COURS THEORIQUES PLONGEE

COURS THEORIQUES PLONGEE

NIVEAU 2(1ère partie)

Crée par le CAPCO le XX/XX/2013

INTRODUCTION

Les pages suivantes pourront vous servir d’ouvrage de référence pour préparer un examen ponctuel, mais cela ne doit pas être un quelque chose qu’on lit et qu’on range, vous pourrez à tout moment vous y reporter.

Ces informations vont vous permettre de préparer l’accession à la plongée autonome; cela ne suffira pas, il faudra également vous préparer au niveau physique et technique.

Vous trouverez à la fin des informations sur les structures existantes ainsi qu’un historique des différentes techniques.


I. CONTENU DE L’EXAMEN

Etre licencié à la FFESSM

Etre âgé d’au moins 16 ans (autorisation parentale pour les moins de 18 ans)

Etre titulaire du niveau 1 de la FFESSM ou équivalent

Etre en possession d’un certificat médical de non contre-indication à la pratique de la plongée établi depuis moins d’un an par un médecin fédéral FFESSM ou par un médecin du sport ou par un médecin hyperbare.


1. Conditions de candidature

Le Niveau 2 atteste de compétences; il s’agit des conditions minimales d’accès aux prérogatives définies par le code du sport.

Il va pouvoir évoluer et intervenir de manière autonome (palanquée de 2 ou 3 Niveau 2 mini) dans l’espace médian sous le contrôle d’un directeur de plongée qui choisit et fixe les paramètres.

Il va aussi pouvoir évoluer dans l’espace lointain encadré par un Niveau 4minimum.

C’est aussi le niveau technique minimum pour l’accès à l’initiateur de club.


2. Prérogatives

Compétence 1a: Utiliser son matérielIdem Niveau 1 mais la gamme des matériels inclura le système gonflable

de stabilisation, le matériel nécessaire à l’autonomie et le matériel utilisé par le groupe de plongeurs.

Pour l’entretien courant, connaissance de la conduite à tenir face aux pannes les plus fréquentes.

Compétence 1b: Comportement et gestes techniques en surfaceIdem Niveau 1 mais vérifiée en milieu naturel avec le système gonflable

de stabilisation.Mises à l’eau depuis un bateau.Déplacements avec le scaphandre (env. 250m) avec plusieurs techniques

en fonction du matériel, de l’état de la mer et de la réserve d’air.Capelage et décapelage du scaphandre en surface.


3. Contrôle des acquis

Compétence 2: immersions et retour en surfaceTechnique d’immersion et descente sur un fond de 20m.Maîtrise de la remontée instinctive selon la procédure choisie sans l’aide

d’instrument.Maintien d’un palier sans autre repère que les instruments personnels.Utilisation du parachute de palier.

Compétence 3: Maîtrise de la ventilation en plongéeMaîtrise de la ventilation dans l’espace médian avec adaptation en

fonction du palmage.Remontée en expiration avec embout en bouche de 10m.Remontée en expiration sans embout en bouche de 10m mais avec

reprise d’embout et cycle ventilatoire tous les 2m.Réaction au remplissage inopiné du masque.Maîtrise de l’équilibre et du poumon ballast.Déplacement en apnée. Apnée expiratoire. Apnée inspiratoire.


Compétence 4: Réactions aux situations usuellesCommunication: OK / non OK, froid, plus d’air, essoufflement, sur

réserve, réserve à passer, monter / descendre, mi- pression mano, fin.Réaction à la panne d’air. Maîtrise de vitesse de remontée 2 techniques:

échange d’embout et second détendeur.Réaction à l’essoufflement et à toute situation nécessitant une assistance

ou un sauvetage.

Compétence 5: Autonomie de plongée dans l’espace médianVérification et contrôle avant départ (codes de com, consignes de sécu,

matériel) Organisation et conduite dans la palanquée, planification du profil de

plongée et de la décompression en fonction des directives, gestion d’air, du retour des consécutives ou successives éventuelles.

Orientation au cours de la plongée: sans instrument si les conditions le permettent ou avec si les conditions de milieu et la sécurité le rendent souhaitable.


Compétence 6: Connaissances théoriques élémentaires

Causes, symptômes, prévention et conduite à tenir pour l’ensemble des accidents pouvant survenir dans le cadre de l’autonomie ou de l’espace lointain.

Physiologie de base.La règlementation concernant la protection du milieu, le matériel, les

prérogatives et responsabilités du niveau 2.Utilisation pratique des tables de plongée fédérales MN 90. Plongées

simples, consécutives, successives, courbe de sécurité, remontées anormales, rapides, lentes.

Ordinateurs de plongée.Notions physiques simples permettant de comprendre les effets du

milieu, les principes de fonctionnement du matériel, l’autonomie en air, la flottabilité.


