Physique : divers

Physique : divers
Question 1
00PHY-DI-4-13(1)
Question à 4 points
Alors que vous êtes en plongée, vous entendez le son d’une explosion sous-marine 6
secondes après qu’elle ait eu lieu.
1) A quelle distance de l’explosion êtes vous situé ? (2 points)
2) De quelles manières est modifiée la vision sous-marine ? (2 points)
1) Le son se propage à 1500 mètres par seconde dans l’eau.
Distance de l’explosion :
1500 x 6 = 9000 mètres
soit
9 km.
2) - les distances paraissent raccourcies : rapprochement
 Le diamètre apparent des choses augmente : grossissement
 La lumière diminue à mesure que la profondeur augmente
 Absorption des couleurs avec la profondeur
 Réfraction de la lumière
Question 2
01PHY-DI-4-34(1)
Question à 4 points
Une explosion sous-marine a lieu à 4,5 km du lieu où vous plongez.
1) Au bout de combien de temps l'entendrez vous si vous êtes immergé ? (2 points)
2) De quelles manières est modifiée la vision des couleurs en plongée ? (2 points)
1) Le son se propage à 1500 mètres par seconde dans l’eau.
On va entendre l’explosion au bout de : 4500 / 1500 = 3 secondes.
2) L’ordre de disparition des couleurs (absorption) avec la profondeur est (en partant de la
surface) :
 rouge
 orange
 jaune
 violet
 vert et bleu
Question 3
04PHY-DI-4-04(1)
Question à 4 points
Sur votre bateau, vous disposez d’un sondeur dont le signal met 5/100 de seconde pour
atteindre le fond et revenir.
1) Quelle est la profondeur ? (2 pts)
2) Vous entendez en plongée un signal sonore situé à 3 km. Si vous souhaitez l’entendre
une deuxième fois, combien de temps avez vous pour faire surface ? (2 pts)
1) V = 1500 m/s
d’où une distance parcourue = 1500.(5/100) = 75 m soit une profondeur de 37,5 m.
2) Temps dans l’eau : t = 3000/1500 = 2s
Temps dans l’air : t = 3000/330 = 9,1s
On dispose donc de 7,1 secondes pour faire surface.
1
Physique : divers
Question 4
04PHY-DI-4-05(2)
Question à 4 points
Pourquoi un plongeur ayant effectué une remontée « rapide » doit-il redescendre à miprofondeur dans un délai le plus bref possible ?
NB : répondez à la question en utilisant vos connaissances sur la dissolution des gaz et les
éléments de calculs de tables.
Lors d’une remontée en catastrophe, la diminution de la tension d’azote dans les tissus n’est
pas assez rapide et pour certains d’entre eux, il y a un risque de dépassement de leur
coefficient de sursaturation critique Sc.
Pour limiter ce risque sachant que Sc = TN2/Pabs, il faut redescendre à une profondeur
minimale, telle que la pression absolue y soit suffisamment élevée pour que le rapport
TN2/Pabs reste inférieur à Sc.
Si on se place dans le cas le plus défavorable : TN2 = Pabs x 0,8 (tissu saturé)
Sc minimal = 1,54 (tissu 120’ de la table MN90).
On aura alors :
(Pabs plongée x 0,8) / Pabs mini < 1,54
soit Pabs mini < Pabs plongée x (0,8/1,54) soit environ Pabs plongée x 0,52
Il faut donc redescendre à une profondeur telle que la pression absolue y soit au moins égale
à 0,52 fois la pression absolue subie au cours de la plongée.
Pour simplifier les calculs cette règle a été appliquée à la profondeur.
Question 5
04PHY-DI-6-01(1)
Question à 6 points
1) Quels sont les facteurs qui agissent sur la dissolution des gaz dans les liquides? (3
points)
2) Dans quel sens agissent-ils ? Faites le lien avec la plongée. (3 points)
0.5 point par facteur
0.5 point par lien avec la plongée et/ou sens de variation.
