Outils pour utilisateurs

Outils du site


autonomie_en_air

Table des matières

Autonomie en air

L'autonomie en air désigne le temps qu'un plongeur peut passer en plongée avant de devoir remonter par manque d'air.

La valeur exacte dépend de la profondeur de la plongée (à chaque instant), du volume de la bouteille et de sa pression initiale, et de la consommation de l'individu.

Estimation

Soit une bouteille gonflée à une pression initiale $P_{bouteille}$. On définit aussi $P_{réserve}$ la pression avec laquelle on souhaite que le plongeur remonte sur le bateau (marge de sécurité), souvent fixée à 50 bars. Le plongeur dispose donc d'un “budget” de pression d'air de $P_{bouteille}-P_{réserve}$.

Soit $V_{bouteille}$ le volume de la bouteille.

Soit $P_{atm} = 1\:bar$ la pression atmosphérique, et $V_{atm}$ la pression qu'aurait l'air disponible pour le plongeur s'il était décompressé en surface : la loi de Boyle-Mariotte permet d'écrire que $(P_{bouteille}-P_{réserve}) \times V_{bouteille} = P_{atm} \times V_{atm}$ donc $ V_{atm}= \frac{ (P_{bouteille}-P_{réserve}) \times V_{bouteille} }{ P_{atm} } $

Soit $C_{surface}$ la consommation d'air en surface (à pression atmosphérique), en litres par minute.

Soit $P_{profondeur\:max}$ la pression à la profondeur maximale. Par simplicité, on considère que le plongeur effectue une plongée de profil rectangulaire, en passant toute la plongée à la profondeur maximale et en négligeant les phases de descente et de remontée. A cette profondeur, il aura une consommation de $C_{fond}=C_{surface} \times \frac{ P_{profondeur\:max} }{ P_{atm} } $.

Le temps que le plongeur peut rester au fond est le rapport entre la quantité d'air disponible $V_{atm}$ et la consommation du plongeur au fond $C_{fond}$:

$$ Temps = \frac{ V_{atm} }{ C_{fond} } $$

donc

$$ Temps = \frac{ \frac{ (P_{bouteille}-P_{réserve}) \times V_{bouteille} }{ P_{atm} } }{ C_{surface} \times \frac{ P_{profondeur\:max} }{ P_{atm} } } $$

Exemple

On pourrait faire l'application numérique de la formule précédente mais il est utile de savoir faire le raisonnement avec des valeurs :

Un plongeur utilise un bloc de $12\:L$, gonflé à $200\:bars$. Sa plongée se déroule à $20\:m$ de profondeur. Le directeur de plongée demande aux plongeurs de remonter sur le bateau avec un minimum de $50\:bars$ dans la bouteille. Combien de temps peut-il rester au fond ?

Le plongeur dispose d'un budget d'air de $200-50 = 150\:bars$ soit $150 \times 12 = 1800\:L$ d'air en équivalent $1\:bar$. A $20\:m$, la pression est de $3\:bars$ donc ce volume d'air deviendrait $\frac{1800}{3}=600\:L$. Notre plongeur consomme $20\:L/min$ donc la durée maximale de la plongée sera de $\frac{600}{20} = 30 minutes$.

autonomie_en_air.txt · Dernière modification: le 22/12/2019 à 23h34 de webmaster