Hendaye – Juillet 2010
Sujet
Dans votre club, vous voulez dimensionner le nombre de tampons de 50 L à 300 b pour pouvoir gonfler sans mettre le compresseur en route vos 10 blocs de 12 L à 200 b et 10 blocs de 15 L à 230 b. Vous disposez d’une rampe à 200 b et d’une à 230 b. Chaque rampe a un jeu de « n » tampons reliés. On considère l’air à 20% O2, 80% N2.
- Combien de tampons sont nécessaires sur chaque rampe sachant que tous les blocs sont en moyenne à 50 b, que l’on considère la loi de Mariotte applicable et que toutes les pressions sont lues au manomètre.
- Combien de temps vous faudra-t-il avec un compresseur de 25 m3 / h pouvant gonfler jusqu’à 300b pour regonfler vos tampons ?
Remarque : les variations de températures liées aux équilibre de pression, ainsi que les pertes de charges ,sont négligées pour les questions a et b.
Immédiatement après le gonflage les blocs de 12 L à 200 b sont à une température de 47 °C. Après une heure la température est 27°C.
- Quelle est la valeur de cette nouvelle pression ?
Une de vos équipe de 2 plongeurs souhaite plonger à 30 m avec un Nitrox.
- Quel Nitrox allez-vous leur conseiller ? La limite possible d’O2 est fixée à 1,6 b.
Pour cela, vous disposez de 2 blocs vides spécialisés Nitrox de 12 L à 200 b (répondant à la norme oxygène pur) et d’une bouteille de 50 L d’O2 à 200 b (B50). Le remplissage se fera à l’aide d’une lyre de transfert.
- Comment allez-vous procéder pour atteindre 200 b de Nitrox dans vos 2 blocs ?
- Quelle sera la pression résiduelle dans la B 50 d’O2 ? Combien de temps votre compresseur air va-t-il fonctionner pour atteindre cette pression sans utiliser les tampons ?
- Pourquoi l’utilisation de blocs Nitrox est-elle obligatoire dans ce cas ?
Nota : vous pouvez répondre aux questions d et e sans avoir répondu aux questions a, b et c et inversement.
Correction
Combien de tampons sont nécessaires sur chaque rampe
Rampe à 200 b.
- 10 b x 12 l x (200 b – 50 b) = 120 x 150 = 18 000 litres
On dispose de tampons gonflés à 300 b, pour gonfler des blocs à 200 b
- (300b – 200b) x Nbtampons x 50l = 18000, donc Nb tampons =3,6 soit 4 tampons
Ils devront disposer de 4 blocs tampons de 50 litres à 300 bars en série pour pourvoir gonfler les 10 bouteilles à 200 bars. (1 point)
Rampe à 230 b
- 10 b x 15 l x (230 ba – 50 ba) = 150 x 180 = 27 000 litres
On dispose de tampons gonflés à 300 b, pour gonfler des blocs à 230 b
- (300b – 230b) x Nbtampons x 50l = 27 000, donc Nb tampons = 7,7 soit 8 tampons
Ils devront disposer de 8 blocs tampons de 50 litres à 300 bars en série pour pourvoir gonfler les 10 bouteilles à 230 bars. (1 point)
Combien de temps vous faudra-t-il avec un compresseur de 25 m3 / h pouvant gonfler jusqu’à 300b pour regonfler vos tampons ?
Il faut regonfler 18000 L + 27000 L soit 45000 L avec un compresseur de 25 m3/h
Soit t = 45000 L / 25000 L/ h = 1,8 h soit 1h 48 min (1 point)
Quelle est la valeur de cette nouvelle pression
P1/T1 = P2/T2 soit 200/(273+47) = P2/(273+27) soit P2 = 187,5 b (1 point)
Quel Nitrox allez-vous leur conseiller
30 m Pabs = 4b ; TN2= %O2 xPabs = 1,6 b soit %O2 = 1,6/4 = 40%
Soit un Nitrox 40/60 (0,5 point)
Comment allez-vous procéder pour atteindre 200 b de Nitrox dans vos 2 blocs
Je vais d’abord introduire de l’O2 pur puis gonfler les blocs au compresseur avec un sur filtre évitant de « polluer » les blocs avec de l’air non filtré. (0,5 point, 0 si oubli du sur filtre).
Par bloc, à la fin du remplissage, on aura :
- N2 : 200X 0, 6 X12= 1440 l qui ne peuvent être introduits que par le compresseur
- O2 : 200 X 0,4 X 12 = 960 l qui sont introduits par le compresseur et par la B50 O2.
Quelle sera la pression résiduelle dans la B 50
Le compresseur fournira 1440 l N2 et donc 1440 /4 = 360 l O2par bloc.
Il faut donc d’abord introduire 960 – 360 = 600 l O2 de la B50 par bloc puis finir le remplissage au compresseur.
La B10 sera donc à (200 X 50 – 2 X600)/50 =176 b. (1,5 point)
Combien de temps votre compresseur air va-t-il fonctionner
Il reste à finir au compresseur équipé d’un sur filtre. Après introduction de 600 l O2 par bloc, chaque bloc sera à 600/12 = 50b.
Le compresseur fonctionnera donc : T = (2 X (200 – 50) X 12)/25000 = 0,144 h = 8mn 38 s ou 39 s selon les arrondis (1 point)
Pourquoi l’utilisation de blocs Nitrox est-elle obligatoire dans ce cas ?
Pas possible de gonfler de tels blocs si non nitrox par la méthode des pressions partielles car on introduit de l’O2 pur dans un bloc et une robinetterie non dégraissés (0,5 point)