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]
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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
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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
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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
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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
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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
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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.
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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
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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
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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
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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
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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!
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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 !
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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 !
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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