Nota-Bene:Les sessions de plongeur autonome Niveau 2 sont organisées au niveau

des clubs. L’acquisition des compétences doit se faire au sein d’une même équipe pédagogique; il n’y a pas de chronologie sauf pour la compétence 5 qui doit être réalisée en fin de formation.

Les validations de toutes les compétences pratiques doivent se dérouler en milieu naturel.

Chaque compétence, lorsqu’elle est jugée satisfaisante doit être signée au minimum par un encadrant Niveau 3.

Les candidats disposent de 15 mois pour acquérir le niveau.


II. LES PRESSIONS

En plongée, tout ce qui se rapporte à la pression est très important; en effet c’est elle, par ses variations, qui gouverne les phénomènes physiques qui agissent sur notre corps.


1. Justification

2. Rappels

P= pression (en bar, b) F= force (kg) S= surface (cm2)P = F / SLa pression atmosphérique est la pression exercée par le poids de l’air.

Elle diminue donc avec l’altitude. (plus on va monter, moins il y aura de quantité d’air au dessus de nous)

Au niveau de la mer, elle est de 1 bar, elle diminue d’environ 0,1 bar par 1000m en altitude. (ainsi à 2000m, 0,8 b) c’est une simplification

La pression relative (ou hydrostatique) est la pression exercée par le poids de l’eau.

P. relative = Profondeur en mètres / 10


Pression relative à 0 m est de 0 bar.Pression relative à 10 m est de 1 bar.Pression relative à 30 m est de 3 bars.Pression relative à 43 m est de 4,3 bars.Si la pression relative est de 4 bars. La prof. est de 40mSi la pression relative est de 5,2 bars. La prof. est de 52mLa pression absolue est la pression réelle subie dans l’eau.P. absolue = P. atmos. + P. relativePression absolue à 0 m est de 1 bar.Pression absolue à 10 m est de 2 bar.Pression absolue à 30 m est de 4 bars.Pression absolue à 3 m est de 1,3 bars.Si la pression absolue est de 4 bars. La prof. est de 30mSi la pression absolue est de 5,2 bars. La prof. est de 42m

Dans l’eau le plongeur va être soumis à cette pression, qui est différente de celle à laquelle l’homme évolue habituellement. En surface, la pression est de 1b, elle passe à 2b à 10m. Elle a doublé en 10m et ne passera à 4b qu’à 30m.

LES PLUS GRANDES VARIATIONS DE PRESSION ONT LIEU DANS LA ZONE DES 10m.


3. Applications à la plongée

III. LOI DE MARIOTTE

Vu au niveau 1, les gaz sont compressibles.A température constante, la pression d’un gaz est inversement

proportionnelle à son volume.P1.V1 = P2.V2 ou P.V = Constante


1. Définition

2. Applications

Un ballon en surface a un volume de 12l, quel est son volume à 10m et à 30m?

Un plongeur consomme 20l d’air par min en surface, sa bouteille, d’une capacité de 12l, est gonflée à 200b. Sa réserve est tarée à 40b.Combien de temps peut-il passer à 20m?

réponse à la suite … … … … … pas la peine de copier sur le voisin !!!!!!

Ex 1: 12l à 1b; à 10m on a 2b comme P1V1 = 1 x 12 = P2V2 = 2 x V2

donc V2 = (1 x 12) / 2 = 6 l

à 30m P2 = 4 b donc V2 = (1 x 12) / 4 = 3l

Ex 2: Bouteille à 200b moins la réserve de 40b, reste 160bCapacité théorique: P x V = 160 x 12 = 1920 l

conso : 20l/min en surface (P1= 1b), à 20m (P2 = 3b) donc conso à 20m = (1 x 20) x 3 = 60l/min.

Temps théorique = capacité / conso = 1920 / 60 = 32 min.


Lorsqu’un plongeur remonte, le volume d’air dans ses poumons augmente (Mariotte), il doit souffler tout au long de sa remontée afin d’éviter une surpression pulmonaire.


Cette loi nous permet de: Calculer la capacité d’un bloc Calculer notre autonomie au fond en fonction de notre conso d’air. Calculer la capacité d’une bouée. Comprendre le fonctionnement des profondimètres à tube capillaire. Comprendre et éviter les accidents mécaniques et de décompression.

toutes les cavités gazeuses de notre corps sont soumises à cette loi.Sinus, oreilles, poumons, …

IV. PRINCIPE D’ARCHIMEDE

Vu au niveau 1, tous corps plongé dans un liquide reçoit une poussée verticale, dirigée du bas vers le haut, et égale au poids du volume de liquide déplacé.

Formule: Poids apparent = Poids réel – Poussée d’Archimède

Le Poids réel est le poids sur terre.La poussée est le poids qu’aurait un volume d’eau égal au volume du

corps immergé.Le poids apparent est le poids que le corps a dans l’eau.

