Lois physiques de la plongée
Dans un mélange de gaz, la pression exercée par
chaque composant est proportionnelle au
pourcentage du gaz total qu 'il représente.
Dans l’atmosphère, il y a environ 21 molécules
d’oxygène pour 100 molécules d’air; l’oxygène représente donc à peu près 1/5 de la pression totale. Cette
fraction de la pression totale s’appelle « pression partielle de l’oxygène ». Elle joue un rôle extrêmement
important en plongée, car l'organisme humain est
davantage affecté par la pression partielle des gaz respirés que par la pression absolue de l’air disponible.
Les lois naturelles de la pression
La pression d’un fluide est la force que ce fluide
exerce sur chaque unité de surface mise en contact
avec lui. Cette pression étant provoquée par l’agitation des molécules du fluide, il est évident qu’elle va
augmenter à mesure que ce dernier est comprimé,
donc qu’il occupe un volume plus restreint - ce qui a
pour effet d’accroître le nombre des collisions moléculaires. C'est ce qui se passe lorsque l’on remplit
d'air comprimé une bouteille de plongée.
On sait depuis Pascal que l'atmosphère terrestre,
comme tout fluide, exerce elle aussi une pression sur
tous les objets qu’elle contient.'Parmi toutes les unités employées pour mesurer la pression, la préférée
des météorologues - et des plongeurs ! - est le bar.
Le bar est défini comme le poids total de l’air que
supporte en moyenne, dans des conditions normales, une surface de I cm2 placée au niveau de la
mer. Autre unité très utilisée, l’atmosphère (atm) a
une valeur très proche de celle du bar. Plus on
s'élève en altitude, plus on se rapproche du haut de
la colonne d’air qui pèse sur nous, et plus la pression
atmosphérique diminue, à raison de 10 % environ
tous les kilomètres. Ainsi, à 5 000 m d’altitude, la
pression est réduite de moitié (0,5 bar). Quand on
s’enfonce sous la mer, c’est le contraire qui se produit : la pression augmente de I kg/cm2, soit un bar,
tous les 10 m de profondeur (tous les 10.03 m dans
l’eau douce, compte tenu de la densité légèrement
plus faible de cette dernière). La pression ambiante,
qui est proche de I bar (ou 1 atm) à la surface,
double donc pour passer à 2 bars (2 atm) à - 10 m.
À - 20 m, elle triple pour atteindre 3 bars (3 atm). à
- 30 m, elle est de 4 bars (4 atm), etc.
La pression se mesure à l’aide de manomètres.
Habituellement, les manomètres de plongée sont
étalonnés de façon à marquer zéro au niveau de la
men alors même, on l'a vu. que la pression ambiante
à cet endroit est déjà d'environ 1 bar. Pour éviter
toute confusion, on distingue la pression relative
(ou pression hydrostatique), valeur indiquée par de
tels instruments qui ne tiennent compte que de la
pression de l'eau, et la pression absolue, pression
réelle qui s'exerce sur le plongeur à une profondeur
donnée, et qui est égale à la somme de la pression
relative et de la pression atmosphérique.
Comme leur nom l’indique, les « profondimètres » sont des instruments mécaniques (ou, souvent aujourd'hui, digitaux), qui indiquent aux
plongeurs la profondeur à laquelle ils évoluent.
Mais, en réalité, ils mesurent la pression ambiante.
Par conséquent, ils ne sont exacts que si on les utilise dans le milieu pour lequel ils ont été réglés.
Ainsi un profondimètre prévu pour un usage sousmarin et employé pour plonger dans un lac de montagne donnera-t-il des valeurs fausses tant qu'il
n'aura pas été réétalonné. De surcroît, la plongée en
altitude se fait forcément en eau douce, dont la densité, inférieure à celle de l'eau de mer, doit conduire
à majorer les mesures de 3 %.
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Dans un mélange de gaz, la pression exercée par
chaque composant est proportionnelle au
pourcentage du gaz total qu 'il représente.
Dans l’atmosphère, il y a environ 21 molécules
d’oxygène pour 100 molécules d’air; l’oxygène représente donc à peu près 1/5 de la pression totale. Cette
fraction de la pression totale s’appelle « pression partielle de l’oxygène ». Elle joue un rôle extrêmement
important en plongée, car l'organisme humain est
davantage affecté par la pression partielle des gaz respirés que par la pression absolue de l’air disponible.
Les lois naturelles de la pression
La pression d’un fluide est la force que ce fluide
exerce sur chaque unité de surface mise en contact
avec lui. Cette pression étant provoquée par l’agitation des molécules du fluide, il est évident qu’elle va
augmenter à mesure que ce dernier est comprimé,
donc qu’il occupe un volume plus restreint - ce qui a
pour effet d’accroître le nombre des collisions moléculaires. C'est ce qui se passe lorsque l’on remplit
d'air comprimé une bouteille de plongée.
On sait depuis Pascal que l'atmosphère terrestre,
comme tout fluide, exerce elle aussi une pression sur
tous les objets qu’elle contient.'Parmi toutes les unités employées pour mesurer la pression, la préférée
des météorologues - et des plongeurs ! - est le bar.
Le bar est défini comme le poids total de l’air que
supporte en moyenne, dans des conditions normales, une surface de I cm2 placée au niveau de la
mer. Autre unité très utilisée, l’atmosphère (atm) a
une valeur très proche de celle du bar. Plus on
s'élève en altitude, plus on se rapproche du haut de
la colonne d’air qui pèse sur nous, et plus la pression
atmosphérique diminue, à raison de 10 % environ
tous les kilomètres. Ainsi, à 5 000 m d’altitude, la
pression est réduite de moitié (0,5 bar). Quand on
s’enfonce sous la mer, c’est le contraire qui se produit : la pression augmente de I kg/cm2, soit un bar,
tous les 10 m de profondeur (tous les 10.03 m dans
l’eau douce, compte tenu de la densité légèrement
plus faible de cette dernière). La pression ambiante,
qui est proche de I bar (ou 1 atm) à la surface,
double donc pour passer à 2 bars (2 atm) à - 10 m.
À - 20 m, elle triple pour atteindre 3 bars (3 atm). à
- 30 m, elle est de 4 bars (4 atm), etc.
La pression se mesure à l’aide de manomètres.
Habituellement, les manomètres de plongée sont
étalonnés de façon à marquer zéro au niveau de la
men alors même, on l'a vu. que la pression ambiante
à cet endroit est déjà d'environ 1 bar. Pour éviter
toute confusion, on distingue la pression relative
(ou pression hydrostatique), valeur indiquée par de
tels instruments qui ne tiennent compte que de la
pression de l'eau, et la pression absolue, pression
réelle qui s'exerce sur le plongeur à une profondeur
donnée, et qui est égale à la somme de la pression
relative et de la pression atmosphérique.
Comme leur nom l’indique, les « profondimètres » sont des instruments mécaniques (ou, souvent aujourd'hui, digitaux), qui indiquent aux
plongeurs la profondeur à laquelle ils évoluent.
Mais, en réalité, ils mesurent la pression ambiante.
Par conséquent, ils ne sont exacts que si on les utilise dans le milieu pour lequel ils ont été réglés.
Ainsi un profondimètre prévu pour un usage sousmarin et employé pour plonger dans un lac de montagne donnera-t-il des valeurs fausses tant qu'il
n'aura pas été réétalonné. De surcroît, la plongée en
altitude se fait forcément en eau douce, dont la densité, inférieure à celle de l'eau de mer, doit conduire
à majorer les mesures de 3 %.
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