Loi de Henry

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Vitesse de saturation.

4/ La sursaturation - la sous saturation


On a défini 3 états de saturation possible entre un liquide et un gaz : la saturation, la sous saturation, la sursaturation. Sous saturation et sursaturation sont deux états instables, le couple gaz liquide tend à revenir naturellement vers un état d'équilibre, la saturation.


La sous saturation provoque une dissolution de gaz à travers la surface, puis sa diffusion vers les couches profonde du liquide. L'évolution vers la saturation se fait progressivement, couche de liquide après couche de liquide. Quel que soit l'importance de la différence entre tension et pression le liquide reste homogène, le gaz reste sous forme dissoute.

La seule grandeur physique intéressante pour l'état de sous-saturation est la comparaison de pression partielle de gaz sur le liquide et de la tension du gaz dans la liquide.


Lors d'une sursaturation, comme dans le cas de la sous saturation, le gaz se désature au travers de la surface puis couche par couche, par diffusion de la surface vers l'ensemble du liquide.

Quand on regarde une bouteille d'eau minérale ou de bière débouchée on note un autre phénomène : il se forme des bulles, ces bulles apparaissent dans la masse même du liquide hors de tout contact avec le gaz. Le dégazage lors de la désaturation est la conséquence de deux phénomènes de natures bien différente :

- diffusion "normale" du gaz du milieu le plus saturé vers le milieu le moins saturé
- retour à l'état gazeux, au sein même du liquide avec formation de bulles
La sursaturation n'est pas un état symétrique de la sous saturation.

La formation de bulles ne peut pas être pas influencé par la pression partielle du gaz. En effet la pression partielle du gaz ne produit ses effets que dans la couche de liquide directement en contact avec le gaz, alors que les bulles e forment au sein même du liquide.

Par contre la formation de bulle est influencé par la loi de Mariotte. La pression totale (ou absolu) joue sur le diamètre des bulles et sur leur vitesse de croissance.

Deux grandeurs physiques interviennent dans les phénomènes de dégazage lors d'une sursaturation :
  • la pression partielle du gaz pour le dégazage par diffusion
  • la pression totale du mélange pour la formation de bulles

  • La plupart des tables sont basées sur la comparaison de la tension du gaz dans le liquide et de la pression totale (ou absolue). Pour les MN 90, on definie le coeficient de sursaturation critique par le rapport :

    Sc = T/pabs
    Si le rapport T/Pabs = depasse Sc on suppose que la sursaturation atteint un niveau dangeureux, susceptible de provoquer un ADD.

    Si l'on change la composition du gaz en conservant la même pression absolue il n'y aura pas de formation de bulles. C'est cette propriété que l'on met à profit quand on fait des paliers à l'oxygène pur ou que l'on utilise l'oxygène lors d'un accident de décompression. La pression partielle d'azote devient nulle donc la diffusion de l'azote des tissus vers les poumons s'accélère. Par contre la pression absolue ne change pas donc le changement de gaz respiratoire n'entraîne pas de formation de bulles. L'oxygène permet d'évacuer l'azote plus rapidement sans causer ou aggraver un ADD.


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