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Géante gazeuse respirable



  1. #1
    Bozarus

    Géante gazeuse respirable


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    Bonjour à tous, ma question est double.

    Tout part du roman Endymion, de Dan Simmons, science-fiction divertissante mais pas forcément très rigoureuse. Dans un passage du livre, le héros se retrouve transporté sur une géante gazeuse possédant une bande respirable d’atmosphère. Les quelques nombres fournis par l’auteur sont les suivants :

    Vitesse de libération : 54.2 km/s (contre 59.5 pour Jupiter).

    Rayon de la planète : environ 70 000 km.

    Emplacement de la bande respirable (mélange oxygène-azote-oxyde de carbone) : aux deux tiers du centre, sur une épaisseur comprise entre 3000 et 8000 km (les informations fournies au héros ne sont pas précises).

    La présence d’O2 est évidemment expliquée par les formes de vie indigènes (des flotteurs). Les quelques descriptions montrent le héros observer des profondeurs « violettes » et « sombres » lorsqu’il regarde vers le bas. Avec plein d’orages et de beaux nuages partout.

    Ma première question : est-ce plausible (en passant sur les détails biologiques) ? Intuitivement, je dirais non : une telle planète posséderait une masse bien supérieure (pourquoi des éléments aussi lourds se trouveraient à une telle altitude autrement ?) à n’importe quelle géante gazeuse « classique ». La gravité serait monstrueuse, et l’ensemble serait-il seulement stable dans le temps, même en imaginant une génération « ex nihilo » ?

    Mais l’image m’a inspiré certaines cogitations qui débouchent sur la deuxième question : imaginons une atmosphère terrestre absolument conforme à l’originale, mais prolongeons là vers le bas le plus possible (peu importe la nature exacte de la planète correspondante, c’est une expérience de pensée). Qu’observerait-on au fur et à mesure que l’altitude négative (par rapport aux 1013 hPa standards de la surface terrestre) augmenterait ? Quelles propriétés posséderait cette atmosphère selon la hauteur ? Existe-t-il des « seuils » particuliers dus aux lois de la physique empêchant de conserver des proportions gazeuses identiques à celle de la Terre ? (qui sont grosso modo égales partout sur notre planète). Que verrait sur le plan optique un observateur fictif s’enfonçant de plus en plus ? (imaginons une source lumineuse identique à celle du Soleil). Pourrait-on concevoir des faunes et des flores adaptées à chaque « tranche » ? (avec ou sans « terre ferme » au choix). Ou alors la quantité d’oxygène augmentant (puisqu’on suppose sa pression partielle constamment égale à 0.21 a priori), l’atmosphère deviendrait très rapidement explosive ? Quid des températures ? Quid des vents ?

    Voilà. Je m’excuse pour le caractère vague de la deuxième question, mais j’ai hâte de lire des réponses, même succinctes…

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  3. #2
    Tawahi-Kiwi
    Modérateur

    Re : Géante gazeuse respirable

    Bonjour et bienvenue sur les forum Futura-Sciences,

    Citation Envoyé par Bozarus Voir le message
    Emplacement de la bande respirable (mélange oxygène-azote-oxyde de carbone) : aux deux tiers du centre, sur une épaisseur comprise entre 3000 et 8000 km (les informations fournies au héros ne sont pas précises).
    Au deux tiers du centre, au dela de la composition du fluide, il n'y a en fait aucune chance qu'il y ai quelque chose de respirable. La pression et la temperature seraient beaucoup trop intense pour cela.

    Apres quelques centaines de kilometres a l'interieur d'une geante gazeuse, les conditions sont telles que les gaz (qu'elles qu'ils soient) sont a une pression trop intense pour etre gazeux. Il devient liquide (ou solide) et si la temperature est trop elevee, un fluide supercritique. Dans tout les cas, rien de respirable.

