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N4 - Tous les exposés N4 - unice. pfz/PLONGEE/PlongeurAutonome/... N4 - Tous les exposés N4 Claudine Peyrat & Paul Franchi Cannes Jeunesse Plongée version 23/10/2002 Avertissement

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  • N4 -

    Tous les exposés N4

    Claudine Peyrat & Paul Franchi Cannes Jeunesse Plongée version 23/10/2002

    Avertissement Ce document est destiné à un usage privé et non à une diffusion publique : il s’agit d’une compilation faite dans le cadre d’une préparation au MF1 à partir des ouvrages cités en référence, avec notamment des emprunts de figures et de schémas.

    mailto:[email protected]

  • 2

    Tous les exposés Niveau IV

    Références Physique Anatomie & Physiologie Tous les Accidents

    Barotraumatismes ADD Biochimiques Noyade Froid Apnée Dangers du milieu

    Tables- utilisation Tables- conception Plongées aux Mélanges Plongées en Altitude Matériel Organisation des Plongées Matelotage Réglementation

  • N4 - 3

    Références • Sur le Web

    •ABYSS:http://www.abysmal.com/tech-articles.html •LAURENCE MARTIN:http:/www.mtsinai.org/pulmonary/books/scuba/welcome.htm •VINCENT IOZZO:http://www.chez.com/iozzo/ •Cours de Plongée au Nitrox, Aldo Ferrucci, 1999 •Manuel US Navy •Supports de Cours Cannes - Jeunesse •Niveau I, Blandine Blanc & Fred Durand, 1994 •Niveau IV, Blandine Blanc & Fred Durand, 1996 •Niveau II, Claudine Peyrat & Paul Franchi, 1997 •Nitrox I & II, Claudine Peyrat & Paul Franchi, 2000

    •Ouvrages •Guide de Préparation au Niveau IV, Paul Villevieille, 5ième édition, 2000 •Dossiers de la CTN INFO •La plongée sous-marine à l’air, Philip Foster, 1993 •Plongée Subaquatique, Ph. Molle & P. Rey, édition 2000

    •FEDES •FFESSM : http://www.ffessm.fr/ •FFESSM Bretagne et Loire : http://www.cibpl.ctr.claranet.fr/index.html •PADI : http://www.padi.com/

    http://www.abysmal.com/tech-articles.html http://www.mtsinai.org/pulmonary/books/scuba/welcome.htm http://www.chez.com/iozzo/ http://www.essi.fr/~pfz/PLONGEE/index.html http://www.essi.fr/~pfz/PLONGEE/index.html http://www.essi.fr/~pfz/PLONGEE/index.html http://www.essi.fr/~pfz/PLONGEE/index.html http://www.ffessm.fr/ http://www.padi.com/

  • N4 - 4

    N4 - Physique 1. Rappels: Unités, Forces, Pressions 2. Flottabilité 3. Compressibilité des gaz 4. Pressions Partielles 5. Dissolution des gaz 6. Optique 7. Son

  • N4 - 5

    Unités, Poids, Forces, Pressions 1. Expériences vécues

    2. Unités SI & dérivées 3. Autres unités & conversions 4. Force 5. Poids 6. Pression dans un fluide 7. Pression Atmosphérique 8. Pression Hydrostatique 9. Applications pratiques

    Mano, Détendeur, Gonflage, Avion, Baromètre

  • 6

    Rappels : Notion d’unité

    Le système international : SI Mètre (longueur) Kilogramme (masse) Seconde (temps) Ampère (intensité électrique) Kelvin (température Mole (quantité de matière) Candela (intensité lumineuse)

    M Kg S A K Ml C

  • 7

    Rappels : Unités dérivées du SI Les unités qui se déduisent du SI

    Surface: m2, Volume = m3 Vitesse= m/s, Accélération= m/s2 etc.

    Les multiples et les sous-multiples Préfixes

    Deci, centi, milli, micro, nano,…. Deca,hecto, kilo, mega, giga

    Noms différents Litre (volume) = Déci m3 Newton (force) = kg m/s2 mm de Hg, cm d’eau de mer

  • 8

    Rappels: notion de Force

    Une force est une cause capable de modifier le mouvement d’un corps, elle est caractérisée par

    sa direction, son sens, son intensité son point d’application.

    Elle se mesure en Newton

  • 9

    Rappels:notion de Poids

    Le poids d’un corps est la force qui l’attire vers la terre; cette force est dépendante du lieu.

    Un objet de masse m, en un lieu où l’accélération de la pesanteur vaut g (9,81 sur terre), a son poids égal à mg.

    Ancienne unité : le kilogramme-force 1Kgf=9,81N

  • 10

    Rappels: notion de Pression

    Lorsqu’une force s’exerce sur une surface, l’effet engendré s’appelle une pression.

    L’unité SI de pression est donc le N/m2 aussi appelé Pascal (Pa)

    Effets d’une pression mis en mouvement du piston dans un détendeur déformation des volumes anatomiques

    P = F / S.

  • 11

    Les autres unités de pression

    Les multiples : Le bar 1b= 105 Pa Le millibar 1 bar =1000 mB L’ hectoPascal 1 hPa =100 Pa

    Les autres : Le bar 1b = 105 Pa L’atmosphère 1 Atm ≅1013 mB Le mm Hg:1 Atm ≅760mm de Hg Le psi 1psi ≅ 14,5 b

  • 12

    Pression dans un fluide

    En tout point d’un fluide la pression s’exerce de manière identique(même valeur) dans toutes les directions.

