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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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Martin


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MessagePosté le: Mer 7 Mar - 19:11 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

En premier lieu pour comprendre comment surviennent ces accidents, il faut savoir que l’air est un mélange composé d’environ 21% d’oxygène, 78% d’azote et 1% de gaz rares.Il existe deux types d’accidents biochimiques lorsque l’on plonge avec l’air.
- Les accidents liés à l’oxygène ;
- Les accidents liés à l’azote.

Les gaz rares sont contenus en trop faible quantité pour avoir un impact sur le plongeur.


Dernière édition par Martin le Dim 11 Mar - 23:21 (2012); édité 2 fois
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MessagePosté le: Mer 7 Mar - 19:11 (2012)    Sujet du message: Publicité

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Jules Verne


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MessagePosté le: Mer 7 Mar - 19:13 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

Cependant comme mon plongeur porte un casque et une combinaison parfaitement étanche il ne devrait pas être affecté. Je me trompe ?
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MessagePosté le: Mer 7 Mar - 19:34 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

En effet, malgré sa combinaison la pression de l'eau s’exerce quand même sur le plongeur. Celui ci risque donc d’avoir un accident lié au mélange gazeux qu’il respire.Il existe deux accidents liés à l’oxygène :
-Effet Lorrain Smith

-Effet Paul Bert

Et un lié à l’azote :
-Narcose
 


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MessagePosté le: Mer 7 Mar - 19:53 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

Maintenant que vous les mentionnez, les noms de Lorrain Smith et Paul Bert me semblent familiers.
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MessagePosté le: Mer 7 Mar - 19:55 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

Lorrain Smith est né en 1862 et Paul Bert en 1833. Etant né en 1828 vous avez certainement entendu parler de ces scientifiques. Paul Bert a publié un ouvrage sur la toxicité de l’oxygène en 1878, La pression barométrique, soit huit ans après la publication de votre ouvrage 20 000 lieues sous les mers. Lorrain Smith étudia inflammation des alvéoles pulmonaires en 1897, vous ne pouviez donc connaitre ces accidents lorsque vous aviez écrit ce livre.

 


Dernière édition par Martin le Dim 11 Mar - 23:23 (2012); édité 4 fois
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Jules Verne


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MessagePosté le: Jeu 8 Mar - 19:25 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

C'est exact. Maintenant que vous me le dites, j’ai entendu parler des travaux de ces scientifiques de mon vivant. Revenons en au sujet, à quelle profondeur l’air devient- il toxique pour l’homme ?
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Dernière édition par Jules Verne le Dim 11 Mar - 23:46 (2012); édité 1 fois
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MessagePosté le: Jeu 8 Mar - 19:27 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

Pour comprendre la toxicité des gaz il faut introduire la notion de pression partielle. La pression partielle d’un gaz dans un mélange est égale à la pression qu’il aurait aurait si il occupait à lui seul le volume total. Il s’agit de la loi de Dalton.
Plongée.amiral.free.fr/formation/niveau4/loidedaltonn4.htm  
 
La loi de Dalton peut s’écrire :  
Pourcentage de Gaz*pression/100(%)=pression partielle en bar 
 
Prenons l’exemple de l’air : 
Composition de l’air : 21% d’oxygène 78%d’azote 1% de gaz rare 
 
La pression atmosphérique est d’environ 1 bar. 
Pression partielle de l’oxygène à pression atmosphérique = 21*1/100=0,21 bar 
 
Revenons aux accidents de plongée. Le corps humain n’est pas fait pour respirer de l’air comprimé. De ce fait le plongeur sous l’eau est en hyperoxie : c’est-à-dire que l’apport en O² est plus important que ce qu’il va consommer.  
Les poumons sont composés de minuscules alvéoles qui permettent le transfert de l’oxygène au sang. 
 
Si le plongeur reste trop longtemps sous l’eau à une certaine profondeur ces alvéoles sont abîmées par cet apport trop important en oxygène. C’est ce que l’on appelle l’effet Lorrain Smith.
 
 
Cet effet apparait lorsque la pression partielle de l’oxygène dépasse 0,5 bar pendant plus de 2 heures.  
Il est donc impossible de donner une profondeur fixe pour l’effet Lorrain Smith. 
 


