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PLAN DU COURS La dissolution des gaz Justification Rappels Mise en évidence La loi de Henry La tension Les différents états La sursaturation critique Les facteurs favorisants la dissolution des gaz Application à la plongée LES ACCIDENTS DE DECOMPRESSION Justification Rappels Les causes Mécanismes Symptômes La prévention des accidents de décompression
1/15
Depuis notre première plongée, en remontant avec notre palanquée, nous respectons une vitesse lente (petites bulles), et faisons des paliers.
C’est à cause de l’azote, principal composant de l’air que nous respirons, et qui se dissous dans notre organisme pendant la plongée.
En effet le corps humain est composé en majeur partie de liquides. Les liquides dissolvent et rejettent les gaz, avec les quels il sont en contact, en fonction des différentes variations de pressions aux quels ils sont soumis. (variations de profondeurs pour les plongeurs)
C’est l’azote dissous dans notre organisme, qui pourrait causer des accidents.
Nous allons étudier ce phénomène de dissolution des gaz, et de retour à leurs états initial, dans un but de prévention des accidents de décompressions.
JUSTIFICATION LA DISSOLUTION DES GAZ
Composition de l’air : 80% Azote et 20% O2 ( 80% N2 et 20% O2 )
RAPPELS
La loi de dalton : a) Dans un mélange gazeux la pression partielle d’un gaz est égale à la pression absolue du mélange multiplié par le pourcentage de ce gaz dans le mélange. (sa concentration) Formule : Pression partielle gaz = pression absolue x % de ce gaz b) Dans un mélange gazeux la somme des pressions partielles est égale à la pression absolue du mélange. Loi de Mariotte : A température donnée le volume d'un gaz est inversement proportionnel à la pression à la quelle il est soumis P1 X V1 = CONSTANTE donc P1 X V1 = P2 X V2
La pression atmosphérique mer = 1 bar La pression hydrostatique ou relative = profondeur / 10 La pression absolue = pression hydrostatique + pression atmosphérique (Mer) = profondeur /10 + 1
2/15
LA COURBE DE SECURITE
Départ
Profondeur Durée de la plongée
Remontée
Sortie
ZONE HACHUREE: SI REMONTEE A 15 m / min, PAS DE PALIER OBLIGATOIRE
3/15
LA CIRCULATION SANGUINE 4/15 La grande et la petite circulation
MISE EN EVIDENCE
Les schémas ci-dessous représentent un récipient en verre obstrué par un piston en partie supérieure, et muni d’un manomètre pour y mesurer la pression intérieure Le récipient ne permettant aucune fuite, en abaissant le piston, on comprime l’air emprisonné à l’intérieur. (comme avec une pompe à vélo bouchée à l’extrémité). Nous avons mis un liquide coloré dans ce récipient, et de l’air est emprisonné entre le liquide et le piston.
Phase 1 : Le piston est en point haut, la pression de l’air à l’ intérieur du récipient est égale à celle de l’extérieur, c’est la pression atmosphérique. Le manomètre indique la pression P1 Phase 2 : Plus on abaisse le piston, plus la pression de l’air à l’intérieur du récipient augmente. Le manomètre Indique la pression P4 Phase 3 : On maintient la pression P4 un long moment. Phase 4 : On relève rapidement le piston, jusqu’à sa position initiale. Le manomètre indique une pression P-1, légèrement inférieure à la pression P1 de départ. On observe aussi des bulles s’échappant du liquide, C’est la preuve que du gaz, précisément de l’azote, composant principal l’air, c’est dissous dans le liquide. Cela c’est produit après un certain temps, pendant la phase 2 et 3, dès que la pression à augmenté. De même que entre la phase 4 et 5, l’azote dissous s’est échappé du liquide, quand la pression à diminuée. SI ON AVAIT DIMINUE LA PRESSION TRES LENTEMENT L’AZOTE SE SERAIT ECHAPPEE DU LIQUIDE SANS FAIRE DE BULLES VISIBLES. Phase 5 : Après un certain temps les bulles disparaissent, et le manomètre indique à nouveau la pression P1
++++ + ++++ +
P4
+
ATTENTE ATTENTE RELEVEMENT RAPIDE DU PISTON
+ + ++++ ++++ +
+ + +
ABAISSEMENT RAPIDE DU PISTON
P1 P4 P4 P -1 P1
P4
P1
+ +
P-1 P1
5/15
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 au contact avec le liquide.
6/15
La pression partielle d'un gaz dissous dans un liquide s'appelle LA TENSION ( T )
++++ + ++++ +
P4 P4
P1
+
P1
ATTENTE ATTENTE RELEVEMENT RAPIDE
DU PISTON
+ + ++++ ++++ +
+ + +
+ + P1
P1
T1
ABAISSEMENT RAPIDE DU PISTON
P4
T1
P4
T4
P1 P1 P1
T4
P1
T1
Phase 1 : Le liquide est depuis un long moment en contact avec l'azote . La pression de l'azote dissous dans le liquide est égale à la pression de l'azote gazeux au dessus du liquide T1 = P1 Phase 2 : On abaisse rapidement le piston. La pression à l’intérieur du récipient augmente. Le manomètre Indique la pression P4. Le liquide va absorber de plus en plus d'azote, mais cela prendra un certain temps. La pression du gaz dissous dans le liquide est resté à la pression de départ P1, mais elle tend vers P4 T1< P4 Phase 3 : On maintient la pression P4 un long moment. Selon la nature du liquide, il faudra plus ou moins de temps pour que les deux pressions s'équilibrent, mais au bout d'un certain temps T4 = P4 Phase 4 : On relève rapidement le piston, pour le remettre à sa position initiale. On observe des bulles s’échappant du liquide. La pression du gaz dissous T4 est très supérieure à la pression de l'azote non dissous 1 Il se produit un dégazage anarchique. (Débouchage d'une bouteille de champagne) T4 > > P1 Phase 5 : Après un certain temps, retour à l’état de saturation.
