Loi de Charles : le bloc qui perd des bars en refroidissant
À volume constant, la pression d’un gaz est proportionnelle à sa température absolue : P1/T1 = P2/T2, avec des températures en kelvins (°C + 273). C’est pour ça qu’un bloc gonflé à 200 bars encore chaud n’affiche plus que 184 bars une fois refroidi dans une eau à 15 °C.
Brevet Bleu › Articles, mis à jour le 12 octobre 2026
La loi, en une ligne
Dans un bloc, le volume ne change pas : l’acier ou l’aluminium ne gonfle pas. Si la température du gaz monte, sa pression monte dans la même proportion ; si elle baisse, la pression baisse.
P1 / T1 = P2 / T2, soit P2 = P1 × T2 / T1
Les cours de plongée l’appellent souvent loi de Charles ; on la trouve aussi sous le nom de loi de Gay-Lussac. Peu importe le nom à l’examen, c’est la formule et l’unité qui comptent.
Le piège : les kelvins
La loi ne marche qu’avec la température absolue, en kelvins. Pour convertir : T (K) = T (°C) + 273. Faire le calcul en degrés Celsius donne un résultat faux, et c’est l’erreur la plus fréquente sur ce type de question.
Pourquoi ? Parce que 0 °C n’est pas un « zéro de pression ». Passer de 10 °C à 20 °C ne double pas la pression ; passer de 283 K à 293 K l’augmente d’environ 3,5 %.
Calcul 1 : le bloc gonflé trop vite
Au gonflage, la compression chauffe le gaz. Un bloc sort du compresseur à 200 bars et 40 °C. Tu le mets dans une eau à 15 °C. Quelle pression lis-tu une fois le bloc à température de l’eau ?
| Étape | Calcul |
|---|---|
| Températures en kelvins | T1 = 40 + 273 = 313 K ; T2 = 15 + 273 = 288 K |
| Formule | P2 = P1 × T2 / T1 |
| Application | P2 = 200 × 288 / 313 |
| Résultat | P2 ≈ 184 bars |
Tu as « perdu » 16 bars sans avoir respiré une seule fois. C’est pour ça que les clubs gonflent lentement, souvent avec les blocs dans un bac d’eau, et qu’on vérifie la pression juste avant de s’équiper plutôt qu’à la sortie du compresseur.
Calcul 2 : le bloc oublié au soleil
Un bloc gonflé à 200 bars à 20 °C reste dans une voiture en plein été. Sa température monte à 50 °C. Quelle est sa pression ?
| Étape | Calcul |
|---|---|
| Températures en kelvins | T1 = 20 + 273 = 293 K ; T2 = 50 + 273 = 323 K |
| Application | P2 = 200 × 323 / 293 |
| Résultat | P2 ≈ 220 bars |
La pression a pris 20 bars. Un bloc est conçu avec une marge de sécurité, mais la règle est simple : jamais un bloc plein au soleil ou dans un coffre surchauffé. Dans le doute, couvre-le d’une serviette mouillée.
Ce que ça change sous l’eau
La même loi explique pourquoi ton manomètre baisse un peu au début de la plongée, sans que tu aies beaucoup consommé : le bloc, sorti chaud d’un bateau au soleil, se refroidit dans l’eau. Ces bars ne sont pas perdus par une fuite, ils sont « repris » par la température.
Pour un calcul d’autonomie, pars donc de la pression lue à l’eau, pas de celle annoncée au gonflage. Le guide calcul d’autonomie en air montre comment s’en servir.
Combiner avec Mariotte
Au Niveau 3, on te demande parfois de combiner pression, volume et température dans une même formule : P1 × V1 / T1 = P2 × V2 / T2. Exemple : un bloc de 12 litres gonflé à 200 bars à 30 °C. Quel volume d’air libère-t-il à la pression atmosphérique (1 bar) et à 15 °C ?
| Étape | Calcul |
|---|---|
| Températures | T1 = 303 K ; T2 = 288 K |
| Formule | V2 = P1 × V1 × T2 / (T1 × P2) |
| Application | V2 = 200 × 12 × 288 / (303 × 1) |
| Résultat | V2 ≈ 2 281 litres |
À température constante, Mariotte seul aurait donné 2 400 litres. L’écart, plus d’une centaine de litres, c’est de l’air que tu n’auras pas : de quoi fausser un calcul d’autonomie.
Les questions types à l’examen
- Calculer la pression d’un bloc qui change de température (les deux cas ci-dessus).
- Expliquer pourquoi on gonfle lentement ou dans l’eau.
- Retrouver la température de départ connaissant les deux pressions : T1 = T2 × P1 / P2, sans oublier de revenir en °C à la fin si on te le demande.
Méthode qui ne trompe pas : écris d’abord les deux températures en kelvins, puis la formule, puis les nombres. Sur l’ardoise comme à l’écrit, le correcteur suit ton raisonnement.
La loi de Charles se combine souvent avec Dalton et Mariotte au Niveau 3. Teste-toi avec le quiz gratuit : chaque calcul est corrigé ligne par ligne.
Questions fréquentes
Faut-il convertir les températures en kelvins pour la loi de Charles ?
Oui, toujours. T (K) = T (°C) + 273. Le calcul en degrés Celsius donne un résultat faux.
Combien de bars perd un bloc en refroidissant ?
Ça dépend de l’écart de température. Un bloc gonflé à 200 bars à 40 °C et refroidi à 15 °C perd environ 16 bars.
Loi de Charles ou loi de Gay-Lussac ?
Les deux noms se croisent selon les cours. En plongée, on parle souvent de loi de Charles pour la relation pression et température à volume constant.
Pourquoi gonfle-t-on les blocs dans l’eau ?
Pour limiter leur échauffement pendant la compression. Le bloc garde une pression plus proche de celle affichée au gonflage une fois à température de l’eau.
Sources : Codep 67 FFESSM, cours de physique Guide de palanquée 2025 ; Vvanat, échauffement de la bouteille au gonflage.