Loi de Dalton

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toxicité des gaz

1/ Mise en évidence

L'oxygène pur est plus efficace en secourisme (ou pour la flamme d'un chalumeau) que l'air. L'oxygène pur provoque, à la pression ambiante, des réactions très vives avec les graisses (combustions spontanées, explosion).

Par contre l'air à haute pression a tendance à faire carboniser les huiles normales. C'est pourquoi un compresseur doit utiliser des huiles spéciales et que dans un caisson les corps gras sont interdits sous peine d'incendies.

En pression, un mélange assez pauvre en oxygène comme l'air, produit un effet comparable à l'oxygène pur à pression ambiante.
L'action d'un gaz dépend de sa pression et de sa concentration.

Règle de Dalton
Dans un mélange de gaz, chaque gaz se comporte comme s'il occupait seul le volume du mélange.

Cette règle est plutôt générale, ce qui nous intéresse le plus, c'est son application à la pression.
On définie donc la pression partielle
La pression partielle d'un gaz dans un mélange, c'est la pression qu'aurait ce gaz s'il occupait seul le volume total du mélange.

Cette notion de pression partielle est intéressante pour le plongeur car l'activité chimique (sa capacité à provoquer des réactions, donc sa toxicité) d'un gaz est proportionnelle à cette pression partielle.

Pour le calcul de la pression partielle, en appliquant la loi de Mariotte à la définition précédente on trouve :


 C = Pp
Pabs
   Pp = C x Pabs
   C = Pabs
Pp

avec :
  • Pp étant la pression partielle du gaz
  • C étant la concentration du gaz considéré dans le mélange (on calcule la concentration en divisant le pourcentage par 100)
  • Pabs étant la pression absolue (on dit aussi pression totale) du mélange

  • Si l'on additionne toutes les pressions partielles on a :
    Pp1 + Pp2 + Pp3 ...... = C1 . Pabs + C2 . Pabs + C3 . Pabs + ......
    Pp1 + Pp2 + Pp3 ...... = (C1 + C2 + C3 ...) . Pabs
    La somme des concentrations faisant forcément 1 on a :
    Pp1 + Pp2 + Pp3 ...... = Pabs
    La somme des pressions partielles est égale à la pression absolue du mélange.

    Exemple 1
    air : 20 % d'O2 , 80 % de N2
    Pression partielle d'azote à 30 m : Pabs = 4 bar, Concentration d'azote = 80/100 = 0,8
    PpN2 = 4 . 0,8 = 3,2 bar
    Pression partielle d'oxygène à 30 m : Pabs = 4 bar, Concentration d'oxygène = 20/100 = 0,2
    PpO2 = 4 . 0,2 = 0,8 bar
    On a bien 3,2 + 0,8 = 4 b

    Exemple 2
    Le ministère du travail fixe à 5,6 b la PN2 maximum. A quelle profondeur cela correspond-il à l'air ?
    Pabs = PN2 / C = 5,6 / 0,8 = 7 b ======> 60 m
    profondeur limite à l'air : 60 m (déjà prévu par les normes ministère du travail)
    Applications à la plongée



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