Formation InitiateurFormation InitiateurMougins mars 2011Mougins mars 2011

Fabrice DUPRAT Fabrice DUPRAT

d’après le cours de Jean-luc SCESAd’après le cours de Jean-luc SCESA

NOTIONS DE PHYSIQUE ET NOTIONS DE PHYSIQUE ET APNEEAPNEE

Notion de pressionNotion de pression

La Pression = Force / SurfaceLa Pression = Force / Surface

La pression atmosphérique (P.atm) varie avec La pression atmosphérique (P.atm) varie avec l’altitude.l’altitude.

Au niveau de l’eau 760 mmHg ou 1 bar.Au niveau de l’eau 760 mmHg ou 1 bar.

Les variations de pression en Les variations de pression en plongée.plongée.

Les variations de Les variations de pression en milieu aérien pression en milieu aérien sont très faibles.sont très faibles.

Le milieu liquide est Le milieu liquide est incompressible, une incompressible, une augmentation de pression augmentation de pression enregistrée sera enregistrée sera directement directement proportionnelle.proportionnelle.

À la surface, une colonne À la surface, une colonne d’eau de 10 m exerce d’eau de 10 m exerce une pression égale à 1 une pression égale à 1 bar. C’est la pression bar. C’est la pression atmosphérique.atmosphérique.

La conséquence :La conséquence : un un plongeur supporte tous plongeur supporte tous les 10 mètres une les 10 mètres une pression supplémentaire pression supplémentaire de 1 bar qui s’ajoutera à de 1 bar qui s’ajoutera à la pression la pression atmosphérique. atmosphérique.

La flottabilité La flottabilité

Le principe d’ARCHIMEDE: tout corps plongé tout corps plongé dans un liquide reçoit une poussée de bas en dans un liquide reçoit une poussée de bas en haut égale au poids du liquide déplacé.haut égale au poids du liquide déplacé.

La notion de poids est remplacée dans et sous La notion de poids est remplacée dans et sous l’eau par celle de poids apparent ce qui donne :l’eau par celle de poids apparent ce qui donne :

Poids apparent = Poids réel – Poussée d’ArchimèdePoids apparent = Poids réel – Poussée d’Archimède

Toujours ARCHIMEDEToujours ARCHIMEDE

Poids réel > poussée archimède :Poids réel > poussée archimède :

poids apparent Positif poids apparent Positif = flottabilité négative.= flottabilité négative.

On coule….On coule….

Poids réel = poussée archimède :Poids réel = poussée archimède :

poids apparent Nul poids apparent Nul = flottabilité neutre.= flottabilité neutre.

On se maintient à la surface… On se maintient à la surface…

Poids réel < poussée archimède :Poids réel < poussée archimède :

poids apparent Négatif poids apparent Négatif = Flottabilité Positive.= Flottabilité Positive.

On a du mal à faire le canard… On a du mal à faire le canard…

Le poids apparent dans l’eau dépend du volume de l’apnéisteLe poids apparent dans l’eau dépend du volume de l’apnéiste La combinaison augmente le volume donc la flottabilitéLa combinaison augmente le volume donc la flottabilité Le lest compense ou non la flottabilité de la combinaisonLe lest compense ou non la flottabilité de la combinaison Les variations de pression (de profondeur) modifient le volume de Les variations de pression (de profondeur) modifient le volume de

l’apnéiste donc son poids apparentl’apnéiste donc son poids apparent

Application: le lestageApplication: le lestage

La compressibilité des gazLa compressibilité des gaz

La loi de BOYLE MARIOTTELa loi de BOYLE MARIOTTE : :

A température constante, le volume d’un A température constante, le volume d’un gaz est inversement proportionnel à la gaz est inversement proportionnel à la pression qu’il reçoit.pression qu’il reçoit.

Le produit de la pression par le volume est Le produit de la pression par le volume est constant : P*V = Constante.constant : P*V = Constante.

Conséquences de Boyle et Conséquences de Boyle et MariotteMariotte

Quand la pression augmente, le volume Quand la pression augmente, le volume de gaz diminue.de gaz diminue.

Lestage.Lestage. Les accidents barotraumatiques.Les accidents barotraumatiques.

Composition de l’airComposition de l’air

20,90 % d’oxygène (O20,90 % d’oxygène (O22).).

79,00 % d’azote (N79,00 % d’azote (N22).).

0,03 % de dioxyde de carbone (CO0,03 % de dioxyde de carbone (CO22).).

0,07 % de gaz rares0,07 % de gaz rares

On retiendra 21% d’OOn retiendra 21% d’O22 et 79 % de N et 79 % de N22..

L’oxygène est le gaz vital :c’est un L’oxygène est le gaz vital :c’est un carburant.carburant.

L’azote est l’agent de transport, il est L’azote est l’agent de transport, il est neutre : c’est un diluant.neutre : c’est un diluant.

Le dioxyde de carbone (toxique à grande Le dioxyde de carbone (toxique à grande dose) : c’est l’excitant des centres dose) : c’est l’excitant des centres respiratoires.respiratoires.

La dissolution des gaz dans les La dissolution des gaz dans les liquides.liquides.

La loi de HENRYLa loi de HENRY : la quantité d’un gaz dissout : la quantité d’un gaz dissout dans un liquide est directement proportionnelle à dans un liquide est directement proportionnelle à la pression que le gaz exerce sur le liquide et ce la pression que le gaz exerce sur le liquide et ce à température donnée. à température donnée.

La conséquence est le risque de TARAVANA La conséquence est le risque de TARAVANA qui est l’accident de décompression. Pour éviter qui est l’accident de décompression. Pour éviter cela, il est important de limiter le nombre de cela, il est important de limiter le nombre de descentes soit en réduisant la fréquence soit en descentes soit en réduisant la fréquence soit en limitant la profondeur. limitant la profondeur.

Application: pression artérielle partielle en OApplication: pression artérielle partielle en O22 et CO et CO22

paO2paCO2

Temps

Seuil d'hypoxie (syncôpe)

Seuil de rupture d'apnée

0,21

Les pressions partielles et la loi de HenryLes pressions partielles et la loi de Henry

Loi de Henry:Dissolution d'un gaz = fonction (Ppartielle, t°)

Application: variation des pressions partielles en Application: variation des pressions partielles en profondeurprofondeur

paO2paCO2

Temps

Seuil d'hypoxie (syncôpe)

Seuil de rupture d'apnée

-10 mètres (2 bars)

L’optique et le sonL’optique et le son

La vision :La vision : En dehors du masque En dehors du masque

(qui engendre des (qui engendre des déformations)déformations)

Champ visuel rétréci.Champ visuel rétréci. Les objets semblent Les objets semblent

rapprochés (3/4 d.réelle).rapprochés (3/4 d.réelle). Les objets sont grossis Les objets sont grossis

(*4/3). (*4/3).

L’audition :L’audition :

Le sons se propagent Le sons se propagent plus vite dans l’eau que plus vite dans l’eau que dans l’air dans l’air

Son et lumière dans l’eauSon et lumière dans l’eau

La vision :La vision :

Champ visuel rétréci par le masqueChamp visuel rétréci par le masque Les objets semblent rapprochés (3/4 distance réelle)Les objets semblent rapprochés (3/4 distance réelle) Les objets sont grossis (4/3 de la taille réelle). Les objets sont grossis (4/3 de la taille réelle).

L’audition :L’audition :

Le sons se propagent plus vite (1500 m/s) (dans l’air 330m/s)Le sons se propagent plus vite (1500 m/s) (dans l’air 330m/s)