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La physique de la plongée sous-marine

La physique de la plongée sous-marine

Une autre unité est la barre, où 1 barre est égale à 14,5 psi. La valeur de 1 bar est très proche de la pression de l’air sur Terre. La pression atmosphérique de l’air qui vous entoure en ce moment est probablement de 14,5 psi. (Oui, j’ai dit “probablement” parce que je ne veux pas vous juger. Peut-être que vous lisez ceci depuis le sommet du mont Everest, où la pression n’est que de 4,9 psi, car il y a moins d’air au-dessus de vous qui pousse vers le bas. Si c’est le cas , envoyez-moi une photo.) En termes de force et de surface, elle est égale à 100 000 newtons par mètre carré.

L’eau est également constituée de minuscules molécules mobiles qui agissent comme des balles, et ces molécules entrent en collision avec des objets sous-marins (comme des personnes), produisant une pression. L’eau a de nombreux plus de molécules que le même volume d’air, ce qui signifie qu’il y a plus de collisions pour produire une plus grande pression. Mais tout comme aller au sommet du mont Everest diminue la pression de l’air, s’enfoncer plus profondément dans l’eau augmente la pression, car la gravité tire vers le bas sur les molécules d’eau. Pour chaque 10 mètres de profondeur, la pression augmente de 1 bar, soit 14,5 psi. Cela signifie que lors d’une plongée à 20 mètres (environ 60 pieds) sous le niveau de la mer, il y aurait une pression de l’eau de 43,5 psi, trois fois supérieure à la pression de l’air à la surface de la Terre.

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(Le fait que la pression augmente avec la profondeur empêche toute l’eau de l’océan de s’effondrer en une couche infiniment mince. Comme la pression est d’autant plus grande que l’on va plus profondément, l’eau en dessous monte plus que l’eau au-dessus d’elle ne pousse vers le bas. Cette différence compense la force gravitationnelle vers le bas, de sorte que le niveau d’eau reste constant.)

Cela peut sembler être 43,5 psi, c’est trop pour une personne à gérer, mais ce n’est en fait pas si mal. Les corps humains sont très adaptables aux changements de pression. Si vous avez été au fond d’une piscine, vous connaissez déjà la réponse à ce problème de pression : vos oreilles. Si la pression de l’eau à l’extérieur de votre tympan est supérieure à la pression de l’air à l’intérieur de votre oreille interne, la membrane s’étirera et cela peut vraiment faire mal. Mais il existe une bonne astuce pour résoudre ce problème : si vous poussez de l’air dans la cavité de votre oreille moyenne en vous pinçant le nez tout en essayant d’en expulser de l’air, de l’air sera forcé dans cette cavité. Avec plus d’air dans l’oreille interne, la pression des deux côtés de la membrane sera égale et vous vous sentirez normal. C’est ce qu’on appelle la « péréquation », pour des raisons, je l’espère, évidentes.

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Il y a en fait un autre espace aérien que vous devez égaliser pendant la plongée : l’intérieur de votre masque de plongée. N’oubliez pas d’y ajouter de l’air au fur et à mesure que vous avancez, sinon cette chose vous écrasera maladroitement le visage.

Il y a une autre erreur de physique qu’un plongeur pourrait commettre. Il est possible de créer un espace d’air fermé dans vos poumons en retenant votre respiration. Supposons que vous reteniez votre souffle à une profondeur de 20 mètres, puis que vous vous déplaciez jusqu’à une profondeur de 10 mètres. La pression à l’intérieur de vos poumons restera la même pendant cette ascension, car vous avez le même volume pulmonaire et ils contiennent la même quantité d’air. Cependant, la pression de l’eau à l’extérieur d’eux diminuera. La pression externe réduite sur vos poumons donne l’impression qu’ils sont surgonflés. Cela peut provoquer des déchirures dans le tissu pulmonaire, ou même forcer de l’air dans la circulation sanguine, ce qui est officiellement de mauvaises choses.

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Flottabilité

Il y a un autre problème à gérer lorsque vous êtes sous l’eau : flotter et couler. Si vous voulez rester sous l’eau, il est utile de couler au lieu de flotter, jusqu’à un certain point. Je ne pense pas que quiconque veuille sombrer à des profondeurs telles qu’il ne revienne jamais. De plus, c’est agréable de pouvoir flotter lorsque vous êtes à la surface. Heureusement, les plongeurs peuvent modifier leur « flottabilité » pour différentes situations. C’est ce qu’on appelle le contrôle de la flottabilité.

Les choses coulent lorsque la force gravitationnelle qui tire vers le bas est supérieure à la force de flottabilité qui pousse vers le haut. Si ces deux forces sont égales, alors l’objet flottera de manière neutre et ne montera ni ne descendra. C’est comme planer, mais dans l’eau, et c’est essentiellement ce que vous voulez faire en plongée sous-marine.

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