La densité : 1 litre d'eau douce pèse 1kg. 1 litre d'eau de mer pèse 1,030kg : l'eau de mer contient des sels (environ 35g/l). D'où le besoin d'adapter le lestage.
La conductibilité thermique de l'eau est 25 fois supérieure à l'air, ce qui entraîne un risque d'hypothermie par refroidissement.
Le son se propage à la vitesse de 1500m/s dans l'eau (contre 330m/s dans l'air). Mais l'origine de la source sonore est difficilement identifiable.
La vision : un grossissement de 4/3 se produit dans l'eau, mais le champ de vision est réduit de 75%. Les composantes rouges et jaune de la lumière du soleil sont absorbés en quelques mètres ; ne reste que la composante bleue.
La pression atmosphérique, c'est-à-dire à la surface de l'eau, est considérée comme équivalent à 1 bar.
La pression hydrostatique ou pression relative est variable en fonction de la profondeur : elle augmente de 1 bar tous les 10m (0,98 bar en eau douce et 1,007 en eau de mer).
La pression absolue est égale à la pression atmosphérique plus la pression hydrostatique. Sous forme d'équation : Pression abs. = Pression atm. + (profondeur/10)
La loi de Boyle-Mariotte met en relation la pression et le volume d'un gaz à température constante : Pression x Volume = Constante.
| Altitude | Pression subie | Exemple de volume |
|---|---|---|
| 0 | 1 bar | 6 litres |
| -10m | 2 bars | 3 litres |
| -20m | 3 bars | 2 litres |
| -30m | 4 bars | 1.5 litres |
"Tout corps plongé dans un fluide au repos, entièrement mouillé par celui-ci ou traversant sa surface libre, subit une force verticale, dirigée de bas en haut et égale (et opposée) au poids du volume de fluide déplacé. Cette force est appelée poussée d'Archimède" ou flottabilité.
Le poids d'un objet immergé est le poids apparent. Sous forme d'équation : Poids apparent = poids réel - poussée d'Archimède.
Si le poids apparent est négatif, la flottabilité est positive ; s'il est nul, la flottabilité est neutre ; s'il est positif, la flottabilité est négative (l'objet coule).
C'est un chimiste irlandais, Robert Boyle (1627-1691), qui, le premier, effectua des expériences quantitatives sur les gaz. Utilisant un tube en forme de J fermé à Tune de ses extrémités, qu'il installa, dit-on, dans le hall de sa maison, Boyle étudia la relation qui existait entre la pression du gaz emprisonné dans ce tube et son volume. En étudiant ces résultats, Boyle constata que le produit de la pression de l'échantillon d'air par son volume était une constante, compte tenu du degré d'exactitude des mesures (voir la troisième colonne du tableau 4.1). À la même époque, et indépendamment de Boyle, le physicien français Edme Mariotte (1620-1684) publia les mêmes conclusions dans son Essai sur la nature de l'air. L'équation suivante, qu'on appelle loi de Boyle-Mariotte, décrit ce phénomène: pV = k où k est une constante à une température donnée et pour un échantillon donné d'air.
Des mesures effectuées à pression élevée révèlent que le produit pV n'est pas constant et varie à mesure que la pression augmente. Un gaz qui obéit à la loi de Boyle-Mariotte est appelé gaz idéal ou gaz parfait.
Steven Z. Zumdahl, Chimie générale, éd. De Boeck Université, 1999.
La loi de Boyle-Mariotte stipule qu’à température constante, la pression (P) d’un gaz diminue quand le volume (V) du contenant augmente, et inversement. Elle peut ainsi s’exprimer de la manière suivante : P1V1 = P2V2 où P1 et V1 représentent respectivement la pression et le volume à l’état initial, et P2 et V2 les représentent à l’état final.
Un gradient de pression s’établit dès que la force exercée sur chaque surface de deux régions voisines n’est plus la même. Si ces régions sont reliées, l’air se déplace de celle où la pression est la plus élevée vers celle où la pression est la plus faible. Ce déplacement de l’air se poursuit jusqu’à ce que la pression soit devenue la même dans les deux régions.
Michael P. McKinley, Valerie Dean O'Loughlin et Theresa Stouter Bidle, Anatomie et physiologie, une approche intégrée, éd. McGraw-Hill/Chenelière éducation, 2014.
