Utilité de l'azote dans l'air

[CameliaOceanique]

Bonjour à tous,

Après plusieurs recherches pour savoir si nous pouvions recréer une atmosphère identique à celle de la Terre, j'ai décelé quelques points qui ne me semblent pas clairs. En effet, sachant que le dioxygène nous est vital, il est impératif de le retrouver dans l'air. Quant au diazote, il n'est pas directement nécessaire à notre survie puisqu'en plongée par exemple, il n'est pas utilisé (au contraire, il devient dangereux pour l'homme à une trop forte pression) mais est remplacé par de l'hélium par exemple.
Je me suis donc demandé en quoi l'azote était important, et j'ai trouvé que c'était l'azote de l'air qui était une des bases de la synthèse des protéines. En partant du principe que'il y a aussi de l'azote dans l'eau, je me suis demandé si l'azote dans l'air était vraiment nécessaire.
Alors voici mes questions :
- Pourquoi met-on de l'hélium dans certaines bouteilles de plongée, ou même un gaz autre que le dioxygène ?
- Pourrait-on vivre dans un air exclusivement composé de dioxygène sans qu'il n'y ait de conséquences à long terme ? (comme à bord de l'ISS par exemple)
- Est-ce que des phénomènes physiques tels que la pression ou le déplacement des gaz pourraient avoir des conséquences dans un air exclusivement composé de dioxygène ? (si l'azote a pour effet de combler le vide par exemple)

Je ne sais pas si j'ai été claire,
Merci de votre lecture et de vos réponses !
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[ThM55]

L'hélium dans les bouteilles c'est surtout pour la plongée à très grande profondeur. A la sortie de la bouteille il y a un détendeur qui délivre le gaz à la pression ambiante. Quand celle-ci est trop grande, l'azote dissout dans le sang provoque l'ivresse des profondeurs qui fait perdre leur jugement aux plongeurs.

Je doute qu'on puisse vivre dans un air entièrement composé d'oxygène à la pression atmosphérique. Etes vous sûr que c'est le cas pour l'ISS? Ca m'étonne. Je sais que certains plongeurs militaires en utilisent pour réduire leur visibilité à faible profondeur (moins de bulles), mais c'est pour de brèves missions. Je ne suis pas biologiste mais je me souviens qu'on m'avait expliqué que le problème est la production trop grande de substances toxiques que les cellules n'arrivent pas éliminer assez vite. C'est d'abord les poumons qui trinquent.

L'azote est un nutriment pour les plantes (donc indirectement pour nous), mais pas sous la forme gazeuse. C'est sous forme de nitrates qu'il est assimilable. Mais cet azote sous forme minérale vient en fait de l'atmosphère, ce sont certaines bactéries du sol qui procèdent aux réactions chimiques nécessaires. Mais aussi de grands groupes industriels qui produisent les engrais de synthèse largement utilisés dans l'agriculture...

[Black Jack 2]

Bonjour,

Si le gaz respiré est trop riche en O2, il y a risque certain d'hyperoxie.

Voir explications ici : https://fr.wikipedia.org/wiki/Hyperoxie

Les risques d'incendies seraient aussi très fortement accrus et très difficiles à éteindre.

C'est vrai que les Américains utilisent de l'oxygène pur dans certains vols spatiaux, mais c'est à pression réduite et réservé à des missions de courte durée, sinon les conséquences sur l'équipage pourraient être fatales.

On en parle ici : http://www.de-la-terre-a-la-lune.com..._choix_oxygene

[coussin]

Une atmosphère composée exclusivement d'oxygène est toxique il me semble...

[A voir en vidéo sur Futura]

[CameliaOceanique]

Merci beaucoup pour cette réponse aussi complète !

En effet en continuant mes recherches, j’ai vu que la pression partielle de l’oxygène était bien trop grande pour qu’un air exclusivement composé d’oxygène soit sans danger pour l’homme. Comme vous l’avez souligné, les cellules n’arrivent pas à se débarrasser des radicaux libres créés par une trop grande quantité en oxygène. C’est l’hyperoxie.

Il est donc impossible que l’iss soit seulement oxygénée, vous avez raison, il faut alors livrer des cargaisons d’azote comprimé pour abaisser le pourcentage d’oxygène. Je l’avais oublié !