    Tu peux imaginer la Terre comme une micro-geante gazeuse (si le sol etait egalement fait de gaz); alors, 50km sous l'altitude a laquelle on se trouve (=> si tu creusais un trou de 50km), l'air serait +/- liquide au fond. Avec la gravite presente dans une geante gazeuse, c'est encore pire. Au fur et a mesure que tu fais de la chute libre dans un geante gazeuse, l'atmosphere devient de plus en plus dense, te rallentis de plus en plus, jusqu'a atteindre des conditions supercritiques ou il n'y a plus de difference entre gazeux et liquide. A ce niveau, tu continues a tomber (ou couler, c'est selon...), dans une atmosphere/ocean quasi-liquide de plus en plus dense....eventuellement, les pressions sont telles que l'ont atteint une limite solide a un moment, mais ce n'est que theoriquement; aucun materiel technologique ne peut subsister a de telles pressions.

    Il y a quelques discussions sur des sujets plus ou moins lies en matiere d'atmosphere et de pression/temperature:

    http://forums.futura-sciences.com/pl...ne-uranus.html
    http://forums.futura-sciences.com/pl...sol-ferme.html
    http://forums.futura-sciences.com/as...de-3600km.html
    http://forums.futura-sciences.com/ge...-de-terre.html
    If you open your mind too much, your brain will fall out (T.Minchin)

  4. #3
    Svenn

    Re : Géante gazeuse respirable

    Si on considère qu'une planète est respirable si la pression partielle en oxygène est comprise entre 6 kPa (comme au sommet de l'Everest) et 600 kPa (30 fois plus qu'au plancher des vaches), ça donne une épaisseur respirable d'environ 10 km sur ta planète.

  5. #4
    vanos

    Re : Géante gazeuse respirable

    Citation Envoyé par Svenn Voir le message
    ça donne une épaisseur respirable d'environ 10 km sur ta planète.
    Ben oui quoi, du même ordre de grandeur que sur notre bonne veille planète (8 km).
    Connais toi toi-même (Devise de Socrate inspiré par Thalès)

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Bozarus

    Re : Géante gazeuse respirable

    Bonjour, j'ai lu avec attention vos réponses et vous en remercie.

    @Svenn : pourquoi choisir une pression partielle d'O2 maximale 30 fois plus grande qu'à la surface de la Terre comme limite respirable ? Y a-t-il des raisons médicales à cela ? Et si cela correspond à une fourchette de 10 km, je ne comprends plus, c'est à peu près déjà ce qu'on observe entre l'Everest et le sol...et les ordres de grandeur ne sont pas les mêmes.

    @Tawahi-Kiwi : merci pour ta réponse complète. Il est clair maintenant que la géante gazeuse respirable viole de manière éhontée les lois de la physique.
    J'aimerais beaucoup des précisions sur ce qui se passe entre l'altitude 0 (1 atmosphère) et l'altitude -50 km avec ton modèle de planète Terre modifiée (qui me va très bien). En gardant donc une gravité terrestre standard, notre Soleil et une composition de l'air identique à ce que nous respirons, que se passe-t-il exactement à -50 km niveau pression, température, visibilité optique, nébulosité ? Et entre les deux (à disons -5km, -10km, -20km, -30km et -40km). Jusqu'ou un être humain pourrait-il raisonnablement espérer vivre ? Serait-il possible de "nager" dans l'air liquide à -50 (avec l'équipement approprié évidemment) ? Et un cycle de l'eau pourrait-il seulement encore exister ?
    J'ai trouvé des formules barométriques issues des modèles standards d'atmosphère terrestre (notamment celui utilisé en aéronautique), mais extrapoler ces formules vers le bas est-il physiquement légitime ? Je pense que non mais mes connaissances sont insuffisantes pour en dire plus...

    Bon j'ai conscience de demander beaucoup, mais même quelques éléments ou pistes de réflexion seraient déjà grandement appréciés...

  8. #6
    Tawahi-Kiwi
    Modérateur

    Re : Géante gazeuse respirable

    Citation Envoyé par Bozarus Voir le message
    @Svenn : pourquoi choisir une pression partielle d'O2 maximale 30 fois plus grande qu'à la surface de la Terre comme limite respirable ? Y a-t-il des raisons médicales à cela ? Et si cela correspond à une fourchette de 10 km, je ne comprends plus, c'est à peu près déjà ce qu'on observe entre l'Everest et le sol...et les ordres de grandeur ne sont pas les mêmes.
    Pour une faible pression, ce n'est pas trop un soucis. On peut tres bien respirer une atmosphere de 0.2 bar faite de 100% d'oxygene, le resultat est presque le meme qu'en conditions atmospheriques normales. En dessous de 50% de pression atmospherique partielle en oxygene, trop de problemes physiologiques se posent pour vivre correctement (donc la limite theorique, est je suppose de 0.1 bar a 100% d'oxygene).

