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Les lois physiques de la plongée

Boyle, Dalton, Henry : comprendre la physique pour plonger en sécurité

ThéorieN2N3N4

ℹ️ Contenu pédagogique à titre informatif. Testez vos connaissances avec le calculateur Nitrox (loi de Dalton) et le calculateur de consommation (loi de Boyle).

La pression en plongée

La pression augmente de 1 bar tous les 10 mètres d'eau. À la surface, la pression atmosphérique est de 1 bar (1 atm). Cette augmentation est à la base de TOUS les phénomènes physiques de la plongée.

← faible pressionforte pression →

Loi de Boyle-Mariotte

P × V = constante

À température constante, le volume d'un gaz est inversement proportionnel à la pression. Plus on descend, plus l'air se comprime. Plus on remonte, plus il se dilate.

1.0
Pression (bar)
12.0
Volume (litres)
×1.0
Compression
×1.0
Consommation air
👂Oreilles — Valsalva pour compenser la compression
🤿Masque — Souffler par le nez pour éviter le placage
🫁Poumons — Ne JAMAIS bloquer sa respiration en remontant !
⛽Conso — On respire 1× plus d'air qu'en surface

Loi de Dalton

Ptotal = P1 + P2 + ... + Pn

La pression totale d'un mélange gazeux est la somme des pressions partielles de chaque gaz. La pression partielle = pression totale × fraction du gaz. En air : 79% N₂, 21% O₂.

Pressions partielles par profondeur (air)

ppO₂ (oxygène) ppN₂ (azote) ⚠ Seuils de danger

Applications en plongée

  • Narcose à l'azote — La pp N₂ augmente avec la profondeur. Au-delà de ~3.2 bar (≈30m air), l'azote a un effet narcotique (« ivresse des profondeurs »)
  • Toxicité O₂ — Au-delà d'une pp O₂ de 1.6 bar, risque de crise convulsive (effet Paul Bert). C'est pour cette raison que chaque mélange suroxygéné (Nitrox, O₂ pur) a une profondeur maximale d'utilisation (MOD) : par exemple 30m pour un Nitrox 40%, 6m pour l'O₂ pur.
  • Nitrox — En augmentant la fraction d'O₂ et réduisant le N₂, on diminue la charge azotée mais on limite la profondeur max (voir calculateur Nitrox)

Loi de Henry

C = k × P

À température constante, la quantité de gaz dissous dans un liquide est proportionnelle à la pression du gaz au-dessus du liquide. C'est LE principe fondamental de la décompression.

Applications en plongée

  • Dissolution de l'azote — En profondeur, l'azote se dissout dans les tissus proportionnellement à la pression ambiante
  • Décompression — En remontant, la pression baisse. L'azote dissous doit être éliminé progressivement. Si la remontée est trop rapide, l'azote forme des bulles → accident de décompression
  • Tables et ordinateurs — Les tables MN90 et le modèle Bühlmann sont des applications directes de la loi de Henry

Récapitulatif pour les examens

🫧

Boyle-Mariotte

P × V = constante

La pression comprime les volumes gazeux. En descendant, les volumes diminuent. En remontant, ils augmentent.

⚠ Barotraumatismes, surpression pulmonaire
🧪

Dalton

Pp = P × fraction

Les pressions partielles de chaque gaz augmentent avec la profondeur, même si leur proportion reste identique.

⚠ Narcose N₂, toxicité O₂ (effet Paul Bert)
💧

Henry

C = k × P

Plus la pression est forte, plus le gaz se dissout dans les tissus. C'est le fondement de la décompression.

⚠ Accident de décompression (ADD)

Questions fréquentes

Pourquoi ne faut-il jamais bloquer sa respiration en plongée ?
Loi de Boyle-Mariotte : en remontant, la pression diminue et l'air dans les poumons se dilate. Si les voies aériennes sont bloquées, les alvéoles se distendent et peuvent se rompre → surpression pulmonaire, embolie gazeuse, pneumothorax. C'est l'accident le plus grave en plongée et il peut survenir dès 1 mètre de profondeur.
C'est quoi exactement la narcose ?
La narcose à l'azote (loi de Dalton) est un effet narcotique de l'azote sous haute pression partielle. Elle apparaît généralement vers 30-40m à l'air. Les symptômes : euphorie, ralentissement de la réflexion, troubles du jugement, parfois anxiété. Elle disparaît en remontant. En plongée profonde, on utilise l'hélium à la place de l'azote pour l'éviter.
Ces lois sont-elles au programme de tous les niveaux ?
Boyle-Mariotte est introduite dès le N1 (oreilles, poumons). Dalton et Henry sont approfondies au N2 et maîtrisées au N3/N4. Les moniteurs (E2+) doivent pouvoir les enseigner avec des exercices de calcul. Notre calculateur Nitrox est un excellent outil pour mettre en pratique Dalton.
Quel est le lien entre la loi de Henry et les tables de décompression ?
Les tables MN90 et les algorithmes comme Bühlmann modélisent directement la loi de Henry : ils calculent combien d'azote s'est dissous dans vos tissus en fonction de la profondeur et du temps, puis déterminent la vitesse de remontée et les paliers nécessaires pour que cet azote s'élimine sans former de bulles dangereuses. C'est pourquoi dépasser les limites des tables expose à un accident de décompression.