Pressions partielles et dissolution : les lois de Dalton et de Henry
En bref
Loi de Dalton : dans un mélange, chaque gaz exerce une pression partielle égale à la pression absolue × sa proportion. À l’air, à 40 m (5 bar), environ 4 bar d’azote et 1 bar d’oxygène. Loi de Henry : à saturation, la quantité de gaz dissous dans tes tissus est proportionnelle à sa pression partielle.
La narcose et la toxicité de l’oxygène dépendent de la loi de Dalton, au programme dès le PE40. L’accident de désaturation s’explique par la loi de Henry, que le Niveau 3 approfondit.
Que dit la loi de Dalton en plongée ?
Dans un mélange de gaz, chaque gaz porte sa part de la pression totale : c’est sa pression partielle. Pression partielle = pression absolue × proportion du gaz. L’air contient environ 79 % d’azote et 21 % d’oxygène ; dans les calculs, on arrondit souvent à 80 % et 20 %.
| Profondeur en mer | Pression absolue | Azote (80 %) | Oxygène (20 %) |
|---|---|---|---|
| Surface | 1 bar | 0,8 bar | 0,2 bar |
| 40 m | 5 bar | 4 bar | 1 bar |
| 60 m | 7 bar | 5,6 bar | 1,4 bar |
Comment calculer une pression partielle ?
Multiplie la pression absolue, jamais la pression relative, par la proportion du gaz dans le mélange.
Exemple corrigé
L’air à 40 m. Quelles pressions partielles d’azote et d’oxygène respires-tu à 40 m, avec l’air arrondi à 80 % d’azote et 20 % d’oxygène ?
- Pression absolue à 40 m : 4 bar d’eau + 1 bar d’atmosphère = 5 bar.
- Azote : 5 × 0,8 = 4 bar.
- Oxygène : 5 × 0,2 = 1 bar.
- Vérification : 4 + 1 = 5 bar, la pression absolue.
Partir de la pression relative (4 bar) donnerait 3,2 bar d’azote : c’est faux.
Les autres exercices, dont l’oxygène à 60 m et la tension d’azote d’un tissu, sont dans Palier.
Pourquoi la pression partielle compte-t-elle plus que le pourcentage ?
Parce que l’effet d’un gaz sur ton corps dépend de sa pression partielle. L’air garde les mêmes proportions à toutes les profondeurs, mais à 40 m la pression partielle de chaque gaz est cinq fois plus forte qu’en surface.
- L’azote devient narcotique en profondeur. La narcose apparaît souvent vers une trentaine de mètres, parfois moins, et varie d’une personne à l’autre et d’un jour à l’autre.
- L’oxygène devient toxique au-delà d’un seuil, qui limite la profondeur.
À partir de quand l’oxygène devient-il dangereux ?
Pour les plongées à l’oxygène et aux mélanges, le Code du sport plafonne la pression partielle d’oxygène à 1,6 bar en immersion, avec un minimum de 0,16 bar (article A322-92). Au-delà de son seuil, l’oxygène peut provoquer des convulsions, souvent sans signe d’alerte : c’est l’effet Paul Bert, avec un risque de noyade.
À l’air, la plongée est limitée à 60 m (article A322-76). À cette profondeur, l’oxygène atteint déjà environ 1,4 bar, ou 1,47 bar si l’on compte 21 %. Avec 21 % d’oxygène, le seuil de 1,6 bar serait atteint vers 66 m : la marge sous la limite des 60 m est mince. Le nitrox, le plus souvent enrichi en oxygène, atteint ce seuil moins profond. D’où le danger d’un bloc de nitrox pris par erreur, et l’intérêt de vérifier le gaz réglé sur ton ordinateur.
Essaie une question de l'app
seuil de l’oxygène
Pour les plongées aux mélanges, quelle pression partielle maximale d’oxygène le Code du sport fixe-t-il en immersion ?