    A haute pression, l'oxygene n'est pas le soucis (en gardant la meme pression partielle) mais les autres gaz deviennent toxiques. L'air est toxique a 4-5bar (pour ~1.5bar de pression partielle en oxygene), le nitrox a ~10bar (?), l'heliox a ~20bar, l'hydrox a un record en laboratoire de 70bar, en pratique, ~30bar.

    Sur la Terre ferme, cela voudrait dire que l'air n'est plus respirable a 12-15km de profondeur, les gaz ne sont physiologiquement plus respirables a ~30-35km pour un temperature constante (ce qui n'est pas vraiment possible). A ces profondeurs, l'air en particulier, n'est plus gazeux (le point critique de l'azote est 34bar)

    Dans un combinaison rigide, le record semble etre ~60bar de pression externe donc moins de 40km de profondeur dans l'air. Dans un bathyscaphe (=> ~1kbar), c'est grosso modo la profondeur supercritique + la pression "hydrostatique" additionelle...donc ~20km additionel ? aux -35km atmospherique.

    Citation Envoyé par Bozarus Voir le message
    J'ai trouvé des formules barométriques issues des modèles standards d'atmosphère terrestre (notamment celui utilisé en aéronautique), mais extrapoler ces formules vers le bas est-il physiquement légitime ? Je pense que non mais mes connaissances sont insuffisantes pour en dire plus...
    Je pense qu'elle sont toujours applicable tant que l'air est gazeux (j'ai calcule les profondeurs ci-dessus sur cette base), apres, cela devient supercritique, la compressibilite est donc modifiee. Si tu consideres un atmosphere d'heliox ou d'hydrox neanmoins, la masse est moins importante, et la pression atmospherique augmente donc beaucoup moins rapidement. Le gradient de temperature a aussi une influence considerable, donc la formule barometrique devient beaucoup moins directe a appliquer.

    T-K
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  10. #7
    Tawahi-Kiwi
    Modérateur

    Re : Géante gazeuse respirable

    Citation Envoyé par Tawahi-Kiwi Voir le message
    Dans un bathyscaphe (=> ~1kbar), c'est grosso modo la profondeur supercritique + la pression "hydrostatique" additionelle...donc ~20km additionel ? aux -35km atmospherique.
    A titre de comparaison, la sonde Galileo, lors de sa rentree atmospherique dans Jupiter, a cesse d'emettre a 24bar, equivalent a 130km sous l'isobare d'une atmosphere.
    http://en.wikipedia.org/wiki/File:Ga...eric_probe.jpg
    L'hydrogene devient supercritique a 12bar, donc Galileo a passe une bonne demi-heure dans un environement assez bizarre. La phase de l'hydrogene importe peu sur les autres composes, du moment que ceux-ci ne soient pas supercritique, on peut donc tres bien avoir des nuages de composition variees (NH3, H2O, NH4HS, H2S et les precipitations associees.

    T-K
    Dernière modification par Tawahi-Kiwi ; 18/04/2013 à 06h57.
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  11. #8
    jo314

    Re : Géante gazeuse respirable

    Bonjour,

    Je déterre le sujet car je m’intéresse aussi à la question.
    Pour commencer et pour simplifier je reprend l'hypothèse du premier post avec à l'altitude 0 les mêmes conditions moyennes que sur Terre mais une planète entièrement gazeuse :
    - 1 bar, 15°C, accélération de 1g = 9.8m/s², même composition chimique que sur Terre.
    - Le rayon et la masse de la planète ne sont pas spécifiés.

    Pour les altitudes positives j'ai supposé que les conditions de pression et température étaient identiques à celle que l'on rencontre sur Terre. Pour rappel les conditions sont les suivantes :
    +50km : 0.001 bar ; +2.5°C
    +40km : 0.003 bar ; -23°C
    +30km : 0.012 bar ; -45°C
    +20km : 0.055 bar ; -56°C
    +15km : 0.12 bar ; -56°C
    +10km : 0.26 bar ; -50°C
    +5km : 0.53 bar ; -17.5°C

    Est-ce réaliste ? Car il n'y a pas de véritable sol ni d'océan qui peuvent accumuler la chaleur et la restituer sous forme infrarouge mais seulement du gaz beaucoup moins dense.

