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Travaux Personnels Encadrés
Compte rendu des recherches du groupe de TPE de première scientifique composé de : Capdeviole Martin, Labeille Maxime, Comte Killian et Meyer--Vacherand Etienne
 
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MessagePosté le: Sam 24 Déc - 11:08 (2011)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

Vous l'aurez compris je ne me répéterais pas : même sujet, mais oeuvre différente.

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MessagePosté le: Sam 24 Déc - 11:08 (2011)    Sujet du message: Publicité

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Martin


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MessagePosté le: Mer 11 Jan - 19:08 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

Bonjour Mr.Verne. Pour ceux qui ne le savent pas encore dans votre œuvre "20.000 lieues sous les mers ", vous explorez l'océan à l'aide d'un scaphandre autonome inspiré de celui de Rouquayrol-Denayrouze conçu pour visiter le fond des mers.


  
  

[Page de couverture]  
(Toutes les images utilisées sont tirées des livres Voyages Extraordinaires aux éditions Delville) 
  

 
N'ayant pas pu essayer un appareil semblable à celui que vous avez imaginé, nous nous sommes demandés s'il était possible de plonger avec un appareil semblable au vôtre, à des profondeurs telles que celles indiquées dans le livre.De nos jours la plongée sous-marine avec bouteille est très réglementée car elle est considérée comme un sport extrême. De nombreuses lois, tant physiques, que de sécurité, que vous ignoriez, la régissent. C'est d'ailleurs à partir de ces lois que nous allons travailler.



Dernière édition par Martin le Dim 11 Mar - 23:15 (2012); édité 5 fois
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Jules Verne


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MessagePosté le: Lun 6 Fév - 16:49 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant


En effet j'ai utilisé l'appareil de Rouquayrol-Denayrouze pour mon livre. Cependant il me semblait très mal approprié pour les grands fonds. C'est pour cela qu'il ma semblé nécessaire de le modifier dans un but mélioratif. 
 
[Chapitre XVI Promenade en plaine] 
 
L'appareil dans le dos « se compose d’un réservoir en tôle épaisse, dans lequel j’emmagasine l’air sous une pression de cinquante atmosphères. Ce réservoir se fixe sur le dos au moyen de bretelles, comme un sac de soldat. Sa partie supérieure forme une boîte d’où l’air, maintenu par un mécanisme à soufflet, ne peut s’échapper qu’à sa tension normale. » 
Deux tuyaux partent de la partie supérieure de la bouteille. L'un sert à l'air expiré, l'autre à l'air inspiré. 
 
 
 
Sur l'appareil de Rouquayrol-Denayrouze les deux tuyaux « viennent aboutir à une sorte de pavillon qui emprisonne le nez et la bouche de l’opérateur ». 
 
 
A la différence, le capitaine Nemo, qui affronte des pressions considérables au fond des mers,  a donc modifié ce système de fonctionnement  comme je l'indique dans mon livre : "j’ai dû enfermer ma tête, comme celle des scaphandres, dans une sphère de cuivre » sur laquelle aboutissent les deux tuyaux. 
 
 
 
(« » citation du livre) 

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Dernière édition par Jules Verne le Dim 11 Mar - 23:42 (2012); édité 5 fois
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MessagePosté le: Lun 6 Fév - 17:03 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

Quelque chose m'ennuie Mr. Verne.Dans votre livre vous n'avez jamais mentionné la contenance en litres de votre réservoir.
Comment imaginez-vous rester 9 ou 10 heures sous l'eau avec seulement 50 bars de pression, quelle que soit la contenance de la bouteille?


Dernière édition par Martin le Dim 11 Mar - 23:15 (2012); édité 1 fois
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Jules Verne


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MessagePosté le: Lun 6 Fév - 17:23 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

Il est vrai que dans mon livre je n'ai pas précisé la contenance des réservoirs. De plus ma mémoire n'est plus ce qu'elle était et je ne saurais vous dire ce qu'il en était pour les appareils existant à mon époque. J'aimerais tout de même préciser que mon ouvrage n'est pas uniquement une exposition de faits scientifiques et donc je ne pouvais me contenter d'énoncer une série de chiffres, de lois et de mesures 
Pour ce qui est de la durée, cela me semble bien simple pourtant. Dans mon livre je précise que « les pompes du Nautilus me permettent de l’emmagasiner sous une pression considérable ». Plus l'air est compressé plus le plongeur peut rester sous l'eau. 
 
Cela répond-t-il à votre question ? 

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Dernière édition par Jules Verne le Dim 11 Mar - 23:43 (2012); édité 2 fois
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MessagePosté le: Lun 6 Fév - 17:31 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

Vous répondez effectivement à ma question, mais je suis au regret de vous dire que vous avez commis une erreur au niveau du matériel.

Un adulte de taille normale  respire 20 L/min d'air à pression atmosphérique.
Cependant plus la pression augmente, plus la consommation d'air augmente.
Pour avoir cette donnée il faut multiplier la consommation d'air à la surface par la pression ambiante.


