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quantité air/oxygène

par felixoztralia, le 23/05/2013 à 08:24 - 7411 visites

Quelle est la quantite d'air/oxygene requise pour:
- un adulte : au repos
moderement actif: assis dans un bureau
actif: en marchant - cycliste
tres actif: faisant du sport (courrir)
- un bebe
- un gros camion
- un avion style A380?

Réponse du Guichet du savoir

par gds_gg, le 24/05/2013 à 10:50

Bonjour,

D’une part votre question est mal libellée, d’autre part nous vous rappelons que le Guichet du Savoir n’a pas vocation à effectuer vos travaux à votre place.

Votre question est incorrecte dans sa formulation car vous placez dans le même panier oxygène et air : nous vous signalons que l'air de l’atmosphère comprend pour l'essentiel, du diazote (78%), du dioxygène (21%), des gaz rares (Argon, Néon, Hélium...) et dans les basses couches, de la vapeur d'eau et du dioxyde de carbone (source : futura.sciences.com).
Concrètement toutes les mesures que vous trouverez concernent l’air ambiant inspiré et expiré pour un être humain, et consommé (ou brûlé) pour un véhicule à moteur, et non le gaz oxygène exclusivement.
En outre les calculs de consommation d’air ne sont pas toujours effectués dans les mêmes unités de mesures, ce qui les rend moins aisés à comparer sans conversion.

Voici les données chiffrées que nous avons trouvé dans l’article du Larousse médical sur la consommation d’oxygène :
« Consommation d’oxygène = différence entre air inspiré et expiré :
- Au repos : 3,5 ml/kg/min
- actifs sur une bicyclette ergonomique ou un tapis de course :
Homme sédentaire : 35-45 ml/kg/min
Femme sédentaire : 30-40 ml/kg/min
Homme actif : 50-60 ml/kg/min
Femme active : 45-55 ml/kg/min
»

En ce qui concerne le calcul de la consommation d’air dans les sports de haut niveau, elle est dénommée la consommation maximale d’oxygène ou VO2max :
« La consommation maximale d'oxygène ou VO2max – dont le « V » est en principe surmonté d'un point afin de signifier qu'il s'agit d'un débit –, est le volume maximal d'oxygène (en fait du dioxygène mais l'appellation courante emploie le mot « oxygène » plutôt que « dioxygène ») qu'un organisme aérobie, en général, ou le sujet humain en particulier peut consommer par unité de temps lors d'un exercice dynamique aérobie maximal.
Chez l'humain, le (ou la) VO2max s'exprime habituellement en litres de dioxygène par minute (L/min). Afin de personnaliser la mesure et tenir compte des différentes constitutions (enfant ou adulte, petits ou grands gabarits...) la valeur observée est le plus souvent rapportée à l'unité de masse corporelle pour déterminer un VO2max dit « spécifique », qui s'exprimera alors en ml/min/kg. Cette dernière valeur est un excellent indicateur de la performance potentielle dans les épreuves d'endurance (sportives ou non) : plus elle est élevée, meilleure sera la performance éventuellement réalisée.
»
A titre d’exemple : Bernard Hinault, quintuple vainqueur du Tour de France (et en théorie non-dopé) avait une VO2max située entre 90, 92 et 94 ml/kg/min.

- Nous n’avons pas trouvé la consommation d’air d’un bébé mais celle d’un enfant de 5-6 ans, au repos : la VO2max est de 1,0 litre/min, + ou – 0,2 litre/min, dans Physiologie du sport : enfant et adolescent, sous la direction de Emmanuel Van Praagh.

Image
(Wikipédia)

Les véhicules à moteur sont à part car trop de paramètres sont à prendre en compte afin d’obtenir ce qui ne peut être qu’une estimation. Ainsi, entrent en jeu la cylindrée du moteur, si c’est un moteur à combustion, atmosphérique, turbo, ou à propulsion, mais aussi le type de carburant employé (diesel, essence).
Et c’est sans parler des moteurs hybrides : électrique ou hydropneumatique (air + essence) (voir l’article du journal Le Point : Hybrid Air PSA).

Cependant nous avons trouvé une étude canadienne, de Lewis Poulin, effectuée pour le Centre météorologique de Dorval (Québec, Canada), relative à la consommation d’air des humains et des véhicules : Projet « Volumes d’air ».
Nous vous conseillons de la lire dans son intégralité, tant elle est exhaustive.

Nous vous en citons deux extraits, qui répondent à vos interrogations :
« On a évalué les volumes d’air consommés par différents moteurs et, par la suite, on compare ces volumes avec les 9700 litres d’air requis quotidiennement par un être humain moyen. Pendant une heure de fonctionnement, le moteur typique d’un camion, d’un VUS (Véhicule Utilitaire Sport - “SUV”) et d’une automobile compacte requiert respectivement, environ le même volume d’air que 111, 40 et 29 personnes ont besoin pour respirer pendant une journée complète. Pour un avion, suite à un décollage et atterrissage, les moteurs nécessitent un volume d’air qu’environ 8000 personnes ont besoin en une journée pour respirer.
… Le grand nombre de moteurs à combustion fait de ceux-ci les consommateurs des plus grands volumes d’air. Tous les moteurs fonctionnant au cours d’une journée, consomment environ 3,1X10 puissance 12 litres d’air, ce qui représente environ 175 fois le besoin en volume d`air quotidien
»

Pour le détail, consultez le tableau n°3 Sommaire du volume de consommation d’air estimé pour certains moteurs, (pour les véhicules, les données traduisent le volume d’air transitant dans le moteur) :
- un humain : 9700 litres d’air par jour
- voiture en ville (moteur 4 temps) : 280.000 litres d’air/heure
- bus scolaire en ville (moteur 4 temps) : 600.000 litres d’air/heure
- camion en ville (moteur 4 temps) : 1.100.000 litres d’air/heure
- voiture sur autoroute (moteur 4 temps) : 230.000 litres d’air/0,75 heure
- camion sur autoroute (moteur 4 temps) : 900.000 litres d’air/0,75 heure
- Avion A 320 au décollage : 44.000.000 litres d’air (en quelques minutes)
- Avion A 320 à l’atterrissage : 32.000.000 litres d’air (en quelques minutes)

Pour de amples informations, des précédentes réponses du Guichet du Savoir :
- la respiration d’un escargot Gastéropode
- Méthode d’évaluation de la dépense énergétique
- Travail des abdos et des membres supérieurs

Bonne journée en apnée !
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