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MessagePosté le: Jeu 8 Mar - 19:30 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant



Si je suis votre raisonnement lorsque l’on plonge avec l’air on a l’équation :
Pourcentage de Gaz*pression/100(%)=pression partielle en bar
Soit :
21*pression/100(%)=0,5
0,21*pression=0,5
Pression =0,5/0,21
Environ égale à 2,4 bars auxquels il faut enlever le bar de la pression atmosphérique, ce qui nous donne 14 mètres.
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MessagePosté le: Jeu 8 Mar - 19:34 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

C’est exact il est donc risqué pour un plongeur de plonger à plus de 14 mètres pendant plus de deux heures car il risque des brûlures alvéolaires et des lésions pulmonaires. Le capitaine Nemo est donc dans ce cas.
L’effet Paul Bert apparait lorsque l'on plonge à une PPO² supérieur à 2 bars en mélange ou 1,7 bar en O² pur. 
 
L’air est un mélange, il faut donc que la PPO² soit supérieure à 2 bars. 
 
21*pression/100(%)=2 
0,21*pression=2 
Pression =2/0,21 
Environ égale à 9,5 bars soit 85 mètres 
 
A partir de cette profondeur le corps du plongeur ne supporte plus le mélange ce qui peut provoquer des crises du type épileptique, voire perte de connaissance sans signes préalables. 
 
Pour finir je vais expliquer ce qu’est-la narcose.  
 
L’azote à pression atmosphérique n’a aucun effet sur le corps humain. Cependant plus la profondeur augmente plus il devient nocif pour le plongeur.  
En soit, l’azote n’est pas nocif car il ne provoque pas de lésions neurologiques et que ses effets sont totalement réversibles. 
 
L’azote se dissout dans le sang par l’intermédiaire des alvéoles et a pour effet de provoquer une perte de conscience du plongeur et un amoindrissement de la vigilance.  
La narcose est d’ailleurs nommée l’ivresse des profondeurs. 
 
Il est impossible de calculer une pression partielle  dangereuse pour l’azote, car de la même manière qu'en absorbant de l’alcool, certains sont ivres plus vite que d’autres. Certains commencent à ressentir les effets à partir de 30 mètres alors que d'autres ne commencent à ressentir les effets qu’à partir de 60 mètres. 
 
Néanmoins par sécurité la limite de la plongée loisir a été fixée à 60 mètres
 


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MessagePosté le: Jeu 8 Mar - 19:40 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

Je vois que mon capitaine Nemo n’a atteint les grands fonds que sous forme de cadavre et j’en suis bien attristé. Cela veut dire que l’exploration des grands fonds avec un scaphandre autonome est impossible.
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MessagePosté le: Sam 10 Mar - 17:23 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

De nos jour il est possible de plonger à 300 mètres mais le mélange respiré n'est plus le même.
On rajoute alors de l'hélium dans le gaz inhalé. Ce mélange est appelé trimix. L'hélium à aussi des effets négatifs mais ils arrivent à une profondeur plus élevée.
Ainsi la plongée la plus profonde qui a été réalisée à été faite par Pascal Bernabé à -330 mètres.


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MessagePosté le: Sam 10 Mar - 17:31 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

Ainsi donc un homme est descendu à des profondeurs pareilles!.  Ce que vous me dites là attise ma curiosité.

Quels matériels utilisez-vous ? Usez vous toujours d'un casque de scaphandrier ?
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MessagePosté le: Sam 10 Mar - 17:40 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

Pour répondre à toutes vos questions je vais laisser la parole à Frédéric Bernauer Niveau 4 E2, membre de l'Aquateam de Kaysersberg (c'est un club de plongée) qui a bien voulu nous accorder de son temps.

Vidéo réalisée par Etienne


Dernière édition par Martin le Dim 11 Mar - 23:27 (2012); édité 1 fois
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MessagePosté le: Sam 10 Mar - 18:34 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

Ce schéma concluera avec les accidents :

Schéma personnel


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Jules Verne


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MessagePosté le: Sam 10 Mar - 18:40 (2012)    Sujet du message: Sciences Répondre en citant

Je vous remercie de m'avoir expliqué les erreurs de mon livre et j'aimerais beaucoup venir plonger avec vous. Cependant je suis mort et je ne connaîtrai jamais les grands fonds tels que le capitaine Nemo les a vus. Il me semble qu'il est temps de se quitter alors je vous souhaite une bonne plongée.
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