 La nature du liquide : N2 plus soluble dans les graisses que dans l’eau : lien avec les
accidents de décompression en plongée.
 La nature du gaz : C02 plus soluble que l’O2 dans l’eau.
 La pression : pour un volume de liquide donné, plus la pression est importante, plus la
quantité de gaz dissoute est importante. En plongée, plus la profondeur est importante,
plus on sature : lien avec l’ADD.
 Température : la solubilité diminue si la température augmente ou la solubilité
augmente si la température diminue. Lien avec la plongée : plus il fait froid plus on
sature.
 Le temps : la quantité de gaz dissoute varie avec le temps selon une loi exponentielle.
Lien avec la plongée : plus le temps est important, plus on sature.
 La surface de contact : la vitesse de dissolution augmente avec la surface de contact.
Lien avec la plongée : quelqu’un de « volumineux » sature à priori plus qu’une autre
personne.
2
Physique : divers
 L’agitation : la vitesse de dissolution augmente avec l’agitation. Lien avec la plongée :
plus on fait d’effort, plus on sature (en plus du lien avec la ventilation et
l’essoufflement)
Question 6
06PHY-DI-4-13(1)
Question à 4 points
Alors que vous êtes en plongée, vous entendez le son d’une explosion sous-marine 7
secondes après qu’elle ait eu lieu.
1) A quelle distance de l’explosion êtes vous situé ?
(2 pts)
(*) Vitesse du son dans l’eau 1500 m/s ; vitesse du son dans l’air 330m/s
2) Combien de temps après vous, le pilote du bateau en sécu surface entend-il la même
explosion ? (2 pts)
1) Distance de l’explosion : 1500 x 7 = 10 500 mètres
2 pts
2) Distance = Vitesse x Temps
T = D/V = 10500/330 = 31,8 secondes
Le pilote entendra l’explosion : 31,8 – 7 = 24,8 secondes après vous.
Question7
06PHY-DI-4-16(1)
Question à 4 points
Alors que vous êtes en plongée, vous entendez une explosion sous-marine qui a lieu à 6000
m de votre site de plongée.
1) De combien de temps disposez vous pour faire surface et l’entendre à nouveau ? (2 pts)
(*) Vitesse du son dans l’eau 1500 m/s ; vitesse du son dans l’air 330m/s
2) De quelles manières est modifiée la vision sous-marine ?
( 2 pts)
1) Distance = Vitesse x Temps
Dans l’eau : T = D /V = 6000/1500 = 4 secondes
Dans l’air : T = D /V = 6000/330 = 18,2 secondes
Après avoir entendu l’explosion vous avez donc : 18,2 – 4 = 14,2 secondes pour faire surface.
2) - Les distances paraissent raccourcies : rapprochement.
- Le diamètre apparent des choses augmente : grossissement.
- La lumière diminue à mesure que la profondeur augmente.
- Absorption des couleurs avec la profondeur.
- Réfraction de la lumière.
3
Physique : divers
Question 8
08PHY-DI-4-02(1)
Question à 4 points
1) Sur votre bateau, vous disposez d’un sondeur dont le signal met 2/100 de seconde pour
atteindre le fond et revenir. Quelle est la profondeur ? (2 pts)
2) Vous entendez en plongée un signal sonore situé à 6 km. Si vous souhaitez l’entendre
une deuxième fois, combien de temps avez-vous pour faire surface ? (2 pts)
1)V = 1500 m/s
d’où une distance parcourue = 1500 x (2/100) = 30 m soit une profondeur de 15 m.
2) Temps dans l’eau : t = 6000/1500 = 4s
Temps dans l’air : t = 6000/330 = 18,2s
On dispose donc de 14,2 secondes pour faire surface.