Voir la réponse
Réponse C. 1,6 bar au maximum en immersion, et 0,16 bar au minimum. Au-delà du seuil, l’oxygène peut provoquer des convulsions, souvent sans signe d’alerte.
Que dit la loi de Henry ?
À température constante, la quantité de gaz dissoute dans un liquide, à saturation, est proportionnelle à la pression partielle de ce gaz au contact du liquide. En descendant, la pression partielle d’azote augmente : ton sang et tes tissus en dissolvent davantage, comme une bouteille de soda fermée garde son gaz sous pression. La quantité d’azote dissoute dans un tissu s’appelle la tension d’azote, exprimée en bar.
Comment l’azote se charge-t-il et s’élimine-t-il ?
Progressivement. Un tissu se charge d’autant plus vite que l’écart, appelé gradient, entre la pression partielle respirée et sa tension est grand. Chaque compartiment a sa période : le temps qu’il met à faire la moitié du chemin. Après une période, il a fait 50 % de l’écart ; après deux, 75 % ; on le considère saturé après six, soit environ 98 %.
À la remontée, la pression partielle d’azote baisse. Le tissu, plus chargé que ce qu’il respire, est en sursaturation : il rend son azote, qui ressort par les poumons. Une sursaturation modérée est tolérée ; trop forte, elle fait apparaître des bulles, comme dans un soda qu’on ouvre d’un coup. C’est le mécanisme de l’accident de désaturation. La vitesse de remontée et les paliers servent à la contrôler, avec les tables MN90 comme avec un ordinateur.
Essaie une question de l'app
loi de Henry
Que dit la loi de Henry ?
Voir la réponse
Réponse C. À saturation et à température constante, la quantité de gaz dissous est proportionnelle à sa pression partielle ; le temps ne fait que rapprocher de cette saturation. La loi de Mariotte porte sur les volumes, celle de Dalton sur les pressions partielles.
À quel niveau étudie-t-on Dalton et Henry ?
Au PE40, le manuel de formation de la FFESSM demande des notions sur les pressions partielles et les seuils de toxicité des gaz ; les calculs y viennent en appui de la démonstration. Au Niveau 3, on approfondit avec le modèle de Haldane, les M-values et les gradient factors, qui servent aussi à comprendre son ordinateur. Dans Palier, Dalton arrive au PE40 et Henry au Niveau 3.
Questions fréquentes
Quelle est la pression partielle d’oxygène à 60 m à l’air ?
Environ 1,4 bar avec l’air arrondi à 20 % d’oxygène, ou 1,47 bar avec 21 % : 7 bar de pression absolue multipliés par la proportion d’oxygène. C’est sous le plafond de 1,6 bar que le Code du sport fixe pour les mélanges, mais la marge est mince. La plongée à l’air est limitée à 60 m.
Pourquoi compte-t-on 80 % d’azote et 20 % d’oxygène ?
Pour simplifier. L’air contient environ 79 % d’azote et 21 % d’oxygène ; l’arrondi à 80 et 20 % donne des chiffres ronds, comme 4 bar d’azote et 1 bar d’oxygène à 40 m, et suffit pour comprendre. Près d’un seuil d’oxygène, compter 21 % donne une valeur un peu plus haute, donc plus prudente.
Quelle différence entre pression partielle et tension d’azote ?
La pression partielle d’azote est celle du gaz que tu respires : elle dépend de la profondeur. La tension d’azote est la quantité d’azote dissoute dans un tissu, exprimée elle aussi en bar. Elle tend vers la pression partielle respirée, plus ou moins vite selon le tissu : elle monte en profondeur, puis baisse pendant la remontée et en surface.
La narcose dépend-elle de la loi de Dalton ?
Oui : son effet suit la pression partielle d’azote, qui augmente avec la profondeur. Elle apparaît souvent vers une trentaine de mètres, parfois moins, et varie selon les personnes et les jours. Au moindre signe, fais le signe convenu à ton guide et remontez ensemble de quelques mètres : les symptômes passent en général vite.
