperçoit, que plus les olécules d un solvant sont espacées, ieux il dissout le gaz. Ex : Le sang dissout plus vite l azote que les os. 8

3. La dissolution des gaz (suite) Facteurs favorisants de la dissolution (notions qualitatives, suite) : Influence de la pression : La loi de Henry : «A tepérature donnée et à saturation, la quantité de gaz dissous dans un liquide est proportionnelle à la pression exercée par ce gaz sur ce liquide.» 2P Gaz dissout G G L L 1 2 En 1, à saturation L contient une quantité de gaz G dissous sous la pression P En 2, à saturation L contient 2 fois plus de gaz dissous. Ex. : On dissout plus d azote avec la profondeur. Pression 9

3. La dissolution des gaz (suite) G L Facteurs favorisants de la dissolution (notions quantitatives): Influence de la tepérature : Si l on fait chauffer une casserole d eau, on rearque assez rapideent (avant ébullition) l apparition de petites bulles d air. L air dissous reprend sa fore gazeuse. La quantité de gaz dissous évolue donc à l inverse de la tepérature. S1 Influence de la surface de contact : P 1 Ex. : On dissout plus d azote lors des plongées en eau froide. G S2 L 2 En 1, à saturation L contient une quantité de gaz G dissous en fonction de la surface S1. En 2, à saturation L contient une quantité de gaz identique, ais dans un laps de teps plus iportant si S2 est oindre. Ex. : On dissout plus rapideent l azote si la surface des alvéoles pulonaires est plus grande, donc notaent au cours d un effort. 10

3. La dissolution des gaz (suite) Facteurs favorisants de la dissolution (notions quantitatives, suite): Influence de la durée : La dissolution d un gaz dans un solvant n est pas iédiate. Pour passer d un état de saturation à un autre, il faut un certain teps. Selon la loi de Henry en doublant la pression, on passe d une quantité de gaz dissous 1 à l état initial, à une quantité 2 à l état final. Après une durée T, la quantité passe de 1 à 1,5, soit la oitié de ce qui reste à dissoudre pour une coplète saturation. Après une nouvelle durée T la quantité est 1,75, soit à nouveau la oitié de ce qui restait à dissoudre, et ainsi de suite Théoriqueent, le nouvel état de saturation n est jaais atteint. Cet intervalle de teps T s appelle la «période» et caractérise un couple solvant-gaz. Le procédé est identique pour l éliination (désaturation). Ex. : On dissout plus d azote si le teps de plongée augente. 11

3. La dissolution des gaz (suite) Facteurs favorisants de la dissolution (notions quantitatives, suite): Influence de la durée (suite) : 2P 2P 2P 2P 2P 2P G L 1 Etat Initial 1 0 1,5 T 1,75 2T 1,875 3T 1,9375 4T teps 2 Etat final En pratique, on adet généraleent, pour siplifier, que le nouvel état de saturation est atteint au bout de 6T, où on atteint plus de 98% de la dissolution finale. 100% 87,5% 75% Pourcentage de saturation 50% dissolution éliination 0 T 2T 3T 4T 5T etc. teps 12

3. La dissolution des gaz (suite) Facteurs favorisants de la dissolution (notions quantitatives, suite): Influence de la durée (suite) : Ex. : La durée nécessaire à éliiner l azote est prise en copte par les dispositifs de gestion de la décopression (ou plutôt désaturation) coe les tables ou les ordinateurs. Ce teps d éliination de l azote sert notaent à déteriner les vitesses de reontée et les durées des paliers. Ceci explique aussi pourquoi des recoandations sont faites pour ne pas faire d apnée, aller en altitude ou prendre l avion directeent après une plongée. 13