Mais toutes ces informations ne font que creuser le problème puisque cela voudrait dire que sans moyen de produire de l’azote par procédé chimique, nous ne pourrions pas “fabriquer” un air sans puiser dans l’atmosphère, sachant que la seule manière aujourd’hui d’avoir de l’azote est de le puiser directement. Mon problème est de trouver un substitut à cet azote pour pouvoir théoriquement produire de l’air respirable en autonomie.

Mais c’est sans compter la formation des nitrites et nitrates par l’azote de l’air. Je savais qu’ils étaient des nutriments pour les plantes, et qu’ils nous étaient donc indirectement indispensable. Mais je ne savais pas qu’il fallait l’azote de l’air pour en obtenir.

Cela voudrait dire qu’au final, il faudrait toujours de l’azote dans l’air ?
Et est-ce que les nitrates présents naturellement dans l’eau sont aussi issus de ce même procédé, c-a-d par les bactéries ? J’aimerais dire que ce sont les sédiments et les minéraux du sol qui se retrouvent dans l’eau, mais pourrait-il avoir des bactéries qui font directement le lien air-eau ?

Merci encore de votre réponse

[CameliaOceanique]

Merci beaucoup pour cette réponse ! J’avais en effet fini par trouver cela aussi

[ilovir]

Bonjour

Sans être spécialiste, je crois avoir compris que l'azote est le gaz le plus neutre qui soit au regard de la respiration. Il n'a de rôle que de diluant de l'oxygène. On peut le remplacer par d'autres, pour faire des gaz respiratoires comme ceux qui ont été évoqués dans ce sujet, mais c'est l'azote qui reste le plus approprié en situation courante et permanente. En fait l'homme (entre autres) est construit pour correspondre à l'air oxygène + azote, et réciproquement.

[Fustigator]

Bonjour à tous,

Après plusieurs recherches pour savoir si nous pouvions recréer une atmosphère identique à celle de la Terre, j'ai décelé quelques points qui ne me semblent pas clairs. En effet, sachant que le dioxygène nous est vital, il est impératif de le retrouver dans l'air. Quant au diazote, il n'est pas directement nécessaire à notre survie puisqu'en plongée par exemple, il n'est pas utilisé (au contraire, il devient dangereux pour l'homme à une trop forte pression)

l'oxygène est, de loin, le gaz le plus dangereux en plongée.

[Fustigator]

Une atmosphère composée exclusivement d'oxygène est toxique il me semble...

Pour qui ou pour quoi ?
Pour l'humain, ça dépend (exclusivement) de la pression ambiante.

[Fustigator]

Bonjour

Sans être spécialiste, je crois avoir compris que l'azote est le gaz le plus neutre qui soit au regard de la respiration.

Non. De ce point de vue, l'hélium est bien plus "maniable".

[Fustigator]

L'hélium dans les bouteilles c'est surtout pour la plongée à très grande profondeur. .

Non.
De nos jours, pour toute plongée au delà de 60, voire 50m, on en utilise et de manière systématique.

[ThM55]

Oui d'accord, l'ivresse apparaît vers 50m. Tout est relatif, pour moi c'est une très grande profondeur, je ne fais que du tuba à maximum 2 mètres .

Mais je ne comprends pas bien la raison des questions de CameliaOcanique:

"Cela voudrait dire qu’au final, il faudrait toujours de l’azote dans l’air ?"

En effet, l'azote dans l'air est indispensable pour les plantes. Si vous voulez cultiver un beau gazon sans utiliser d'engrais de synthèse, plantez la première année des pommes de terre ou des légumineuses . Sur leurs racines se développent des bactéries qui sont capables de fixer l'azote de l'air (peut-être un sujet pour Futura jardins? ). Le dioxyde de carbone, maintenant présenté comme l'ennemi public numéro un, est aussi indispensable aux plantes.