    Pour les altitudes négatives j'ai utilisé un gradient thermique de 6.5°C/km et la formule barométrique suivante :


    D'après ce que j'ai lu plus haut on peut extrapoler vers le bas tant qu'on est pas en condition supercritique.
    J'obtiens les valeurs suivantes :
    -5km : 1.75 bar ; 47.5°C
    -10km : 2.9 bar ; 80°C
    -15km : 4.6 bar ; 112°C
    -20km : 7.1 bar ; 145°C
    -25km : 10.5 bar ; 177°C
    -30km : 15.1 bar ; 210°C
    -35km : 21.3 bar ; 242°C
    -40km : 29.4 bar ; 275°C
    -44km : 37.4 bar ; 301°C
    Ensuite on entre en zone supercritique, donc les valeurs deviennent peut-être assez éloignées de la réalité.
    -50km : 53 bar ; 340°C
    -60km : 90 bar ; 405°C
    -70km : 145 bar ; 470°C
    -80km : 225 bar ; 535°C
    -90km : 340 bar ; 600°C
    -100km : 495 bar ; 665°C
    ...

    Ce modèle est-il réaliste ? Car la pression augmentant, le gradient thermique ne sera peut-être plus de 6.5°C/km, ce qui aura une influence sur la densité de l'air et donc la pression exercée par la colonne gazeuse. De plus, ne pourrait-il pas y avoir des zones de transitions avec inversion de température comme dans la tropopause ou la stratopause ? (je parle de zones permanentes, pas d'une inversion ponctuelle pendant une violente tempête).

    Quelle est l'influence de la gravité sur la formule barométrique et le gradient thermique ?
    Admettons que la gravité à l'altitude 0 soit de 0.5g, peut-on considérer que la pression variera 2 fois moins vite et que le gradient thermique soit divisé par 2 ? On aurait donc 1.75 bar et 47.5°C à -10km au lieu de -5km.

    Quelle est aussi l'influence de la source de chaleur sur le gradient thermique ? Car il y a deux solutions opposées :
    1) une source externe, c'est à dire une étoile si la planète est assez proche.
    2) la chaleur interne de la planète dans le cas contraire.

    Quelle serait (approximativement) la taille et la masse d'une planète gazeuse ayant une atmosphère de même masse molaire que celle de la Terre ?

    Et dernière question : peut-on imaginer l'apparition de formes de vie flottant dans l'atmosphère ? Et en admettant la présence d'organismes simples comme des bactéries, peut-être que ces dernière évolueront vers des formes plus complexes comme les flotteurs et chasseurs imaginés par Carl Sagan.

    J'attends vos réponse
    Images attachées Images attachées  
    Dernière modification par jo314 ; 20/11/2013 à 20h41.

  12. #9
    jo314

    Re : Géante gazeuse respirable

    J'ai trouvé une réponse partielle en ce qui concerne les variations de pesanteur et masse volumique de l'air grâce à la formule suivante (nivellement barométrique pour une variation linéaire de la température) :


    avec :
    a = 0.0065 K/m (gradient thermique)
    g = 9.807 m/s² (accélération de la pesanteur)
    M = 0.02896 kg/mol (masse molaire moyenne de l'air)
    R = 8.314 J/K/mol (constante universelle des gaz parfaits)

    Si on fait varier g et M (avec 1 atmosphère à l'altitude 0 et 15°C) on a à -5km (pour simplifier j'indique les valeurs relatives de g et M) :
    pour g=1 et M=1 : 1.75 bar
    pour g=0.5 et M=1 : 1.32 bar
    pour g=1 et M=0.5 : 1.32 bar
    pour g=0.5 et M=0.5 : 1.15 bar

    La solution est toute fois incomplète car on ne connait pas l'impact des différents paramètres sur le gradient thermique qui doit donc être choisit manuellement (j'ai gardé le même que dans mon message précédent, faute de mieux).
    Dernière modification par jo314 ; 21/11/2013 à 20h57.

