Loi De Henry Plongée
1 - Justification Un plongeur est soumis à des pressions croissantes avec la profondeur. Il va respirer de l'air, et donc de l'azote, à une pression accrue. Cet azote va se dissoudre dans le corps. A la remontée, cet gaz va "sortir" des tissus et risquer de former des micro-bulles, générant un accident de décompression. Cette dissolution, et cette sortie sont les conséquences de la loi de Henry. Il est donc important de bien la comprendre pour mieux appréhender le principe des procédures de décompression, ainsi que le mécanisme des accidents de décompression. 2 - Rappels 2. 1 Loi de Mariotte "Pour un gaz parfait, à température constante, le volume d'un gaz est inversement proportionnel à la pression qu'il reçoit. " Formule mathématique: Pression X Volume = Constante 2. 2 Loi de Dalton "La pression d'un mélange gazeux est égale à la somme des pressions qu'aurait chacun des gaz s'il occupait seul le volume total. " Formule mathématique: Pp (gaz) = PAbs x%(gaz) Avec: Pp (gaz) Pression partielle du gaz concidéré PAbs pression absolu (ou totale) du mélange gazeux%(gaz) pourcentage du gaz contenu dans le mélange 2.
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La totalité du gaz initialement dissout dans le liquide en est sorti. 3. 3 Ouverture de la bouteille après l'avoir secouée On secoue la bouteille juste avant de l'ouvrir. On a alors une mousse violente qui se forme, voir une éjection de bulle type geyser, entraînant avec elles une partie du liquide. 4 - La loi de Henry 4. 1 Enoncé litéral "A température constante et à saturation, la quantité de gaz dissout dans un liquide est proportionnelle à la pression partielle qu'exerce ce gaz sur le liquide. " 4. 2 Formule mathématique A l'équilibre, on a: Pp(gaz) = T(gaz) Pp(gaz) pression partielle du gaz exercée sur le liquide. T(gaz) quantité de gaz dissout dans le liquide, également appelée Tension du gaz dans le liquide. 4. 3 Les différents états de saturation 4. 3. 1 La saturation La saturation est la situation normale. C'est l'état du plongeur avant sa plongée, s'il n'a pas plongée depuis plus de 12 h. 4. 2 La sous-saturation Un gaz est en sous-saturation lorsque la pression partielle qu'il exerce sur un liquide est supérieure à la tension de ce gaz dans ce liquide.
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15 min après ceci, des bulles apparaissent: III. Vérification de la loi J'ai voulu tester la loi d'Henry expérimentalement. Pour cela, j'ai rempli 4 bouteilles en plastique à moitié avec de l'eau et j'ai mis une pression différente dans chaque: 1, 3, 5 et 8 bars soit l'équivalent de 0, 20, 40 et 70 mètres. J'ai laissé sous pression pendant 2 jours pour être certain d'avoir atteint la saturation. J'ai choisis 2 jours car cette durée me paraissait correct pour être à saturation par rapport à l'ordre de grandeur de la durée d'une plongée qui est d'environ 45 min. J'ai ensuite mesuré, par déplacement d'eau (voir la photo), le volume de gaz qui se dégage de l'eau présente dans la bouteille lorsque j'ai remise celle-ci à pression ambiante (1 bar). On obtient une droite: Le volume d'eau de la bouteille était de 125 mL et l'expérience s'est faite à 20°C. Obtenir une droite est cohérent d'après la loi d'Henry car on a la quantité de gaz dissous qui est proportionnelle à la pression partielle qu'exerce le gaz sur le liquide.
4. 5 Période d'un tissus On appelle période d'un liquide le temps qu'il met pour diviser par 2 la différence qu'il y a entre la pression partielle qu'un gaz exerce sur ce liquide et la tension de ce gaz dans ce liquide. Cette période est constante, et propre à chaque liquide. Ainsi, la saturation (ou la désaturation) va être très rapide lors du changement de pression partielle du gaz sur le liquide, puis se ralentir jusqu'à atteindre l'équilibre. Exemple: Un liquide à un période de 5 mn. Il est au repos, à la pression atmosphérique. Il a donc une tension en azote de 0. 8, puisque la pression partielle d'azote est de 0. 8 bar. On le place dans un caisson où l'on applique une pression de 5 bar, soit une pression partielle d'azote de 4 bars. Au bout de 5 mn, la tension d'azote dans le liquide sera de 2. 4 (0. 8 initial + (4-0. 8)/2). Au bout de 10 mn, elle sera de 3. 2 (2. 4 atteint au bout de 5 mn + (4-2. 4)/2). Au bout de 15 mn, elle sera de 3. 6 (3. 2 atteitn au bout de 10 mn + (4-3. 2)/2) Et ainsi de suite jusqu'à ce que la tension soit proche de 4.