"Et est-ce que les nitrates présents naturellement dans l’eau sont aussi issus de ce même procédé, c-a-d par les bactéries ? "

Je ne sais pas, mais au moins en partie c'est vraisemblable. Mais les écologistes scientifiques (pas les politiques, je parle des vrais scientifiques qui étudient scientifiquement le fonctionnement de l'écosystème par la méthode scientifique et pas en se focalisant exclusivement sur le climat) parlent de "cycles" pour les éléments indispensables à la vie. Et il y a en effet des connaissances sur le cycle de l'azote comme il y en a sur le cycle du carbone. Voir par exemple ces articles wiki qui en savent bien plus que moi: https://fr.wikipedia.org/wiki/Cycle_de_l%27azote et https://en.wikipedia.org/wiki/Nitrogen_cycle (azote se dit nitrogen en anglais, à ne surtout pas traduire par nitrogène comme le font quasiment tous les journalistes de la presse écrite ).

Et enfin vous écrivez:

"Mais toutes ces informations ne font que creuser le problème puisque cela voudrait dire que sans moyen de produire de l’azote par procédé chimique, nous ne pourrions pas “fabriquer” un air sans puiser dans l’atmosphère, sachant que la seule manière aujourd’hui d’avoir de l’azote est de le puiser directement. Mon problème est de trouver un substitut à cet azote pour pouvoir théoriquement produire de l’air respirable en autonomie. "

Excusez-moi mais je ne comprends pas du tout. Pourquoi produire de l'azote par procédé chimique alors qu'il est disponible en immenses quantités dans l'atmosphère? C'est au contraire l'invention de procédés de production industrielle d’ammoniac à partir de l'azote de l'air qui a constitué une étape importante du développement des engrais utilisés dans l'agriculture moderne (par exemple le procédé Haber-Bosch). Les pages Wikipedia parlent de l'existence de bactéries dénitrifiantes qui ferment le cycle en réinjectant l'azote dans l'air. Je ne connais aucune industrie humaine qui le fasse. Je ne sais pas à quoi vous pensez en parlant d'air respirable en autonomie , mais pourquoi ne pas simplement prendre l'air atmosphérique et l'emporter?

[CameliaOceanique]

C'est vrai que j'ai un peu oublié de dire pourquoi je posais ces questions. En fait, j'essaie de déterminer si, sans avoir à prendre de l'air de l'atmosphère, nous pourrions créer un air respirable artificiellement, qu'importe les quantités.
Le dioxygène nous est vital, et il peut être produit par électrolyse. Quant à l'azote de l'air, je ne savais pas réellement le rôle qu'il pouvait avoir. En partant du principe que "seuls" les plantes s'en servaient, et que l'on trouvait des formes d'azotes dans le sol et dans l'eau, je me suis dit que dans l'air il ne servait au final pas à grand chose. Or c'est bien l'azote de l'air qui, après le travail des bactéries nitrifiantes, se retrouve en quelque sorte dans le sol et l'eau. Au final, il faudrait toujours de l'azote dans l'air si j'ai bien compris, d'autant plus qu'un air composé exclusivement d'oxygène serait dangereux en terme d'hyperoxie et de risques accrus d'inflammabilité.
Le problème, c'est que si j'ai bien compris, on ne sait pas produire d'azote gazeux sans avoir à piocher dans l'atmosphère. Résultat, comme il nous est indispensable indirectement, nous devons en retrouver malgré tout. Cela veut dire qu'hypothétiquement, on ne pourrait pas créer de l'air respirable en durée en tout autonomie.
Je ne sais pas si j'ai été claire

[penthode]

ce probléme était en partie résolu pour les vols APPOLO.

L'azote tournait en circuit fermé , des filtres piégeaient le CO2, et des bouteilles fournissaient de l'oxygène.

bouteilles en cause dans l'accident d'APPOLO 13

[Fustigator]

ce probléme était en partie résolu pour les vols APPOLO.

L'azote tournait en circuit fermé , des filtres piégeaient le CO2, et des bouteilles fournissaient de l'oxygène.

Non; les vols démarraient sur Nx50 (suite à l'accident d'Appolo 1, on ne démarrait plus 100% O2 sous 1 atm) et on repassait progressivement en O2 pur au fur et à mesure qu'on ramenait la pression ambiante à 0.3 atm.

bouteilles en cause dans l'accident d'APPOLO 13

L'essentiel du contenu des bouteilles servait à alimenter les piles; la consommation de l'équipage c'était assez marginal (1.5g/mn/personne environ).