Question 19
08PHY-DI-4-03(1)
Question à 4 points
Sur votre bateau, vous disposez d’un sondeur dont le signal met 8/100 de seconde pour
atteindre le fond et revenir.
1) Quelle est la profondeur ? (2 pts)
2) Vous entendez en plongée un signal sonore situé à 4,5 km. Si vous souhaitez l’entendre
une deuxième fois, combien de temps avez-vous pour faire surface ? (2 pts)
1) V = 1500 m/s
d’où une distance parcourue = 1500.(8/100) = 120 m soit une profondeur de 60 m.
2) Temps dans l’eau : t = 4500/1500 = 3s
Temps dans l’air : t = 4500/330 = 13,6s
On dispose donc de 10,6 secondes pour faire surface.
Question 10
10PHY-DI-4-08(1)
Question à 4 points
Un compartiment de période 10 minutes est à saturation à l’air atmosphérique. Ce
compartiment est soumis à la pression au cours d’une plongée à l'air à 40 m.
1) Quelle sera la tension d’azote TN2 après 30 minutes de plongée à cette profondeur ? (2
pts)
2) Déterminez la profondeur calculée du premier palier (Sc = 2,38).
Précisez la profondeur réelle à laquelle devra être effectué ce premier palier ? (2 pts)
1) Tension N2 : TN2 = T0 + (T1 - Y0) x X %
TN2= 0,8 + ((4 – 0,8) x 87,5%) = 0,8 + (3,2 x 87,5%) = 0,8 + 2,8 = 3,6 bars
2) Sc = TN2 / PA 2,38 = 3,6 / PA PA = 3,6 / 2,38 1,5 bar
1,5 bar soit 5 mètres. Donc arrêt obligatoire à 5 m après sursaturation critique
1er palier à effectuer à une profondeur réelle de 6 m.
4
Physique : divers
Question 11
11PHY-DI-4-01(1)
Question à 4 points
Un compartiment de période 7 min est à saturation à l’air atmosphérique. Ce compartiment
est soumis à la pression au cours d’une plongée à l'air à 30 m.
1) Quelle sera la tension d’azote TN2 après 28 min de plongée à cette profondeur ? (2
points)
2) Calculer la profondeur théorique du premier palier. En déduire la profondeur réelle à
laquelle il sera effectué.
(2 points)
1) La Tension finale d’un compartiment à saturation s’obtient en ajoutant à l’azote de départ
le produit du gradient G par le taux de saturation.
TN2 finale = TN2 initiale + G × Ts
Calcul du Gradient G :
(0,5 point)
Pabs = 1 b
=> PpN2 = P abs × %N2
PpN2 = 0, 8 b
Pabs = 4 b
=> PpN2 = P abs × %N2
PpN2 = 3, 2 b
Gradient = 3,2 — 0.8 = 2,4 bars
Calcul du taux de saturation Ts :
(0,5 point)
28
Nombre de périodes :
=4
7
Taux de saturation : En 4 périodes, le tissu dissout 50 + 25 + 12,5 + 6,25 = 93,75 %
du gradient G
Calcul de la tension finale TN2 finale :
(1 point)
Tension finale TN2finale = 0,8 + G × Ts
TN2 finale = 0,8 + 2,4 × 93,75 % = 3,05 bars
TN2
avec Pabs = 1 bar
Sc
TN2 3,05
or
=
 1,20 bar ≥ 1 !!!
Sc
2,54
Il y a un risque d'accident de désaturation.
1,20 bar correspond à une profondeur théorique de 2,00 mètres
Le palier s’effectuera donc à 3 mètres.
2) Pabs =
(1,5 point)
(0,5 point)
Remarque pour le correcteur : les fractions à l’impression ne sont pas forcément reconnues ;
un message « Error » s’affiche. Si c’est le cas, voici les réponses :
Pabs = TN2 / Sc avec Pabs = 1 bar
or TN2 / Sc = 3,05 / 2,54  1,20 bar ≥ 1 !!!
5