le plongeur sous pression plongeur sous...on a constaté au niveau 1 que les gaz sont compressibles...

Dauphins de Nogent -

Novembre 2018 - Patrick

EMERIAU

LE PLONGEUR SOUS PRESSION

Objectifs du cours :

Comprendre le rôle de l’eauet

de la pression en plongée

Cours Niveau 2

Dauphins de Nogent - Novembre 2019 - Patrick EMERIAU

Pression volume et profondeur

• Principes• Incidence sur le plongeur• Cas pratique : variation de pression• Les barotraumatismes

Pression volume et profondeur:

Définition de la pression :

• La pression est une force qui s’exerce sur une surface

𝑷𝒓𝒆𝒔𝒔𝒊𝒐𝒏 =𝑭𝒐𝒓𝒄𝒆

𝑺𝒖𝒓𝒇𝒂𝒄𝒆

surface

PRESSION

Serrez une punaise entre le pouce et l'index, la force sera la même, mais selon la surface de la punaise considérée, la pression sur la peau sera différente.

En plongée sous-marine on exprime souvent la pression en Bar (b)

Ca veut dire quoi 1 BAR ?

C’est une force de 1kg sur 1 cm²

La pression atmosphérique

1 Bar à la surface

• C’est le poids de l’eau au dessus du plongeur

• C’est la pression qu’exerce une colonne d’eau de 10 m de haut sur 1 cm²,

soit 1000 cm3 ou 1 dm3 ou 1 kg ou 1 Litre d’eau.

La pression hydrostatique (ou pression relative)

• la pression hydrostatique augmente de 1 Bar tous les 10 mètres :

Il suffit donc de diviser par 10 la profondeur pour obtenir la pression hydrostatique

La Pression absolue

C’est la pression totale que le plongeur reçoit en immersion

C’est la somme de la Pression Atmosphérique et de la Pression Hydrostatique.

P. Abs = P. Atm + P. Hydro

Profondeur Pression

Atmosphérique+

Pression hydrostatique

=Pression absolue

Surface 1 Bar + 0 Bar = 1 Bar

-10 m 1 Bar + 1 Bar = 2 Bars

-20 m 1 Bar + 2 Bars = 3 Bars

• Entre 0 et 10 mètres, la pression absolue double

• C'est dans cette zone que le plongeur subit la plus forte variation de pression

Retenons qu’en plongée :

▪ si l'on descend, la pression augmente

▪ si l'on remonte, la pression diminue

▪ Entre 0 et 10 mètres, la pression absolue double

➢ Quelle est le pression absolue à 25 m ?

Calcul de pression :

On sait que P. Abs = P. Atm + P. Hydro

P. Atm = 1 Bar P. Abs = 1 + P. HydroP. Hydro = 1 Bar tous les 10 m

P. Hydro = 25

10= 2,5 Bars

Donc : P. Abs = 1 + 2,5 = 3,5 Bars

➢ A quelle profondeur avons-nous une pression absoluede 2,9 Bars ?

On sait que P. Abs = P. Atm + P. Hydro

Pour trouver la profondeur on va chercher la P. Hydro :

P. Hydro = P. Abs - P. AtmP. Hydro = 2,9 - 1 P. Hydro = 1,9 Bars

Nous sommes à la profondeur de 1,9 X 10 = 19 mètres

LA COMPRESSIBILITÉ DES GAZOn a constaté au niveau 1 que les gaz sont compressibles :

➢ leur volume diminue quand la pression augmente➢ leur volume augmente quand la pression diminue

4 bars de pression donne un volume de 0.25 litre.

Voici une éprouvette graduée de 1 litre d'air reliée à un manomètre qui indique 1 bar ce qui correspond à la pression atmosphérique.

On exerce une pression jusqu'à ce que le manomètre indique 2 bars. On constate que le volume a diminué et atteint 0,5 litre.

3 bars de pression donne un volume de 0.33 litre.

LOI DE BOYLE ou LOI DE MARIOTTE

Ce phénomène est traduit par une formule qui a été définie par messieurs BOYLE et MARIOTTE :

P x V = Constante ou P1 X V1 = P2 X V2

METTONS EN EVIDENCE CETTE PROPRIÉTÉ PHYSIQUE :

On immerge à 20 mètres de profondeur un ballon contenant une masse de gaz. A cette profondeur, le ballon occupe un volume d’un litre.En remontant, le ballon se gonfle et on observe qu'à 10 mètres, son volume est de 1,5 litres.Puis en surface son volume occupe 3 litres.

