Loi de Dalton : les pressions partielles en plongée
En bref
Loi de Dalton : la pression totale d’un mélange gazeux est la somme des pressions partielles de ses gaz, chacune égale à sa fraction multipliée par la pression absolue. À l’air, à 20 m : PpO2 = 0,63 bar, PpN2 = 2,37 bar. Le corps réagit à la pression partielle : toxicité de l’oxygène et narcose en dépendent.
Avant une plongée au nitrox, tu analyses ton bloc et tu en déduis une profondeur à ne pas dépasser : 33 m pour un EAN32. Le pourcentage d’oxygène reste le même de la mise à l’eau à la sortie ; sa pression partielle augmente avec la profondeur, et c’est elle que ton corps ressent. La loi de Dalton sert à la calculer.
Qu’est-ce que la loi de Dalton ?
La loi de Dalton dit que la pression totale d’un mélange gazeux est égale à la somme des pressions partielles des gaz qui le composent. Chaque gaz se comporte comme s’il était seul, et sa pression partielle vaut sa fraction dans le mélange multipliée par la pression absolue.
L’air contient environ 21 % d’oxygène, 78 % d’azote et 1 % d’autres gaz, que les calculs de plongée rangent avec l’azote : on compte 21 % et 79 %. En surface, à 1 bar, la PpO2 de l’air vaut donc 0,21 bar et sa PpN2 0,79 bar, soit 1 bar au total.
Pourquoi la pression partielle compte-t-elle en plongée ?
Parce que ton corps réagit à la pression partielle d’un gaz, pas à son pourcentage. Le pourcentage reste le même pendant toute la plongée ; la pression partielle augmente à chaque mètre.
- Oxygène : à forte pression partielle, il peut provoquer une crise convulsive, parfois sans signe avant-coureur (l’effet Paul Bert des cours français). Sous l’eau, la crise peut faire lâcher le détendeur et entraîner la noyade. Le DAN qualifie une PpO2 de 1,4 ou moins de zone « feu vert » en circuit ouvert, et estime que les plongeurs loisir ne doivent pas dépasser 1,6.
- Azote : il s’en dissout davantage dans les tissus (loi de Henry), et la narcose s’accentue. Le DAN relie la narcose à l’azote à une pression partielle d’azote élevée ; à l’air, la plupart des plongeurs la sentent vers 30 m.
- Polluants : une trace de monoxyde de carbone sans danger en surface agit plus fort en profondeur.
- Apnée : à la remontée, la PpO2 dans les poumons baisse avec la pression. C’est pourquoi la syncope, surtout après une hyperventilation, survient souvent pendant la remontée.
Essaie une question de l'app
nitrox et narcose
Un client te dit : « À l’EAN32, j’aurai moins d’azote, donc moins de narcose, et je pourrai descendre plus profond qu’à l’air. » Que lui réponds-tu ?
Voir la réponse
Réponse B. La profondeur équivalente air s’applique à la charge en azote. L’oxygène est probablement narcotique lui aussi : on prévoit donc la narcose comme à l’air. Et à 1,4, la PMU de l’EAN32 est de 33 m, moins profonde que la limite de la plongée loisir à l’air, 40 m.
Comment calculer une pression partielle ?
Pression partielle = fraction du gaz × pression absolue. En retournant la formule, tu réponds à trois questions :
- Pression partielle = fraction × pression absolue : que respire-t-on à cette profondeur ?
- Fraction = pression partielle ÷ pression absolue : quel est le mélange le plus riche possible à cette profondeur ?
- Pression absolue = pression partielle ÷ fraction : jusqu’où descendre avec ce mélange ?
Ensuite, en eau de mer : profondeur = (pression absolue − 1) × 10 m. Calcule avec des fractions (0,32), jamais avec des pourcentages (32). Toutes les formules des gaz tiennent sur une page dans l’aide-mémoire des formules.
Exemple corrigé
Exercice 1 : l’air à 20 m et à 40 m. Quelles sont la PpO2 et la PpN2 ?
- À 20 m : 2 bar d’eau plus 1 bar d’atmosphère, soit 3 bar absolus. PpO2 = 0,21 × 3 = 0,63 bar ; PpN2 = 0,79 × 3 = 2,37 bar.
- À 40 m : 5 bar absolus. PpO2 = 0,21 × 5 = 1,05 bar ; PpN2 = 0,79 × 5 = 3,95 bar.
- Vérification par Dalton : 0,63 + 2,37 = 3 et 1,05 + 3,95 = 5, les pressions absolues.
Comment calculer la profondeur maximale d’un nitrox (PMU) ?