    La force qui résulte de la pression exercée par un fluide sur une surface est toujours perpendiculaire à cette surface

  • 13

    Pression dans l’eau

    air

    eau

    Pression ambiante (absolue)

    = Pression

    Atmosphérique +

    Pression Hydrostatique

    (relative)

  • N4 - 14

    Pressions et Unités

    Pression atmosphérique au niveau de la mer: 1013 mb ou hPa = 760 mmHg = 10, 330 m d’eau douce ≈ 1 b en altitude: Palt (b)≈ 1- Alt(m)/100

    Pression hydrostatique 10m d’eau douce = 0,98 bar 10m d’eau de mer ≈ 1b

    Pression absolue en mer Pabs (en bar) ≅ 1+(Prof(m) /10)

    Profondeur en mer Prof(m) ≅ (Pabs(b) -1) * 10

    Profondeur en lac (altitude): Prof(m) ≅ (Pabs(b) –Patm(b)) * 10

    Pression en altitude P (en bar) ≅ Patm (en bar)+(Prof(m)/10 )

  • N4 - 15

    Conversion des unités de pression

    bar mmHg

    Pa

    hPa

    * 102/102

    * 760

    /760

    * 105 /105

    psi

    103/14,5

    /14,5

    mbar

  • N4 - 16

    Flottabilité

    Lestage, Poumon Ballast, etc. Pourquoi du plomb ?

    Relevage d’objets lourds Flottabilité d’un bloc

    Acier/alu

    Expériences vécues Rappel: Unités, Forces et Poids Principe d’Archimède Poids apparent Flottabilité Lestage Poumon ballast

    Applications pratiques

  • 17

    Théorème d’Archimède

    Tout corps plongé dans un fluide reçoit de la part de celui une poussée (force) verticale dirigée de bas en haut, égale au poids du volume de fluide déplacé

    Cette force s’exerce sur le centre de carène de l’objet (centre de gravité du volume immergé)

    PArchim = VOLimmergé * μ fluide

    Masses volumiques μ eau douce = 1 Kg/l μ eau de mer = 1,025 Kg/l μ air (niveau mer) = 1,293 g/l

  • 18

    Poids apparent

    ArchimèdedPousséePoidsPapparent '−=

    Un objet de poids apparent positif coule

    Un objet de poids apparent négatif flotte

    Un objet de poids apparent nul est en équilibre

    Moins lourd que çà ne parait!

  • 19

    Poumon ballast Lestage du plongeur

    Salinité de l’eau Epaisseur de la combinaison Type de bouteille

    Gilet de stabilisation Parachute de relevage Parachute de signalisation

    Flottabilité et équilibre Aides toi et Archimède t’aideras !

  • 20

    Un plongeur en maillot a une masse de 70 kg pour un volume de 69 litres (à expiration forcée) et 73 litres (à inspiration forcée).

    Il met sa combinaison de masse 2 kg pour un volume de 10 litres. Sa bouteille pèse a une masse de 18 kg pour un volume extérieur de 14 litres.

    Poids apparent et flottabilité de ce plongeur en eau douce, en eau de mer ?

    Lestage des plongeurs

    Mieux vaut expirer que se charger !

  • 21

    Poids apparent des blocs

    On lit sur le corps d'un bloc Roth 230 b en acier : Poids = 18 kg Volume = 12 l

    La masse volumique de l'acier est de 7,8 kg/l et l’air a une masse spécifique de 1,3 kg/l.b Quel est le poids apparent de ce bloc dans l’eau, lorsqu’il est vide? plein d’air ?

    On lit sur le corps d'un bloc Luxfer 232 b en alu : Poids = 16,1 kg Volume = 12,2 l

    La masse volumique de l'alu est de 2,7 kg/l Quel est le poids apparent de ce bloc dans l’eau, lorsqu’il est vide? plein d’air ?

    Un bloc peut en cacher un autre !

  • N4 - 22

    Compressibilité des gaz Expériences vécues Rappel: Unités et pressions

    Loi de Boyle & Mariotte Variation avec la profondeur Quantité de gaz & Autonomie Prévention des Barotraumatismes Loi de Charles Compresseur

    Applications pratiques

    Gilet, Parachute, pompe à vélo, mongolfières

    quelle quantité d’air dans un bloc ?

    Gonflage des blocs avec tampons Profondimètre à capillaire

  • 23

    Variation du volume en fonction de la pression

  • 24

    Loi de Boyle(1627-91) Mariotte(1620-84)

    A température constante, A quantité de matière constante

    La pression d’un gaz est inversement proportionnelle à son volume:

    PV= constante

    A moins que ce ne soit Mariotte-Boyle!

  • N4 - 25

    Causes des barotraumatismes

    Cavité fermée

    Sinus, Oreille, Prothèse, caisson

    Prof (m)

    Pabs (bar)

    Vol (l)

    Cste

    0 1 4 4

    10 2 2 4

    30 4 1 4

    implosion Placage de Masque, Coup de ventouse,

    Dents

    succion

    explosion

    Alvéoles pulmonaires, Dents,Sinus, Oreilles

    Estomac, intestin

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