ProfondeurPression Absolue

Volume du ballon

Produit P X V

Surface 1 Bar 3,00 Litres 1 x 3 = 3 P3 x V3

10 m 2 Bars 1,50 Litres 2 x 1,5 = 3 P2 x V2

20 m 3 Bars 1,00 Litre3 x 1 = 3 P1 x V1

P x V = Constante

• Effets sur la consommation en litre d’air

Mariotte en plongée :

la quantité d'air consommée augmente avec la profondeur :

Les détendeurs fournissent de l’air à la pression ambiante dans un volume constant qui sont les poumons du plongeur.Ainsi, plus on descend, plus la quantité arrivée dans les poumons sera importante, et plus on consommera d’air.

• Effets sur l’équipement ➢Utilisation du gilet stabilisateur :

Au niveau 1 nous avons vu que le gilet permet de s’équilibrer et qu’il a une incidence sur la consommation d’air. Le gilet stabilisateur contient de l’air, il faudra donc adapter le volume qu’on y insuffle en fonction de la profondeur et penser à purger le gilet lors de la remontée pour maintenir la vitesse de remontée préconisée.

➢Compression de la combinaison : elle est composée de petites bulles qui subissent les variations de volume avec la pression. Pour compenser cette perte de volume et de flottabilité liée à la profondeur il faut ajouter de l’air dans le gilet

Contenance des bouteilles de plongée et calcul de la consommation

Bouteille : Volume = 12 LitresPression = 200 Bars

V = 2400 Litres

Le plongeur dispose donc de 2400 Litres

P x V = P1 x V1

200 Bars x 12 Litres = 1 bar x V à 1 Bar

Calcul de l’autonomie en surface :

Retenons que l’air expulsé du détendeur sort à la pression de la profondeur

A 20 mètres la pression est de 3 Bars :

P1 x V1 = P2 x V2 1 x 2400 = 3 x V2 soit V2 = 2400 l/3 =800 l

Au cours d’une plongée sans effort excessif le plongeur consomme en moyenne 15 litres d’air par minutes.

Donc avec mon bloc de 12 L, gonflé à 200 Bars, je vais avoir une autonomie en surface de :

12 𝑋 200

2400 𝑙

15𝑙/𝑚𝑛= 160 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑒𝑠

800 𝑙

15𝑙/𝑚𝑛= 53 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑒𝑠

Donc avec mon bloc de 12 L, gonflé à 200 Bars, je vais avoir une autonomie à 20 m de :

• Énoncé :

Tout corps plongé dans un fluide reçoit de la part de ce fluide une poussée verticale de bas en haut égale au poids du volume de fluide déplacé

THÉORÈME D’ARCHIMÈDE

• En résumé :

Le poids de notre corps nous attire au fond, alors quela poussée d’Archimède nous repousse vers la surface.

La poussée d’Archimède = Poids du volume du liquide déplacé

EXEMPLE :

1) On dit que la flottabilité est positive Si votre poids est inférieur à la pression exercée par le milieu marin sur votre volumevous restez en surface (effet bouchon)C’est le cas, quand vous avez revêtu votre combinaison sans ceinture de plomb

2) On dit que la flottabilité est neutre Si votre poids est égal à votre volume, vous restez entre deux eauxC’est le cas, quand vous êtes au palier à 3 mètres et que votre lestage est correct

3) On dit que la flottabilité est négativeSi votre poids est supérieur à votre volume, vous coulezC’est le cas quand vous êtes trop lesté (effet enclume)

3 TYPES DE FLOTTABILITÉ POSSIBLES :

POIDS APPARENT = POIDS RÉEL – POUSSÉE D’ARCHIMÈDE

POSITIVE –NEUTRE -NÉGATIVE

PAS BIEN PAS BIEN BIEN

Grace à Archimède nous comprenons maintenant :

➢Pourquoi dans l’eau notre bouteille est moins lourde➢L’utilité du lestage➢L’utilité du gilet stabilisateur➢L’incidence d’une combinaison de plongée ➢L’utilité du poumon-ballast

Dauphins de Nogent - Novembre 2019 - Agnès Fadié

Les Barotraumatismes ou

Accidents mécaniques

Programme de la soirée

• Définition d’un barotraumatisme

• Les différents barotraumatismes

• Mécanismes, causes, symptômes, prévention, traitement ou conduite à tenir

Définition d’un barotraumatisme

• Baro = Pression

• Traumatisme = Lésion

• ==> Barotraumatisme = Lésion liée à la variation de pression

DN 16/11/2006Agnès Fadié

Définition d’un barotraumatisme

Le corps est composé de solides, de liquides et de cavités occupées par des gaz.

Pendant une plongée, les variations de volume lié au changement de pression peuvent entraîner des accidents.