Divise la limite de PpO2 par la fraction d’oxygène, retire 1, multiplie par 10 m, puis arrondis au mètre inférieur : tu obtiens la profondeur maximale d’utilisation (PMU). Les limites habituelles sont 1,4 pour la plongée et 1,6 en cas d’imprévu, jamais comme objectif. Certains organismes et centres fixent des limites plus basses : applique celle de ta formation.
Essaie une question de l'app
PMU de l’EAN32
Quelle est la profondeur maximale d’utilisation de l’EAN32 pour une PpO2 de 1,4 ?
Voir la réponse
Réponse D. 1,4 ÷ 0,32 = 4,375 bar ; (4,375 − 1) × 10 = 33,75 m, arrondis vers le bas à 33 m. 43 m oublie de retirer l’atmosphère ; 40 m est la limite à 1,6 ; 34 m arrondit vers le haut et dépasse 1,4.
Exemple corrigé
Exercice 2 : PMU de l’EAN32 et de l’EAN36 à une PpO2 de 1,4.
- EAN32 : 1,4 ÷ 0,32 = 4,375 bar ; (4,375 − 1) × 10 = 33,75, donc 33 m.
- EAN36 : 1,4 ÷ 0,36 ≈ 3,89 bar ; (3,89 − 1) × 10 ≈ 28,9, donc 28 m.
Exemple corrigé
Exercice 3 : quel nitrox pour une plongée à 30 m ? Pression absolue : 4 bar. Fraction maximale = 1,4 ÷ 4 = 0,35, donc EAN35 au plus. Un mélange plus riche contient moins d’azote, mais sa PMU est moins profonde. Prépare toujours la plongée avec le mélange réellement analysé dans ton bloc.
Chaque plongeur analyse lui-même son bloc et y note le mélange et la PMU. La suite sur la page toxicité de l’oxygène et nitrox.
Exercices sur la loi de Dalton : quelles erreurs éviter ?
Cinq erreurs reviennent souvent dans les calculs.
- Prendre la pression relative. À 20 m, 0,21 × 2 = 0,42 est faux ; la PpO2 vaut 0,63 bar.
- Calculer en pourcentages. 1,4 ÷ 32 = 0,044 ne veut rien dire : prends 0,32.
- Oublier l’atmosphère. 4,375 × 10 = 43,75 m, c’est environ 10 m trop profond. Retire 1 d’abord.
- Arrondir une PMU vers le haut. Pour l’EAN32, 34 m dépasse déjà 1,4.
- Viser 1,6. C’est une limite pour l’imprévu, pas un objectif.
À quel niveau apprend-on la loi de Dalton ?
Dans Octo, les pressions partielles arrivent avec la leçon nitrox de l’Advanced Open Water : limites de PpO2 et PMU. Le niveau Divemaster traite la loi de Dalton en entier : meilleur mélange, polluants et profondeur équivalente air. Chaque organisme découpe cette matière à sa façon : vérifie ton programme. Pour t’entraîner, commence par les questions d’entraînement Advanced Open Water, puis passe à celles du Divemaster.
Questions fréquentes
Le pourcentage d’oxygène du bloc change-t-il avec la profondeur ?
Non. L’air reste à environ 21 % d’oxygène à toutes les profondeurs, et l’EAN32 à 32 %. Ce qui augmente, c’est la pression partielle : la même fraction multipliée par une pression absolue plus forte. À 30 m, la PpO2 de l’air vaut 0,21 × 4 = 0,84 bar, quatre fois sa valeur en surface.
Quelle PpO2 maximale en plongée loisir ?
En plongée loisir, on garde en général la PpO2 à 1,4 bar au plus pendant la plongée, et on considère 1,6 comme un maximum absolu, réservé aux imprévus. Le DAN qualifie 1,4 ou moins de zone « feu vert » en circuit ouvert, et estime que les plongeurs loisir ne doivent pas dépasser 1,6. Certains organismes et centres fixent des limites plus basses.
Quelle différence entre la loi de Dalton et la loi de Henry ?
La loi de Dalton donne la pression de chaque gaz du mélange que tu respires. La loi de Henry dit quelle quantité de ce gaz se dissout dans ton corps, en proportion de cette pression partielle. On applique d’abord Dalton pour trouver la PpN2, puis Henry pour savoir ce qu’en font les tissus.
Le nitrox réduit-il la narcose ?
Ne compte pas dessus. Le nitrox contient moins d’azote, donc il charge moins les tissus, mais l’oxygène est probablement narcotique lui aussi, et l’ampleur de son effet reste discutée. Par prudence, prévois la narcose comme si tu respirais de l’air, et respecte la PMU de ton mélange.
