La loi de Mariotte
La loi de Mariotte, découverte aussi par Robert Boyle, établie qu'à une température constante, il existe une relation entre le volume d'un gaz, et la pression qu'il reçoit.
P * V= Constante
On en déduit la formule suivante, plus couramment utilisée : P1*V1 = P2 *V2
Application de la loi de Mariotte à la plongée.
En plongée sous-marine, la pression varie en fonction de la profondeur.
Prenons le cas d'un ballon remplie d'air d'un volume de 10 litres en surface (pression de 1bar). Quel sera son volume à 10 mètres et à 20 mètres de profondeur ?
A la surface : P1 = 1 bar et V1 = 10 litres
A 10 mètres : P2 = 2 bars. V2 = ?
En appliquant la loi de Mariotte : V2 = (P1*V1)/P2 = 5 litres
A 20 mètres : P3 = 3 bars. V3 = ?
En appliquant la loi de Mariotte : V3 = (P1*V1)/P3 = 3,33 litres
Incidences de la loi de Mariotte sur le plongeur.
Les variations de pression subies tout au long de la plongée vont faire varier le volume des gazs contenus dans le corps du plongeur, notamment dans le sang, les tissus, les poumons... Ces variations de volumes peuvent causer des dommages corporels très graves. En voici deux exemples :
- La surpression pulmonaire. En plongée, si l'on bloque sa respiration lors de la remontée, l'air contenu dans les poumons va se détendre et augmenter de volume. Il va les distendre et provoquer la rupture des tissus. C'est la surpression pulmonaire. Il est indispensable de ne jamais bloquer sa respiration à la remontée.
- L'embolie. Les gaz, dissous dans le sang et les tissus corporels lors de la plongée, vont retourner à l'état gazeux lors de la remontée, provoquant toutes sortes de problèmes tels que des embolies, des décolements de la plèvres ou des pneumotorax. Pour lutter contre ce phénomène, il est très important de respecter les vitesses de remontée mais aussi ses paliers de sécurité.
Exercices.
Voici le cas d'un plongeur équipé une bouteille de 15 litres gonflée à 200 bars. Le directeur de plongée indique que chaque plongeur doit sortir de l'eau avec au moins 50 bars dans sa bouteille.
Sachant qu'il respire 15 fois par minute une inspiration de 1,5 litre d'air, quelle sera l'autonomie de ce plongeur à 30 mètres, puis à 50 mètres ?
Réponses : 25 minutes à 30 et 16 minutes à 50 mètres.
A 30 mètres de profondeur, un plongeur sort son parachute, d'un capacité de 25 litres, pour indiquer la position de l'encre du bateau. Combien de litres d'air minimum doit il lacher dans son parachute pour qu'il soit plein en surface ?
Réponse : 6,25 litres.
P * V= Constante
On en déduit la formule suivante, plus couramment utilisée : P1*V1 = P2 *V2
Application de la loi de Mariotte à la plongée.
En plongée sous-marine, la pression varie en fonction de la profondeur.
Prenons le cas d'un ballon remplie d'air d'un volume de 10 litres en surface (pression de 1bar). Quel sera son volume à 10 mètres et à 20 mètres de profondeur ?
A la surface : P1 = 1 bar et V1 = 10 litres
A 10 mètres : P2 = 2 bars. V2 = ?
En appliquant la loi de Mariotte : V2 = (P1*V1)/P2 = 5 litres
A 20 mètres : P3 = 3 bars. V3 = ?
En appliquant la loi de Mariotte : V3 = (P1*V1)/P3 = 3,33 litres
Incidences de la loi de Mariotte sur le plongeur.
Les variations de pression subies tout au long de la plongée vont faire varier le volume des gazs contenus dans le corps du plongeur, notamment dans le sang, les tissus, les poumons... Ces variations de volumes peuvent causer des dommages corporels très graves. En voici deux exemples :
- La surpression pulmonaire. En plongée, si l'on bloque sa respiration lors de la remontée, l'air contenu dans les poumons va se détendre et augmenter de volume. Il va les distendre et provoquer la rupture des tissus. C'est la surpression pulmonaire. Il est indispensable de ne jamais bloquer sa respiration à la remontée.
- L'embolie. Les gaz, dissous dans le sang et les tissus corporels lors de la plongée, vont retourner à l'état gazeux lors de la remontée, provoquant toutes sortes de problèmes tels que des embolies, des décolements de la plèvres ou des pneumotorax. Pour lutter contre ce phénomène, il est très important de respecter les vitesses de remontée mais aussi ses paliers de sécurité.
Exercices.
Voici le cas d'un plongeur équipé une bouteille de 15 litres gonflée à 200 bars. Le directeur de plongée indique que chaque plongeur doit sortir de l'eau avec au moins 50 bars dans sa bouteille.
Sachant qu'il respire 15 fois par minute une inspiration de 1,5 litre d'air, quelle sera l'autonomie de ce plongeur à 30 mètres, puis à 50 mètres ?
Réponses : 25 minutes à 30 et 16 minutes à 50 mètres.
A 30 mètres de profondeur, un plongeur sort son parachute, d'un capacité de 25 litres, pour indiquer la position de l'encre du bateau. Combien de litres d'air minimum doit il lacher dans son parachute pour qu'il soit plein en surface ?
Réponse : 6,25 litres.