Application de la loi de Mariotte sur le corps humain

• Les variations de pression ET de volume à la descente comme à la remontée sont directement liées à la loi de Boyle/Mariotte

• PV = Constante => P1V1=P2V2

Nota Bene

• Les victimes :

Plongeurs en scaphandre autonome

Plongeurs en apnée ,

• TOUS EGAUX avec même plus de risques pour le plongeur en scaphandre

DN 16/11/2006Agnès Fadié

1/ LES OREILLES

• Mécanisme

Augmentation de la pression ambiante qui crée une dépression dans l’oreille moyenne. Le tympa se déforme et peut aller jusqu’à se rompre.

1/ LES OREILLES

• Les causes

- Mauvais Vasalva

- Oubli

- Impossible du fait d’une malformation anatomique comme des trompes d’Eustache non perméables ou des voies aériennes congestionnées

1/ LES OREILLES

• Symptômes

Douleur + ou – forte - Bourdonnement

Vertiges et /ou nausées

• Prévention

Ne pas plonger enrhumé

Rincer les fosses nasales lors de la mise à l’eau

Valsalva, déglutition, BTV

• Traitement/ conduite à tenir

Stopper la descente ou la remontée.¨Rincer les fosses nasales en pleine eau.

Consulter un Orl si douleur persistante

2/ LE PLACAGE DE MASQUE

• Mécanisme

Diminution du volume d’air dans le masque en fonction de l’augmentation de la pression ambiante. La jupe s’écrase, la vitre se rapproche du visage. Il peut y avoir un effet ventouse.

2/ LE PLACAGE DE MASQUE

• CauseMauvaise technique

• Symptômes pour le plongeurSimple gêne, douleur vive,trouble de la vue ,éclatement des capillaires, œil au beurre noir

• PréventionSouffler par le nez dans le masque pendant la descente

• Traitement, conduite à teniranti inflammatoire , arrêt plongées, visite ophtalmo.

3/ LES SINUS

• Mécanisme

Diminution ou augmentation du volume d’air dans les sinus en fonction de la pression ambiante.

=>A la descente :

Aspiration de la muqueuse

=>A la remontée :

Compression de la muqueuse

3/ LES SINUS

• Cause

Obstruction des orifices et voies de communication.

• Symptômes

Douleurs plus ou moins fortes au front, aux joues ou aux dents.

Larmoiement …

• Prévention

Souffler par le nez dans le masque pendant la descente

• Traitement,conduite à tenir : Ne pas forcer à la descente si douleur. Remonter lentement. Ne pas plonger enrhumé.

4/ LES DENTS

• Mécanisme

Entré d’air dans une dent pendant la plongée et lors de la remontée augmentation du volume d’air

• Cause

Dent cariée ou plombage en mauvais état

4/ LES DENTS

• Symptômes

Douleur +ou – violente

• Prévention

Visite dentiste au moins une fois par an avec la casquette de plongeur

• Traitement, conduite à tenir

Ne pas forcer à la descente. Remonter très lentement

5/ LA SURPRESSION PULMONAIRE

• Mécanisme ( seulement en scaphandre)

A la remontée, l’air contenu dans les poumons se dilate en fonction de la diminution de la PA et provoque une augmentation du volume pulmonaire d’où des distensions voire déchirements des alvéoles pulmonaires.

• Causes ( ce qui entrave l’expiration normale)

Blocage expiratoire , spasme glottique (panique), vitesse de remontée trop rapide, remontée sans embout(exercices), détendeur bloqué en débit continu, asthme …

Un des accidents les plus graves

en plongée !

Attention dans l’espace proche !

• Symptômes

Signes généraux : gêne , oppression respiratoire, douleur violente, spume rosâtre à la bouche, perte de conscience

Signes neurologiques : toute paralysie, pneumothorax, emphysème

• Prévention : facile à éviter

Respiration libre surtout l’expiration lors de la remontée

Pas de Valsalva ni d’effort expiratoire à la remontée

Ne pas donner son embout à un plongeur en apnée sauf cas exceptionnel

Vitesse contrôlée

Bonne expiration dans les 3 m

Un des accidents les plus

graves en plongée !

Attention dans l’espace

proche !

Traitement, conduite à tenirIntervention d’urgence des secours et évacuation caisson

Un des accidents les plus

graves en plongée !

Attention dans l’espace

proche !

6/SURPRESSION STOMACALE & COLIQUE DU SCAPHANDRIER

• Mécanisme ( seulement en scaphandre)

En respirant le plongeur peut avaler à chaque inspiration un peu d’air. A la remontée il peut ressentir des douleur estomacales ou intestinales du fait de l’augmentation de volume de cet air.

• Symptômes

Douleurs + ou – violentes pouvant aller jusqu’à la perte de conscience

• Prévention :

Eviter les les aliments générateurs de gaz

• Traitement, conduite à tenir :

Eliminer les gaz par voies naturelles

QUAND ?

• A la descente

Placage de masque

• A la remontée

Surpression pulmonaire

Colique

• Aux deux

Oreilles(+ rare à

la remontée)

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Documents

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