  13. #10
    noir_ecaille

    Re : Géante gazeuse respirable

    Juste concernant le dioxygène... Il devient toxique à haute pression (plus de 10 bars je crois ?) et commence à oxyder indistinctement les composants cellulaires, en particulier la membrane plasmique, et créer beaucoup plus facilement des radicaux libres lors de la respiration cellulaire -- autres problèmes en perspectives...

    Une atmosphère d'un bar à seulement 30% de dioxygène a un effet plutôt euphorisant, qu'on utilise d'ailleurs pour calmer la douleur en première intervention. Donc ç'a déjà des incidences physiologique même à "moyenne pression".
    Dernière modification par noir_ecaille ; 22/11/2013 à 16h24.
    "Deviens ce que tu es", Friedrich W. Nietzsche

  14. #11
    Tawahi-Kiwi
    Modérateur

    Re : Géante gazeuse respirable

    Citation Envoyé par jo314 Voir le message
    Ce modèle est-il réaliste ?
    Non, c'est un modele ideal. Apres, il faut certainement prendre un bon nombre d'equations en compte pour commencer a se rapprocher d'une situation reelle.

    Citation Envoyé par noir_ecaille
    Il devient toxique à haute pression (plus de 10 bars je crois ?)
    A ma connaissance, c'est uniquement lie a la pression partielle d'oxygene. Lorsque celle-ci depasse 1.4 bars, les problemes surviennent. Lorsque les problemes de pression partielle sont surmontes et que l'on essaie de diminuer l'influence de la solubilite des gaz "inertes", on peut monter a des pressions plus elevees avec l'heliox et l'hydrox notamment (cf. #6).

    T-K
    If you open your mind too much, your brain will fall out (T.Minchin)

  15. #12
    noir_ecaille

    Re : Géante gazeuse respirable

    Je connais l'héliox, l'hydrox et le célèbre nitrox. Il s'agit entre autre de diminuer artificiellement la "profondeur ressentie" concernant la décompression en plongée.

    Reste que le dioxygène est toxique -- d'ailleurs certains germes dits anaérobies obligatoires ne le supportent pas du tout, quand certains sont microaérophiles ou carrément aérobies

    Certes, H. sapiens fait partie des lignées du vivant ayant développé des mécanismes de résistance puis d'utilisation du dioxygène. Ces mécanismes restent tout de même limités, limite prises en compte lors d'éventuelles oxygénothérapies ou d'expériences avec variation de la pression en oxygène.
    Dernière modification par noir_ecaille ; 23/11/2013 à 14h40.
    "Deviens ce que tu es", Friedrich W. Nietzsche

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  17. #13
    Tawahi-Kiwi
    Modérateur

    Re : Géante gazeuse respirable

    Citation Envoyé par noir_ecaille Voir le message
    Je connais l'héliox, l'hydrox et le célèbre nitrox. Il s'agit entre autre de diminuer artificiellement la "profondeur ressentie" concernant la décompression en plongée.
    Le probleme principal de ces gaz n'est pas l'oxygene, mais bien le composant inerte (qui n'est plus si inerte a haute pression).

    Citation Envoyé par noir_ecaille Voir le message
    Ces mécanismes restent tout de même limités, limite prises en compte lors d'éventuelles oxygénothérapies ou d'expériences avec variation de la pression en oxygène.
    La, c'est generalement une variation considerable de la pression partielle d'oxygene. Lorsque cette pression partielle est constante, je ne sais pas a quel point l'oxygene est toxique vu que ce sont les autres gaz (N2, He, H2, Ne, Ar,...) qui le deviennent par narcose a pression (et pression partielle) elevee.

    T-K
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  18. #14
    jo314

    Re : Géante gazeuse respirable

    Citation Envoyé par Tawahi-Kiwi Voir le message
    Non, c'est un modele ideal. Apres, il faut certainement prendre un bon nombre d'equations en compte pour commencer a se rapprocher d'une situation reelle.
    OK, mais je pense que le modèle ne donne quand même pas des valeurs trop "fantaisistes" non ?

    Et en ce qui concerne le gradient thermique, je me demandais comment le calculer.
    J'aurais tendance à penser qu'il :
    - ne dépend pas de l'accélération de la pesanteur.
    - dépend peu de la pression (il est approximativement le même partout dans la troposphère).

