jeudi 8 mars 2007

La physique appliquée à la plongée (1ère partie)

Je vous propose une série d'exercices extraits d'annales d'examens de niveaux 4 en relation avec les thèmes traités mercredi dernier.
Les points indiqués entre parenthèses correspondent réellement aux points attribués pour chaque exercices lors de l'examen.


____ Question 1 (4 pts)

Vous organisez une plongée.
Vous disposez de 3 blocs tampons de 50 litres, chacun gonflé à 200 bars.
Vous gonflez une bouteille de 15 litres où il reste 50 bars.

1) Quelle est la pression finale si on ouvre les 3 tampons simultanément ? (2 pts)

2) Sur une consommation estimée à 20 litres/min (estimé en surface) et une réserve tarée à 50 bars, quelle sera l’autonomie pour une plongée à 45 mètres ? (On néglige le temps de descente à cette profondeur) (2 pts)


____ Question 2 (4 pts)

Après le gonflage de votre bouteille de plongée à 200 bars (pression absolue), la température du bloc est de 37° C.
Avant de plonger, la température du bloc est passée à 13° C.

1) Quelle est la nouvelle pression absolue de votre bouteille ? (2 pts)

2) A l’issue de votre plongée, il reste 78 bars dans votre bloc (toujours à 13 ° C). Exposé au soleil, la pression de la bouteille atteint 90 bars. Quelle est la température de votre bouteille ?


____ Question 3 (6 pts)

Je souhaite plonger avec un ami sur une épave à 40 mètres. Nous sommes plongeurs qualifiés Nitrox, et je dois préparer le mélange. Je sais que la PpO2 max à ne pas dépasser est de 1,6 bar: je dois calculer ce pourcentage.
Malheureusement, ni l’un ni l’autre ne possédons d’ordinateur Nitrox, je dois aussi calculer la profondeur équivalente que nous pourrons utiliser sur les Tables MN 90 (composition de l’air O2 : 21 % et N2 : 79 %).

Faites ces calculs.
  • % 02 du mélange (3 pts)
  • Profondeur fictive avec laquelle vous rentrerez dans la table MN90 (3 pts)

____ Question 4 (4 pts)

Un bloc de 18 litres gonflé à 200 bars (pression absolue) a une température de 40 c°.
Quelle sera sa pression absolue lors du départ en plongée dans l'eau à 17 c° ?


____ Question 5 (6 pts)

Vous désirez gonfler un bi-bouteille d’une capacité de 24 l en eau sachant qu’il y reste une pression de 20 bars
Vous disposez de 3 bouteilles tampons d’un volume de 40 l chacune gonflée à 200bar

a) Le bi est mis en équilibre avec les 3 tampons en même temps (2 pts)
Pression finale dans le Bi ?

b) Le bi est mis équilibre avec les trois tampons successivement (3 pts)
Pression finale dans le Bi ?

c) Donnez votre conclusion quand aux méthodes d’utilisation des tampons (1 pt)


____ Question 6 (4 pts)

a) Peut-on plonger à 40 mètres avec un mélange composée de 40% d’oxygène et 60% d’azote, sachant que la limite de toxicité de l’oxygène est de 1,6 bar ? Justifier votre réponse (2 pts)

Les plongeurs désirent aller à une profondeur de 28 mètres avec ce mélange.
b) Quelle profondeur équivalente devront-ils prendre pour utiliser la table MN 90 ? (2 pts)


____ Question 7 (6 pts)


Un plongeur équipé d’une bouteille de 15 litres gonflée à 200 bars se trouve à une profondeur de 30 mètres pendant 18 minutes. (Le temps de descente est négligé)

a) Sachant qu’il consomme 20 litres/minutes (air détendu à 1 bar en surface), quelle est la pression indiquée sur son manomètre à l’issue des 18 min ? (on ne tiendra pas compte de la pression hydrostatique) (2 pts)

A ce moment là, il décide de remonter l’ancre d’un poids réel de 32 kilos et de densité 8. Il dispose d’un parachute d’un volume de 30 litres. Mais en même temps il veut limiter la diminution de pression du bloc à 5 bars.

b) Quel volume d’air (à la pression ambiante) peut-il introduire ? (1 pt)
c) L’ancre peut-elle décoller ? Justifiez votre réponse (1 pt)
d) Dans le cas négatif, à quelle profondeur doit-il l’accompagner pour qu’elle remonte seule ? (2 pts)


Bon courage... Je poste les réponses plus tard dans un article séparé pour que vous ne soyez pas tentés !

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