Petite intro
La pression n'a aucun effet sur les solides et les liquides, qui sont incompressibles. Il n'en est pas de même pour les gaz dont le volume varie en fonction de la pression qu'ils subissent.
Ces variations de pression et de volume des gaz ont une grande importance pour le plongeur qui possède plusieurs cavités aériennes soumises à ce phénomène :
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- Des accidents s'y rattachent : les barotraumatismes.
- Une grande quantité d'air peut être emmagasinée dans une bouteille de plongée.
Expérience
A la descente
Prenons une bouteille de 1 litre et immergeons-la, l'ouverture en bas.
| On constate qu'au fur et à mesure que l'on descend la bouteille, l'eau y pénetre comprimant l'air qu'elle contient (en rouge sur le schéma). |  |
Le volume d'air diminue à la descente
A la remontée
C'est l'inverse qui se produit : la pression éxercée sur le volume d'air diminue, donc le volume augmente et la bouteille se remplit d'air.
Le volume d'air augmente à la remontée.
Loi de Mariotte
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A température constante, le volume d'une masse gazeuse donnée est inversement proportionnel à la pression qu'elle subit |
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P x V = Constante où P est la pression du gaz exprimée en bars et V est le volume d'air en litres. |
Les variations de volume sont plus importantes près de la surface : le volume de gaz double de -10 mètres à la surface, ainsi que de -50 mètres à -20 mètres.
C'est
la raison pour laquelle les barotraumatismes sont plus nombreux et plus
graves dans cette zone.
Applications à la plongée
Les barotraumatismes
L'air contenu dans les cavités aériennes du corps se comprime à la descente et se dilate à la remontée, et peut provoquer des lésions graves.
La consommation
Un plongeur consomme 20 litres d'air par minute en surface ; à -20 mètres ,où la pression est de 3 bars, il consomera :
P x V = 3 x 20 = 60 litres d'air par minute
Le lestage
Le néoprène de la combinaison d'un plongeur se comprime à la descente; donc son volume diminue. Parallèlement la poussée d'Archimède diminue, le plongeur "coule". Plus le plongeur descend, plus sa combinaison est écrasée et plus il descendra vite. Ce phénomène est dû au fait que le néoprène est constitué de millions de petites bulles d'air qui subissent les variations de pression.
Le gonflage des bouteilles
Un
compresseur permet de faire rentrer une grande quantité d'air dans une
bouteille.
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