    Mais qu'il dépend surtout :
    - de la quantité de chaleur reçue, que ce soit par le haut ou pas le bas.
    - de la composition chimique de l'atmosphère.

    C'est à ma connaissance la présence d'ozone qui est responsable de l'inversion de température dans la stratosphère, et de plus une atmosphère dominée par le CO2 comme sur Vénus aura un gradient thermique bien plus élevé, ce qui combiné à son épaisseur aboutira aux températures que l'on connait.

    D'où ma question : comment calculer (au moins approximativement, dans des conditions idéales) ce gradient thermique ?
    Dernière modification par jo314 ; 23/11/2013 à 16h48.

  19. #15
    Tawahi-Kiwi
    Modérateur

    Re : Géante gazeuse respirable

    Citation Envoyé par jo314 Voir le message
    D'où ma question : comment calculer (au moins approximativement, dans des conditions idéales) ce gradient thermique ?
    C'est bien la, ou le probleme peut eventuellement pretendre etre realiste. en prenant tout les parametres que l'on connait, et tout ceux que l'on ne connait pas, on peut alors avoir une idee de la structure atmospherique. Mais il suffit de voir les structures heterogenes des atmospheres des planetes du systeme solaire pour realiser que ce n'est pas du tout simple et personellement, bien au dela des mes competences en chimie dans ce domaine gazeux.

    Une simple question que je me pose par exemple, est de savoir si le melange N2-O2 est maintenu a haute pression ou est-ce que des especes comme NO, N2O, NO2, N2O3 commence a apparaitre...... Une fois que l'on etudie le champ de stabilite de ces fluides, quel serait leur impact sur l'atmosphere (densite, capacite thermique, absorbance, saturation )etc. Bref, il n'y certainement pas "un calcul" a faire pour etudier ce probleme.

    T-K
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  20. #16
    jo314

    Re : Géante gazeuse respirable

    Dans une situation réelle je me rends compte que c'est sans doute beaucoup plus complexe qu'il n'y parait, comme tu le dis à cause des possibilités de combinaisons chimiques des gaz (NO, N2O, ...) à laquelle j'avoue ne pas du tout avoir pensé, de la variation des concentrations (comme l'ozone dans notre atmosphère, qui bien que très largement minoritaire prend une importance capitale dans la stratosphère), de l'humidité (l'eau mais aussi la condensation d'autres gaz), des nuages, ...

    Mais je pensais à une situation idéale avec une atmosphère parfaitement homogène et sans nuages où seules la pression et la température varient, dans ce cas là il doit bien y avoir un calcul qui permette d'avoir une idée de l'influence des différents gaz.

  21. #17
    Bluedeep

    Re : Géante gazeuse respirable

    Bonjour

    Citation Envoyé par noir_ecaille Voir le message
    Je connais l'héliox, l'hydrox et le célèbre nitrox. Il s'agit entre autre de diminuer artificiellement la "profondeur ressentie" concernant la décompression en plongée.
    C'est un peu plus compliqué que cela et ça ne concerne pas seulement la décompression (voire très marginalement : seul le nitrox donne un avantage en décompression).

    Le but primaire des mélanges binaires non azotés (heliox - He/O2, hydrox - H2/O2), ternaires non azotés (hydreliox He/H2/O2) ou ternaires azotés (trimix N2/He/O2) est de diminuer ou d'annuler l'effet narcotique de l'azote. Il n'y a pas d'avantages pratiques en matière de décompression.

    Néanmoins, lorsque on augmente la pression partielle d'hélium dans le gaz respirés un effet physiologique encore pas totalement compris apparait, très différent de la narcose à l'azote. Cet effet porte le nom de HPNS (ou SNHP en français : syndrome nerveux des hautes pressions et les symptômes n'ont strictement rien à voir avec ceux popularisés dans le film Abyss). Dans l'état actuel des connaissances (qui n'évoluent plus car la plongée industrielle humaine n'est plus un enjeu économique : les ROV font aussi bien pour beaucoup moins cher), ce problème semble lié à la diffusion de l'hélium dans les cellules de Schwann (gaines de myéline), mais la cause n'est sans doute pas unique. Le phénomène est de plus fonction de la vitesse de descente (on arrive donc à le limiter en ralentissant la descente mais pas à l'annuler complétement - à l'inverse en descente rapide des symptômes "pre HPNS" s'observent parfois dès 200m voire bien avant, parfois vers 150m - (la sensibilité est très variable d'un sujet à l'autre).