Dernière édition par Martin le Lun 13 Fév - 18:49 (2012); édité 1 fois
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MessagePosté le: Lun 13 Fév - 17:37 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

Je comprends. Je connaissais déjà à l'époque les phénomènes de pression.
On la calcule en divisant la profondeur à laquelle nous nous trouvons par 10. En exemple si le sous-marin plonge à 1000 mètres, la pression est de 100 atmosphères, soit 100 fois plus importante qu'à la surface.
Donc si mon plongeur descend à 50 mètres la pression est de 5 atmosphères. Si je suis votre raisonnement, il faut multiplier sa consomation par 5 ?
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MessagePosté le: Lun 13 Fév - 17:56 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

Pas exactement.A la surface la pression n'est pas nulle. En plongée nous utilisons le bar. Ainsi, 1 bar est égal à une pression de 1kilo par cm². Au niveau de la mer la pression est de environ 1 bar.
Pour le reste vous aviez vu juste. On peut noter le calcul de la pression par :
profondeur[tex]\times0.1[/tex]+pression  atmosphérique


Pour le plongeur à 50 mètres la pression est de :
[tex]50\times0.1+1=6[/tex]bars et non 5


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MessagePosté le: Lun 13 Fév - 18:02 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

Alors, lorsque j'écris dans le chapitre 13 du livre 1 "Lorsque vous êtes par mille mètres de profondeurs, les parois du Nautilus supportent un pression de cent atmosphères" je fais une erreur puisqu'il supporte une pression de cent-une atmosphères.


[Chapitre XVII Une forêt sous marine]
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MessagePosté le: Lun 13 Fév - 19:00 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

Pour vous faire comprendre votre erreur je vais prendre l'exemple le plus frappant.Dans le chapitre XXIV vous faites descendre nos personnages à plus de 300 mètres pendant plus de deux heures :"Enfin après deux heures de marche, nous avions atteint une profondeur de trois cents mètres environ"
 
La pression à 300 mètres est de [tex]300\times0.1+1[/tex] soit 31 bars.Leur consommation est donc de [tex]31\times 20[/tex] = 620L/min puisque ce sont des adultes.
Comme vous ne précisez pas la contenance en litre de votre réservoir, je suis parti d'un réservoir utilisé de nos jours par un adulte, soit 15LVous dites dans votre livre au chapitre XV la pression à laquelle vous compressez votre bouteille :  « …Il se compose d’un réservoir en tôle épaisse, dans lequel j’emmagasine l’air sous une pression de cinquante atmosphères… »On a donc [tex]50\times15[/tex]= 750 Litres d'air dans la bouteille.La consommation à 300 mètres est de 750/620L soit environ 1 minutes 18 d'autonomie.Votre plongeur comme vous l'aviez imaginé n'a donc pas assez d'air pour atteindre les 300 mètres puisque la plongée est supérieure à 2 heures.

 
 


 
[Chapitre XVI Promenade en plaine]


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MessagePosté le: Lun 13 Fév - 19:33 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

Si l'autonomie de mon plongeur est trop faible avec 50 bars il suffirait d'augmenter la pression dans le réservoir pour pouvoir plonger plus profond ou tout simplement de prendre plusieurs réservoirs.
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MessagePosté le: Lun 13 Fév - 20:03 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

Malheureusement non.  En toute logique les solutions que vous proposez sont effectivement intéressantes mais il y a d'autres impossibilités.  
La pression à laquelle il faudrait compresser l'air serait trop importante ce qui provoquerait la rupture du réservoir et donc la mort de  notre plongeur.

Si le plongeur prend plusieurs réservoirs il lui en faudrait énormément.
De nos jours les bouteilles sont compressées à environ 230 bars.
Le plongeur à une consommation d'environ 630L/minutes à 300 mètres.
Si le plongeur veut rester pendant une demi heures a 300 mètres il lui faut [tex]\displaystyle630\times30[/tex]= 18900 litres d'air.
[tex]\displaystyle\frac{18900}{230}[/tex] soit environ 82 litres.

Si on imagine que le plongeur prend des bouteilles de 15 Litres il lui faudrait [tex]\displaystyle\frac{82}{15}[/tex] bouteilles soit plus de 5 bouteilles.
Avec 6 bouteilles le plongeur serait incapable de se mouvoir sous l'eau.

De plus l'air avec la profondeur devient toxique. Le plongeur prend le risque d'avoir un accident biochimique.


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MessagePosté le: Mer 7 Mar - 19:07 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

Vous dites que « La pression à laquelle il faudrait compresser l'air serait trop importante ce qui provoquerait la rupture du réservoir et donc la mort de  notre plongeur. »
En êtes-vous sûr de ce que vous dites. A combien s’élèverai la pression pour respirer une demi-heure à 300 mètres ?
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MessagePosté le: Mer 7 Mar - 19:08 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

Reprenons un exemple avec une bouteille de 15 litres. Le plongeur a besoin de 18900 L pour rester à cette profondeur.
Total d’air \ pression dans la bouteille  = Litres d’air que contient la bouteille à 1bar
18900\ pression dans la bouteille =15L
18900\ 15L = pression dans la bouteille = 1260 bars

Même de nos jours aucune bouteille n’est capable de résister à une telle pression.


Dernière édition par Martin le Sam 10 Mar - 16:53 (2012); édité 4 fois
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Jules Verne


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MessagePosté le: Mer 7 Mar - 19:09 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

Je le conçois.Vous parliez un peu plus haut d’accidents biochimiques, quels sont ils ?
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