Ch05 – Pression dans un fluide | Terminale ICCER | ⏱ 30 min
Dernière mise à jour : 3 juin 2026
Pourquoi une bouteille de plongée à 200 bar dure-t-elle 2 fois moins longtemps à 20 m de profondeur qu'à la surface ?
À la surface (P = 1 bar), 1 L d'air comprimé dans la bouteille à 200 bar fournit 200 L d'air à respirer.
À 20 m de profondeur, la pression environnante est de 3 bar. Pour gonfler les poumons (≈ 1 L par inspiration), il faut maintenant 3 L d'air à pression ambiante = 3 × volume normal de l'air comprimé.
Conséquence : à 20 m, on consomme 3× plus d'air qu'à la surface. Si une bouteille dure 60 min en surface, elle dure 20 min à 20 m, et 10 min à 40 m.
C'est la principale raison pour laquelle les plongées profondes sont courtes.
Sofia, monitrice de plongée FFESSM (Marseille, Calanques), prépare un baptême avec un groupe de débutants. Elle doit calculer les paramètres de sécurité : pression à chaque palier, consommation d'air, temps de palier de décompression.
Pression à 20 m de profondeur en eau de mer.
P_hydro = ρ·g·h = 1 025 × 9,81 × 20 = 201 105 Pa ≈ 2,01 bar.
P_absolue = P_atm + P_hydro = 1,01 + 2,01 = 3,02 bar.
En arrondi pratique : tous les 10 m d'eau, +1 bar.
Sofia commence à 20 L/min en surface (poumons à 1 bar). À 20 m de profondeur (P = 3 bar), quel débit en L/min de la bouteille consomme-t-elle ?
Loi de Boyle-Mariotte : P × V = constante.
1 inspiration toujours = 1 L à pression ambiante (poumons identiques).
Mais ce litre à 3 bar correspond à 3 L à 1 bar (équivalent atmosphérique).
Donc consommation de la bouteille : 20 × 3 = 60 L/min (équivalent surface).
Durée d'autonomie de la bouteille 12 L à 200 bar (= 2 400 L équiv. surface) à 20 m.
Air utilisable réel : 2 400 L − 600 L (réserve sécurité 50 bar mini) = 1 800 L.
Durée = 1 800 / 60 = 30 min à 20 m.
En surface, même bouteille = 1 800 / 20 = 90 min. À 30 m : 1 800 / 80 = 22 min.
Volume d'air dans les poumons à 20 m. Capacité pulmonaire 6 L à 1 bar surface. Si on remonte sans expirer, que se passe-t-il ?
À 20 m : poumons remplis à 6 L à 3 bar absolu.
En remontant à la surface (1 bar) sans expirer : Boyle-Mariotte → V devient 6 × 3 / 1 = 18 L.
Poumons ne peuvent pas dépasser 6 L → rupture alvéolaire (« surpression pulmonaire »).
Mortel à terme : embolie gazeuse cérébrale en quelques minutes. C'est l'accident le plus grave en plongée.
Règle d'or de la plongée : « ne jamais bloquer sa respiration en remontée ». Toujours expirer doucement.
Pourquoi limite-t-on les Niveau 1 à 20 m, et les Niveau 2 à 40 m ?
Pour N1 (débutant) : marge confortable à 20 m. Décompression simple (palier 3 min).
Record actuel en plongée libre (sans bouteille) : Branko Petrović 132 m (apnée poids constant).
Palier de décompression à 3 m après plongée 20 min à 20 m. Pourquoi ?
Sous pression, l'azote de l'air respiré se dissout dans le sang et les tissus (loi de Henry : concentration ∝ P).
À 20 m (3 bar), le corps absorbe 3× plus d'azote qu'en surface.
À la remontée, la pression diminue → l'azote ressort des tissus. Si remontée trop rapide, il forme des bulles dans le sang → accident de décompression (douleurs articulaires, troubles neurologiques).
Palier 3 min à 3 m (P = 1,3 bar) : on laisse l'azote s'éliminer en douceur par les poumons. Garantit une saturation finale acceptable.
Outils modernes : ordinateur de plongée qui calcule en temps réel le profil et la profondeur des paliers nécessaires.
Planning sécurité plongée de Sofia : descendre à 20 m, rester 20 min, remonter à 6 m/min, palier 3 min à 3 m.
| Phase | Durée | Profondeur | P (bar) | Conso (L) |
|---|---|---|---|---|
| Descente | 4 min | 0 → 20 m | 1 → 3 | ~ 160 |
| Plongée | 20 min | 20 m | 3 | 1 200 |
| Remontée | 3 min | 20 → 3 m | 3 → 1,3 | ~ 130 |
| Palier | 3 min | 3 m | 1,3 | 78 |
| Surface | 30 s | 3 → 0 m | 1,3 → 1 | 10 |
Total conso : ~ 1 578 L. Bouteille fournit 1 800 L utiles. Marge 222 L (= 11 % réserve). Plongée sûre.
Si dépassement profondeur ou temps, il faudrait un palier supplémentaire à 6 m.
Briefing de Sofia aux baptêmes.
Briefing plongée Calanques — Sofia (FFESSM Marseille)
• Profondeur 20 m, durée fond 20 min, P max 3 bar.
• Détendeur fournit l'air à pression ambiante : respire normalement.
• Règle d'or : NE JAMAIS BLOQUER SA RESPIRATION, surtout en remontée.
• Palier 3 min à 3 m obligatoire.
• Conso ~ 60 L/min à 20 m (vs 20 L/min surface). Bouteille = 30 min utiles. Stop si manomètre passe sous 50 bar.
• Signes : OK ↑ pouce, problème ↔ main, remontée ↑ pouce vertical.
Adaptations physiologiques fascinantes :
Le cachalot peut tenir 90 min en apnée à 2 000 m. L'humain meilleur (Aleix Segura) : 24 min en piscine, à profondeur faible.
📚 §2 (Pascal) + §5 (applications) de la leçon Ch05.