    Pour tenter de le circonscrire on a tenté un remplacement partiel ou total de l'hélium par de l'hydrogène; deux problèmes sont apparus :

    - tout d'abord l'hydrogène provoque une forme de narcose par un mécanisme mal expliqué (narcose totalement différente de la narcose à l'azote ou, plus généralement, de la narcose aux gaz lourds
    - l'hydrogène crée des contraintes opérationnelles terrifiantes : il faut en effet "déshydrogéner" le plongeur en remontant avant que la fO2 (car pour conserver une pression partielle constante d'oxygène on augmente bien la fO2 pendant la phase de remontée) n'atteigne une valeur pour laquelle le mélange O2 + H2 ne devienne explosif.
    Dernière modification par Bluedeep ; 10/12/2013 à 12h17.

  22. #18
    Bluedeep

    Re : Géante gazeuse respirable

    Citation Envoyé par Tawahi-Kiwi Voir le message
    A ma connaissance, c'est uniquement lie a la pression partielle d'oxygene. Lorsque celle-ci depasse 1.4 bars, les problemes surviennent.
    Non, les problèmes surviennent pour des pO2 bien inférieures, c'est une question de temps d'exposition.

    En effet, il existe deux formes de toxicité de l'oxygène pour le corps humain :

    - la toxicité dite "aiguë", celle que tu mentionnes avec ta limite de 1.4 Bar, qui peut apparaitre assez vite (quelques heures d'exposition à 1.4 Bar, quelques minutes à 3 Bar ou plus). Elle touche le système nerveux central et est connu sous le nom d'"effet Paul Bert". Les symptômes en sont perte du tonus musculaire, suivi de convulsions et enfin catatonie intervenant après la phase convulsive. La sensibilité est extrêmement variable d'un individu à l'autre, et il y a des facteurs facilitant comme un taux de CO2 un peu trop élevé dans le mélange respiratoire.

    - la toxicité dite "chronique" ou toxicité pulmonaire qui peut intervenir avec des expositions longues à partir de 0.5 Bar. Les symptômes initiaux sont essentiellement une toux, consécutive à une atteinte du surfactant pulmonaire. Ceci est connu sous le nom de "syndrome de Lorrain-Smith".

    Il existe des méthodes de calcul d'exposition maxi pour l'une et l'autre des toxicités. (respectivement CNS Clock et OTPD - CNS : Central Nervous System - OTPD : Oxygen Toxicity Pulmonary Dose).

    En substance, l'humain ne peut vivre en permanence qu'avec une pO2 comprise en 0.14/0.15 et 0.5 Bar.
    Dernière modification par Bluedeep ; 10/12/2013 à 16h08.

  23. Publicité
  24. #19
    noir_ecaille

    Re : Géante gazeuse respirable

    Juste pour rappel, dans un mélange binaire nitrox, c'est bien la proportion de dioxygène qui est augmentée en regard de celle du diazote.

    J'ai mis des guillemets à "profondeur ressentie" car à prendre avec des pincettes -- d'ailleurs grands merci à Bluedeep pour ses deux exposés
    "Deviens ce que tu es", Friedrich W. Nietzsche

  25. #20
    Bluedeep

    Re : Géante gazeuse respirable

    Citation Envoyé par noir_ecaille Voir le message
    Juste pour rappel, dans un mélange binaire nitrox, c'est bien la proportion de dioxygène qui est augmentée en regard de celle du diazote.

    J'ai mis des guillemets à "profondeur ressentie" car à prendre avec des pincettes -- d'ailleurs grands merci à Bluedeep pour ses deux exposés
    De toute manière, pour revenir sur le sujet initial, même si on laisse de coté les problèmes de fO2 et de pO2, il y a une limite pour la respirabilité (pour l'humain) d'une atmosphère, bien avant que la dite atmosphère ne soit plus un gaz, c'est sa masse volumique. En gros, pour un humain, avec un gaz dont la masse volumique dépasse 10Kg.m^-3, ça devient franchement difficile à respirer (au dire du seul "cobaye" l'ayant fait, Mavrostomos).

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