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V.P.S.

INTRODUCTION

Le plongeur sportif respire de l'air comprimé.

L'air n'est pas un gaz unique mais un mélange de gaz composé de :

Azote (N2) --> 79.03%
Oxygène (O2) --> 20.93%
Gaz carbonique (CO2) --> 0.03%
Plus quelques traces de gaz rares

Pour la commodité des calculs, nous considérons qu'il y a 20% d'oxygène et 80% d'azote dans l'air.

DALTON a précisé quelques phénomènes observés tous les jours tels que :

La présence d'un gaz nocif dans l'air que l'on respire peut être soit inoffensif, soit provoquer des malaises, ou même être fatale. Tout dépend de la quantité de gaz qui s'y trouve. Le fait qu'il soit mélangé à un autre gaz n'empêche pas ses effets.
Un gaz exerce sa propre action comme si il était seul
Lorsque vous laissez échapper une petite quantité de gaz de votre gazinière, l'odeur tend à envahir toutes les pièces. Mais plus le gaz se répand, et moins son odeur est sensible car il se dilue dans une quantité d'air de plus en plus grande
Le gaz envahit tout l'espace qu'il lui est offert, mais plus l'espace est large, plus la concentration est faible

LES PRESSIONS PARTIELLES DE GAZ DANS UN MÉLANGE

QU'EST-CE QU'UNE PRESSION PARTIELLE ?

a) Un cube contient 8 litres d'azote et 2 litres d'oxygène séparés par une membrane élastique

Le manomètre indique 1 bar
P1 = pression initiale dans le cube
V1 = volume initial du gaz dans le cube
P2 = pression indiquée au manomètre
V2 = volume total du cube
--> P1 * V1 = P2 * V2
--> P2 = P1 * V1 / V2
--> P2 = 1 * 10 / 10 = 1 bar
b) On fait le vide dans la partie contenant l'oxygène.
On obtient 10 litres d'azote, celui-ci s'étant répandu dans tout le cube
Le manomètre indique 0.8 bar
--> P1 * V1 = P2 * V2
--> P2 = P1 * V1 / V2
--> P2 = 1 * 8 / 10 = 0.8 bar
c) On refait la même opération avec l'oxygène. On obtient 10 litres d'oxygène.
Le manomètre indique 0.2 bar
--> P1 * V1 = P2 * V2
--> P2 = P1 * V1 / V2
--> P2 = 1 * 2 / 10 = 0.2 bar
d) On crève la membrane, les gaz se mélangent. Nous avons toujours 10 litres et le manomètre indique 1 bar de pression.
On observe que :
- P1 = P2 + P3 = P4
- P2 = P1 * 80%
- P3 = P1 * 20%
- P2 et P3 correspondent aux pressions partielles de chaque gaz dans le mélange

LOI DE DALTON

Dans un mélange gazeux, chaque gaz se comporte comme s'il était seul à occuper le volume total occupé par le mélange
Dans un mélange gazeux, la somme des Pressions Partielles de chaque gaz est égale à la pression totale exercée sur le mélange
La Pression Partielle d'un gaz est égale à la pression totale exercée sur le mélange multiplié par le pourcentage du gaz dans le mélange
Pp = Pa * %
Moyen facile de se rappeler des formules:

Pp = Pa * %

Pa = Pp / %

% = Pp / Pa

Exemples chiffrés :

Un mélange gazeux est composé de 50% N2, 40% O2, 10% H2

Quelles sont les pressions partielles de ces gaz en surface, à 10m, à 20 m, à 30 m et à 40 m ?

 

%Gaz

Calcul

En Surface

A 10 mètres

A 20 mètres

A 30 mètres

A 40 mètres

Pa

    1 bar 2 bar 3 bar 4 bar 5 bar

Pp N2

50 Pa x %N2 0.5 bar 1 bar 1.5 bar 2 bar 2.5 bar

Pp O2

40 Pa x %O2 0.4 bar 0.8 bar 1.2 bar 1.6 bar 2 bar

Pp H2

10 Pa x %H2 0.1 bar 0.2 bar 0.3 bar 0.4 bar 0.5 bar

A chaque fois, la somme des Pressions Partielles est égale à la Pression Absolue

APPLICATIONS A LA PLONGÉE

Calcul des tables de plongée

Accidents dus à la toxicité des gaz

Les plongées au mélange

L'oxygénothérapie hyperbare