3. La dissolution des gaz (suite) Facteurs favorisants de la dissolution (notions quantitatives, suite): Dissolution et diffusion : L1 et L2, 2 solvants non iscibles, G un gaz sous la pression P. L1 est oins dense que L2. Au bout de t, les 2 solvants sont saturés dans des proportions variables, fonction de leurs solubilités respectives. Ex. : Dans le corps huain, l azote se dissout d abord dans le sang, puis se diffuse dans les tissus irrigués par le sang. Les tissus sont ensuite classés selon leur période. Mélange gazeux : En appliquant la loi de Dalton, les quantités de gaz dissous sont déterinées par les pourcentages des constituants du élange. Ex. : Plongée Triix Définition de la Tension : La tension est la pression qu exerce un gaz dissout dans son solvant. On la note Tg. C est une pression partielle. Une «tension» s applique à un gaz dissout. Une «pression partielle» s applique à un gaz dans un élange. A saturation, on a Tg = Pp. G L1 L2 14

4. Application à la saturation / désaturation Facteurs favorisants de la dissolution (notions quantitatives, suite): Saturation : La saturation est l état d équilibre, où la quantité de gaz dissous dans un liquide devient stable. On a alors Tg = P (ou encore Tg/P = 1). Sous-saturation : La sous-saturation correspond à un déséquilibre teporaire. Le solvant doit dissoudre encore du gaz, avant d arriver à un nouvel état de saturation. On a alors oentanéent Tg < P (ou encore Tg/P < 1). Ex. : Lors de la descente le plongeur est globaleent en sous-saturation. Sursaturation : La sursaturation correspond au déséquilibre teporaire inverse. Le solvant doit éliiner du gaz avant d arriver à un nouvel état de saturation. On a alors teporaireent Tg > P (ou encore Tg/P > 1). Ex. : Lors de la reontée le plongeur est globaleent en sursaturation. 15

4. Application à la saturation / désaturation Facteurs favorisants de la dissolution (notions quantitatives, suite): Sursaturation critique: Chaque couple (solvant/gaz) possède un coefficient, dit de sursaturation critique (Sc). Si la sursaturation est telle que Tg/P > Sc, on est alors en situation de sursaturation critique et la désaturation se fait en laissant apparaître des bulles de gaz dans le solvant. Ex. : Une bonne désaturation pour le plongeur doit se faire sans bulle. La vitesse de reontée et les paliers de décopression servent à ne pas se ettre en situation de sursaturation critique, afin d éviter tout risque d accident de décopression. 16

5. Conclusions (1/2) Pour nous plongeurs, la dissolution de l azote dans le corps est donc principaleent déterinée par la profondeur et la durée. Elle est ensuite principaleent favorisée par : le froid ; l effort en plongée (agitation : irrigation des tissus / ventilation : surface d échange). La dissolution d autres gaz coe l O2 ou le CO2, peut égaleent avoir d autres conséquences plus ou oins gênantes sur l organise chez les plongeurs (cf cours sur les accidents). L éliination de ces gaz en fin de plongée est altérée par : le tabagise (surface d échange réduite au niveau des pouons) ; l ebonpoint (tissus graisseux : solvants plus efficaces de l azote) ; l âge et la éfore physique (circulation sanguine et ventilation oins efficaces pour acheiner l azote vers les pouons et l évacuer). Ces facteurs défavorisants pour l éliination seront développés plus apleent lors des cours sur l anatoie-physiologie et les accidents. 17

5. Conclusions (2/2) Il donc iportant de tenir copte de ces facteurs plus sérieuseent encore, pour gérer la décopression, et prévenir tout risque d accident (y copris ceux dus à d autres gaz que l azote) lorsqu ils sont intervenus de façon iportante au cours de la plongée. C est là une grande partie du rôle de prévention, que doit assurer le N4 pour la sécurité de sa palanquée. Ce cours servira égaleent à la copréhension des éthodes d élaboration des tables. Il sera donc repris à cette occasion prochaineent. Les prochains cours portent sur : Le sang et la circulation, Les accidents de décopression. Merci pour votre attention. 18