Si P app > 0 flottabilité négative; le corps coule.Si P app = 0 flottabilité nulle; le corps est en équilibre entre 2 eaux.Si P app < 0 flottabilité positive; le corps remonte.


1. Définition

Ex 1: (Archimède)Un plongeur bricole un boitier vidéo de volume 5 dm3 pour un poids

de 4 kg. Il désire l’équilibrer. Comment peut-il faire?

Ex 2: (Archimède et Mariotte)Tout équipé au sec, un plongeur pèse 85 kg pour un volume de 70 dm3

Il descend à 40m. Se trouvant trop lourd, il veut s’équilibrer.Quel volume d’air doit-il mettre dans sa stab?Si il gonfle avec une bouteille indépendante de 0,4l , quelle pression

mini doit-il avoir?

Ex 3: Une ancre se trouve à 30m. Poids réel 150kg. Volume 10l. On a un

parachute de capacité 200l, poids négligeable, qu’on gonfle à 30m avec 70l.Quelle longueur de corde faut-il entre le parachute et l’ancre pour la

remonter? réponse à la suite … … … … … pas la peine de copier sur le voisin !!!!!!


Ex 1: (Archimède)Poids réel: 4 Kg / Poussée Archimède: 5 donc P app = - 1 kgIl faut ajouter 1 Kg pour que P app = 0

Ex 2: (Archimède et Mariotte)P app = 85 – 70 = 15 donc pou s’équilibrer il faut 15l d’air.P1V1 = P2V2; il faut 15l à 40m (5 bars) donc P1V1 = 5 x 15 et V2 = 0,4l.P2 = (5 x 15) / 0,4 = 187,5 bars

Ex 3: P app = 150 – 10 = 140Je mets 70 l à 30m (4 bars), pour atteindre 140l il faut 2 fois moins de pression.(2 bars = 10 m). 30 m – 10 m = 20 m.Il faut 20m de corde.



En plongée, la loi de Mariotte et le principe d’Archimède sont liés.

Poumon-ballast pour la stabilité

Calculs de lestage et de levage.Il varie selon la densité du corps, la combinaison, la densité de l’eau, le

poids, le volume du bloc, l’équipement complémentaire et la technique et l’aisance du plongeur.

Utilisation de la bouée ou stab.Le principe est de faire varier le volume pour faire varier la poussée

d’Archimède.Attention, si on ne la purge pas, le volume va croître (Mariotte).

Danger: risque de remontée rapide.

V. LOI DE DALTON


1. Rappels

Le plongeur respire de l’air comprimé. Plus on va descendre, plus cet air est dense. Il est composé de plusieurs gaz, toxiques à une certaine profondeur. (narcose, essoufflement, hyperoxie)

Il est donc nécessaire de calculer la pression à telle ou telle profondeur pour mesurer leurs effets.

Dans l’air: 20,97 % d’oxygène (O2): le carburant 79% d’Azote (N2): Le diluant 0,02% de gaz carbonique (CO2): l’excitant du système respi. 0,01% de gaz rares (néon, xénon, argon, krypton …)

En pratique, on prends 20% O2 et 80% N2


2. Loi et formule

A température donnée, la pression d’un mélange gazeux est égale à la somme des pressions qu’auraient chacun des gaz s’il occupait seul tout le volume.

On appelle pression partielle d’un gaz dans un mélange, la pression qu’aurait ce gaz s’il occupait seul tout le volume.

Formule:

PP. Gaz = P. absolue X %gaz / 100.P. Absolue = PP. gaz1+ PP. gaz2 + … + PP. gaz n

Avec de l’air composé de 80% d’azote et 20% d’oxygène

Ex 1: Quelle est la pression partielle de l’O2 et de N2 à 40m?Ex 2: A quelle profondeur aura-t-on PPO2 = 1,7 bar?Ex 3: Pour quel mélange O2/N2 a-t-on PPO2 = 1,7 bar à 40m?Ex 4:Quelle est la profondeur d’un plongeur qui respire de l’air dont

PPO2=0,525 b ?


3. Applications

Ex 1: PPN2 = P abs. (5bars à 40m) x 80 (% gaz) / 100 = 4 barsPPO2 = 5 x 20 / 100 = 1 barEx 2: PPO2 = 1,7 bar = P abs x 20 /100 donc P abs = 1,7 x 100 / 20 = 8,5 bars

Soit 75m.Ex 3: PPO2 = 1,7 bar à 40m (P abs = 5 bars); 1,7 = 5 x (%O2) / 100 donc (%O2) = 1,7 x 100 / 5 = 34%Donc N2 = 100 – 34 = 66%Ex 4:

PPO2 = 0,525 = P abs x 20% / 100 donc P abs = 0,525 x100 / 20 = 2,625Soit 16,25m


3. Applications

Calcul des pressions partielles et des profondeurs limites en fonction de la toxicité.