Parmi les expériences qui ont amené John Dalton à formuler sa théorie atomique, on trouve celles qui ont porté sur les mélanges de gaz. En 1803, Dalton résuma ainsi ses observations : La pression totale qu 'exerce un mélange de gaz enfermé dans un contenant est égale à la somme des pressions que chaque gaz exercerait s'il était seul dans ce contenant. On peut exprimer cet énoncé, connu sous le nom de loi des pressions partielles de Dalton, de la façon suivante :
Ptotale = P1 + P2 + P3 + ... + Pn
où les indices représentent les gaz individuels (gaz 1, gaz 2, etc.). On appelle pressions partielles les pressions p\, p2, Pi, etc. ; c'est-à-dire que chacune de ces pressions est celle que chaque gaz exercerait s'il était seul dans le contenant.
Steven Z. Zumdahl, Chimie générale, éd. De Boeck Université, 1999.
La pression partielle est la pression exercée par chacun des gaz d’un mélange gazeux ; elle se mesure en mm Hg et se note au moyen d’un P, suivi du symbole du gaz dont il est question. Par exemple, la pression partielle de l’oxygène s’écrit : PO2. L’exemple de la pression atmosphérique et de l’air (un mélange gazeux) sera utilisé pour expliquer plus en détail la notion de pression partielle.
Pression totale × % d’un gaz = Pression partielle dans le mélange de ce gaz
La pression partielle de chacun des gaz atmosphériques s’obtient à partir de la pression totale (qui s’établit pour l’atmosphère au niveau de la mer à 760 mm Hg) et du pourcentage de chacun des gaz les plus courants : l’azote (78,6 %), l’oxygène (20,9 %), le dioxyde de carbone (0,04 %) et la vapeur d’eau (0,46 %).
Pn2 760 mm Hg × 78,6 % = 597 mm Hg
PO2 760 mm Hg × 20,9 % = 159 mm Hg
PCO2 760 mm Hg × 0,04 % = 0,3 mm Hg
Ph2o 760 mm Hg × 0,46 % = 3,5 mm Hg
Pression totale 760 mm Hg
La loi de Dalton formalise la relation entre les pressions partielles et la pression totale : elle stipule que la pression totale d’un mélange gazeux est égale à la somme des pressions partielles de tous les gaz qui le constituent.
Michael P. McKinley, Valerie Dean O'Loughlin et Theresa Stouter Bidle, Anatomie et physiologie, une approche intégrée, éd. McGraw-Hill/Chenelière éducation, 2014.
La loi de Henry stipule les principes suivants : à une température donnée, la solubilité d’un gaz dans un liquide (c’est-à-dire la quantité de gaz qui peut entrer dans ce liquide ou en sortir) dépend de : 1) la pression partielle du gaz dans l’air ; et 2) le coefficient de solubilité du gaz dans le liquide.
La pression partielle du gaz constitue le moteur qui le fait entrer dans le liquide. Il faut se rappeler que la pression partielle dépend de la pression totale et du pourcentage que le gaz représente dans le mélange gazeux en question ; si l’une ou l’autre de ces deux variables change, la quantité de gaz qui entre dans le liquide change également. L’introduction des bulles de dioxyde de carbone dans les boissons gazeuses se fait par l’accroissement de la PCO2. Celui-ci est introduit dans la boisson sous haute pression, puis le contenant est immédiatement scellé. Quand ce contenant est ouvert, la pression se relâche et le dioxyde de carbone quitte le liquide parce que la PCO2 de l’atmosphère est inférieure à celle de la boisson.
La quantité de gaz qui peut se dissoudre dans un liquide dépendant à la fois de la pression partielle de ce gaz et de son coefficient de solubilité, les gaz les moins solubles doivent être soumis à des gradients de pression plus importants pour entrer dans le liquide. Cette relation s’observe notamment par la comparaison des gradients de pression partielle de l’oxygène et du dioxyde de carbone. L’azote, qui possède un coefficient de solubilité très faible, ne se dissout pas dans le sang en quantités importantes au niveau de la mer ou au-dessus. Cependant, les plongeurs qui utilisent des bonbonnes d’air comprimé sont soumis à des pressions plus intenses sous l’eau, et ils s’exposent ainsi à une élévation dangereuse de leur taux d’azote dans le sang.
Michael P. McKinley, Valerie Dean O'Loughlin et Theresa Stouter Bidle, Anatomie et physiologie, une approche intégrée, éd. McGraw-Hill/Chenelière éducation, 2014.
La dissolution des gaz dans les tissus est à l’origine d’Accidents De Décompression (ADD) : pour les apnéistes, c'est la Taravana.