THÈME LA PRATIQUE DU SPORT

Document audio/ACTIVITÉ DOCUMENTAIRE

Chapitre 13 Pression et sport

Pourquoi les plongeurs doivent-ils remonter lentement des grandes profondeurs ?

Compétence : Savoir que la quantité maximale de gaz dissous augmente avec la pression

La pratique du sport – Activité documentaire © Hélium 2de 2014, Editions Hatier

Le document audio disponible dans le manuel interactif : « Pourquoi les plongeurs doivent-ils

remonter lentement des grandes profondeurs ? » (http://www.espace-sciences.org/explorer/audios

© Michel Cabaret) peut être utilisé en introduction de l’activité 5 p. 214 Barotraumatismes en

plongée du manuel Hélium 2de.

Un questionnement, ici proposé à deux niveaux de difficulté, permet de présenter et d’expliquer les

risques barotraumatiques.

L’activité 5 p. 214 Barotraumatismes en plongée permet ensuite d’aborder le traitement médical des

barotraumatismes. Construite sous la forme d’une résolution de problème scientifique, l’élève

réinvestit ses connaissances et mobilise des compétences transversales liées à l’analyse de

documents et à l’utilisation de l’outil mathématique.

La pratique du sport – Activité documentaire © Hélium 2de 2014, Editions Hatier

Pourquoi les plongeurs doivent-ils remonter lentement des grandes profondeurs ?

Questionnement guidé :

1. Indiquer les risques encourus par les plongeurs lors de la remontée des grandes profondeurs. 2. Comparer la pression ambiante sur Terre et celle au fond des océans. 3. En déduire comment évolue la pression lors de la remontée. 4. Rappeler comment évolue la solubilité d’un gaz en fonction de la pression. 5. En déduire comment évolue la solubilité des gaz dissous dans le sang lors de la remontée. 6. Expliquer la formation de bulles de gaz dans le sang lors de la remontée. 7. Justifier la nécessité de respecter des paliers de décompression lors de la remontée.

Questionnement ouvert :

1. Indiquer les risques encourus par les plongeurs lors de la remontée des grandes profondeurs. 2. Expliquer la formation de bulles de gaz dans le sang lors de la remontée. 3. Justifier la nécessité de respecter des paliers de décompression lors de la remontée.

La pratique du sport – Activité documentaire © Hélium 2de 2014, Editions Hatier

13. Pression et sport 215

CO

UR

S C O U R S ACTIVITÉ DOCUMENTAIRE

1 hPa = 102 Pa

1 mbar = 10–3 bar = 102 Pa

DOC  2 Relations entre différentes unités de pression.

Altitude(m)

Pression atmosphérique moyenne (hPa)

0 1 013

2 400 (Mexico)

775

8 850(mont Everest)

315

DOC  4 Pression atmosphérique moyenne à différentes altitudes.

échellemicroscopique

échellemacroscopique

surface S surface Sfluidefluide

fluide

forcepressante

DOC  1 Aspects microscopique et macroscopique de la force pressante.

➤ Pour appliquer exercices 121212 et 131313

p. 222

➤ Pour appliquer exercice 101010 p. 222

Force pressante et pression ➤

ACTIVITÉ 1 p. 210

1.1 Des molécules en mouvement à l’origine de la force pressante

À l’échelle microscopique, les liquides et les gaz sont des fluides constitués de molécules (ou atomes) en mouvement.

À l’état gazeux, les molécules dispersées, en mouvement rapide et désordonné, occupent tout le volume dont elles disposent.À l’état liquide, les molécules sont plus proches les unes des autres mais restent en mouvement incessant.

Ainsi, l’agitation moléculaire provoque des chocs sur la paroi de tout objet en contact avec le fluide.

La somme de toutes les actions mécaniques exercées par les molé-cules lors des chocs sur la paroi d’un objet correspond, à notre échelle, à la force pressante

r

F exercée par le fluide sur l’objet.

Cette force de contact est (DOC 1) : � toujours perpendiculaire à la surface S de la paroi, � dirigée du fluide vers l’objet sur lequel la force s’exerce.

Son point d’application est au centre de la paroi.

1. 2 Pression d’un fluideLa pression p d’un fluide correspond à la valeur F de la force pres-sante par unité de surface S. Elle est donnée par la relation :

pFS�

p en Pa,F en N,S en m2.

L’unité légale de pression dans le Système international est le pascal (symbole Pa) : 1 Pa = 1 N·m–2.Il existe d’autres unités usuelles :

� le bar : 1 bar = 105 Pa, � l’atmosphère : 1 atm = 1,013 × 105 Pa = 1,013 bar.

REMARQUEL’hectopascal (hPa) et le millibar (mbar) sont deux unités équiva-lentes (DOC 2).La pression se mesure avec un manomètre. Il existe des mano-mètres absolus mesurant directement la pression du fluide et des manomètres différentiels indiquant la différence de pression entre le fluide et l’air ambiant (DOC 3).

1. 3 La pression atmosphériqueLa pression de l’air qui nous entoure est appelée pression atmos-phérique patm. La pression dépend de l’altitude : elle diminue quand l’altitude augmente (DOC 4). Elle se mesure avec un baromètre.

Force pressante Force pressante Force pressante Force pressante Force pressante Force pressante Force pressante Force pressante 1 Force pressante 111111 Force pressante 1 Force pressante 1 Force pressante 1 Force pressante 111111 Force pressante 1 Force pressante 1 Force pressante 1 Force pressante 111 Force pressante 1 Force pressante 1 Force pressante 1 Force pressante 111111 Force pressante 1 Force pressante 1 Force pressante 1 Force pressante 111

DOC

DOC

Extraire et exploiter des informations, utiliser l’outil mathématique, communiquerÀ partir des différents documents (DOCS 9, 10 et 11), déterminer la pression à laquelle un caisson hyperbare doit être réglé, pour rétablir le flux sanguin du plongeur dont le cliché du scanner est fourni.

555555555compétence

❯ Résoudre un problème scientifique.Barotraumatismes

en plongée

La pratique de la plongée se démocratise mais reste une activité sportive à hauts risques. La variation de pression lors de la remontée peut conduire, en cas de blocage de l’expiration, à un accident barotraumatique.

Comment la connaissance de la loi de Boyle-Mariotte a-t-elle permis aux médecins de soigner les barotraumatismes ?

DOC  3 Manomètre différentiel.

DOCDOCDOC 999

DOCDOCDOC 111111

DOCDOCDOC 101010

214 THÈME 2 la pratique du sport

Tâche complexe

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Aide à la résolution

Activité documentaire 5. Barotraumatismes en plongée (p.214) Coup de pouce 1. Quel volume doit atteindre la bulle de gaz pour espérer libérer le flux

sanguin ?

Coup de pouce 2. Quelle est la valeur initiale de la pression dans un caisson hyperbare ?

Coup de pouce 3. Écrire la loi de Boyle-Mariotte pour la bulle de gaz obstruant la circulation

sanguine.

En déduire l’expression de la pression à atteindre dans le caisson hyperbare.

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