Confection des mélanges respiratoires pour la plongée aux mélanges.

Oxygénothérapie hyperbare (caisson de recompression) et normobare.

Elaboration des tables de plongée: Recherche de la tension d’azote (TN2) en fonction de la PPN2 respiré (loi de Henry)


En plongée

VI. LOI DE HENRY


1. Justification

le corps est composé de 75% de liquides.Les liquides sont incompressibles et les gaz compressibles.Les liquides dissolvent les gaz. (boissons gazeuses)Le plongeur va dissoudre plus de gaz au fond qu’à la surface.

2. Loi de Henry

A température donnée, la quantité de gaz dissoute à saturation dans un liquide est proportionnelle à la pression partielle du gaz au-dessus de ce liquide.

La température ne nous interesse pas car le plongeur est à T° constante.


3. Définitions et notions

a) Les 5 états de saturation.

Le dernier stade se situe au-delà du seuil de sur saturation critique:

le meilleur moyen de ne pas le dépasser est de plonger avec les M.N. 90, et de respecter la vitesse de remontée et les consignes de sécurité.

GAZ DANS UNE CUVE

PLONGEUR PRESSION ETAT GAZ

On avance un piston

Il descend Augmente Sous saturation Se dissout dans le liquide

On arrête le piston Il reste au fond Est fixe Saturation Equilibre

On recule le piston Il remonte Diminue Sur saturation Petites bulles dans le liquide

Après un certain temps

Après 8h Fixe Saturation Equilibre

On fait chuter la pression très vite

Il remonte trop vite ou sans paliers

Chute trop vite Au-delà de la sur saturation

critique

Dégazage incontrôlé DANGER


b) Notions.Dans un liquide, on ne parle pas de la pression partielle d’un gaz dissous

mais de sa tension dans ce liquide.elle sera plus ou moins élevée suivant la quantité de gaz dissout, donc de la

pression.A saturation, le tension = pression partielle ambianteA sous saturation, la tension augmente vers la PP ambianteA sur saturation, la tension diminue vers la PP ambiante.

On appelle gradient la différence entre la tension du gaz dans le sang et la pression partielle de ce gaz dans le mélange respiré.

Un état de déséquilibre tend toujours vers un état d’équilibre ; le gradient G aura toujours tendance à se rapprocher de 0.

Notre corps (composé de liquide) va dissoudre l’azote en plongée. (l’oxygène est brûlé par l’organisme). La quantité d’azote dissous sera plus ou moins grande suivant la nature des parties du corps et leur vascularisation.

On appelle tissus les différentes parties du corps. On regroupe ceux qui ont le même coef de sur saturation critique et qui dissolvent l’azote à la même vitesse.


On appelle période d’un tissu le temps qu’il faut à un tissu pour dissoudre la moitié du gaz disponible, le gradient. Cette valeur permet de les classer en groupes.

tissus courts: 7 min (sang, muscles très irrigués)tissus moyens: 30 min (muscles) et 60 min (graisses

vascularisées, muscles blancs)tissus longs: 120 min (moelle osseuse)Le plus long est un tissu de l’œil 800 min.

Un tissu 30 min mettra 30 min pour dissoudre la moitié du gradient, puis 30 min pour dissoudre la moitié du reste…


c) Facteurs de dissolution.

Notons que le stress, l’adiposité, les efforts, la fatigue sont des facteurs augmentant la saturation ou pire, perturbant la désaturation.

FACTEUR DE DISSOLUTION

APPLICATION A LA PLONGEE

INCIDENCE SUR LA QUANTITE DISSOUTE

FACTEUR

Nature du gaz Plongée à l’Hélium ou à l’Hydrogène

A tout momentConstant

Nature du liquide Différents tissus

TempératureSi T↓ la quantité dissoute↑

Considérée constante 37°CMais attention à l’eau froide (<à 12°C)

Pression Profondeur

Variable

Temps Durée de la plongée

Avant la saturation

Agitationla quantité dissoute↑ avec l’agitation

Travail en plongée nécessite des tables spéciales COMEX

Surface de contact Tissus + ou – vascularisésSurface alvéoles pulmonaires

Constant


4. Applications à la plongée

Fabrication des tables de plongées. Fabrication des ordinateurs et des décompressimètres. Compréhension et traitement des accidents de décompression.

Les processus de dissolution d’un gaz dans un liquide et d’élimination de ce même gaz sont symétriques; le temps pour passer d’un état de saturation à un état de désaturation est le même.

Mais la saturation complète n’est que rarement atteinte; elle l’est pour des professionnels qui restent plusieurs jours dans des « maisons sous la mer ».

Notons qu’il existe des tables différentes sur le marché suivant le nombre de tissus qu’elles prennent en compte.


MERCI DE VOTRE ATTENTION

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