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La loi de Henry
William Henry (né le 12 décembre 1775 à Manchester, décédé le 2 septembre 1836) était un physicien et chimiste britannique. En 1803, il énonce la loi sur la dissolution des gaz dans les liquides, appelée Loi de Henry.
Prenons une balance placée dans une enceinte close dans laquelle la pression est de 1 bar.
Plaçons en équilibre sur cette balance un récipient contenant de l'eau et un poids.
Augmentons la pression au sein de l'enceinte à 3 bars. On remarque au bout d'un certain temps que la balance n'est plus en équilibre : le récipient contenant l'eau est plus lourd que le poids. Ce déséquilibre est dû au gaz qui s'est dissout dans l'eau à cause de l'augmentation de la pression.
Si on redescend la pression de l'enceinte à 1 bar la balance se rééquilibre, l'échange gazeux se fait donc dans les 2 sens.
La loi de Henry :
A température constante et à saturation, la quantité de gaz dissout dans un liquide est proportionnelle à la pression qu'exerce ce gaz sur le liquide.
La quantité de gaz dissoute dans le liquide est appelée la tension du gaz. Les échanges entre un gaz et la surface d'un liquide se font en permanence, donc si les conditions extérieures restent stables, il s'établit entre la pression du gaz au dessus du liquide et la tension du gaz dans ce liquide un équilibre. On dit alors que le liquide est à saturation.
Si on augmente la pression du gaz alors le liquide passe à un état de sous-saturation. Des molécules de gaz passeront alors dans le liquide jusqu'à atteindre à nouveau la saturation.
Si on diminue la pression du gaz le liquide passe en Sur-saturation. Des molécules de gaz vont alors s'échapper du liquide jusqu'à retrouver l'état de saturation sans formation de micro-bulle. Si la pression baisse trop rapidement, il peut se former dans le liquide des bulles et nous arrivons à la saturation critique.
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Saturation
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Pression = Tension
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Sous-saturation
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Pression > Tension
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Sur-saturation
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Pression < Tension
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Saturation Critique
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Pression -- < Tension
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Le corps humain étant composé à 80 % d'eau il s'effectue des échanges entre les mélanges gazeux contenus dans les poumons et les tissus humain. La loi de Henry s'applique donc à notre organisme.
De plus, de nombreux facteurs entrent en ligne de compte quant à la vitesse de saturation des tissus :
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La nature même des tissus (certains plus rapides à saturer que d’autres).
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La nature du gaz
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La Pression (dixit Henry)
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La température (la quantité de gaz dissoute diminue lorsque la température augmente et inversement)
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La durée de plongée (plus l’on reste immergé, plus notre organisme tend à une nouvelle saturation)
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L’agitation favorise la saturation
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La surface de contact gaz-liquide
Application à la plongée
La loi de Henry joue un rôle primordial en plongée car l’azote est transportée sous forme dissoute alors que l’oxygène et le gaz carbonique sont transportés par les hématies (globules rouges).
La dissolution de l'azote dans l'organisme est fonction des paramètres cités ci-dessus et a en conséquence des répercussions sur votre plongée :
Nous pouvons jouer que sur 4 paramètres :
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