Nous avons remplacé l'air par de l'azote (N2) Donc la pression lue au manomètre est égale à la pression partielle de l'azote au dessus du liquide.
PHASE 1 PHASE 2 PHASE 3 PHASE 4 PHASE 5
LA TENSION: 7/15
LES DIFFERENTS ETATS ( du liquide) :
Quand la pression de gaz dissous dans le liquide (T) est égale à la pression du gaz en contact avec le liquide (P) On dit que le liquide est en état de saturation T1 = P1 Quand la pression de gaz dissous dans le liquide est inférieure à la pression du gaz en contact avec le liquide On dit que le liquide est en état de sous saturation T1 < P4 Quand la pression de gaz dissous dans le liquide est supérieure à la pression du gaz en contact avec le liquide On dit que le liquide est en état de sursaturation T4 > P1 DES MICROBULLES SE FORMENT Quand la pression de gaz dissous dans le liquide est très supérieure à la pression du gaz en contact avec le liquide On dit que le liquide est en état de sursaturation critique T4 > > P1 DEGAZAGE ANARCHIQUE
+
+
P1
P1
+
P1
ATTENTE
RELEVEMENT RAPIDE DU PISTON
+
++++ +
+
+ +
P1
T1
P1
T4
P1
T1
PHASE 5
T4 > > P1 Sursaturation
critique
PHASE 4
T1 = P1 Saturation
T1 = P1 saturation
++++ +
P4
ATTENTE + +
+ +
P1
P1
T1 ABAISSEMENT
RAPIDE DU PISTON
P4
T1
P1 P1
PHASE 1 PHASE 2
T1 < P4 Sous saturation T1 = P1
saturation
++++
P4
++++
+ P4
T4
PHASE 3
T4 = P4 saturation
ATTENTE
+++
P3
++++
+ P3
T4
PHASE 4
T4 > P3 Sursaturation
RELEVEMENT LENT DU PISTON
++
+++
+
P2
T3
T3 > P2 Sursaturation
RELEVEMENT LENT DU PISTON
P2 PHASE 7
P2 PHASE 5
+
P1
++
+
P1
T2
T2 > P1 Sursaturation
ENLEVEMENT DU PISTON
PHASE 6
8/15
L’air que nous respirons est composé de : 20,9% d’oxygène (O2), 0,03% de dioxyde de carbone (CO2), 79% d’azote (N2). L’O2 et le CO2 se fixent dans le sang (Oxyhémoglobine et carboxyhémoglobine) : ils n’interviennent pas dans l’ADD. Par contre, l’azote ne se fixe pas : il se dissout dans le sang. C’est lui qui est à l’origine de l’accident de décompression. En plongée l’azote que nous respirons se dissout dans les différents tissus et organes A la remontée l'azote dissout dans l’organisme reprend sa forme gazeuse (sursaturation),sous forme de micro bulles dans plusieurs des tissus physiologiques (courts ou longs). Ces micro bulles sont évacuées : par le système sanguin vers le filtre pulmonaire, puis par la respiration.
APPLICATION A LA PLONGEE : 9/15
Si la remontée est trop rapide, l’écart entre la tension d’azote dissout et la pression ambiante dépasse les valeurs acceptables pour une désaturation normale. (sursaturation critique) Il y a alors un dégazage anarchique de l’azote dans les tissus et la formation de bulles, que le filtre pulmonaire ne peut éliminer.
LES FACTEURS FAVORISANT LA DISSOLUTION DES GAZ :
APPLICATION A LA PLONGEE (suite) : 9/15
La nature du gaz :
L’azote qui est non consommé par l'organisme, et le principal composant de l'air respiré
La nature du liquide:
Les différents tissus constituants le corps Humain sont assimilés à des liquides plus ou moins concentrés, censé représenter les propriétés moyennes des tissus physiologique lors de la dissolution de l'azote dans le corps humain, (Le sang, les muscles, la graisse, les nerf, les os, la peau....) Il dissolvent et restituent l'azote plus ou moins rapidement,
la température :
La température du corps ( La dissolution de l’azote est inversement proportionnelle à la température)
L'agitation :
Les efforts lors de la plongée
La surface d'échange :
Les tissus physiologiques qui sont plus ou moins vascularisés
Le temps pendant le quel la pression s’exerce :
Le temps de plongée
+
P1
+
P1
RELEVEMENT RAPIDE DU PISTON
+
++++
+
+
P1
T1
T4
P1
PHASE 6
T4 > > P1 Sursaturation critique
PHASE 4
T1 = P1 Saturation
++++ +
P4
ATTENTE + +
+ +
P1
P1
T1 ABAISSEMENT
RAPIDE DU PISTON
P4
T1
P1 P1
PHASE 1
T1 < P4 Sous saturation
T1 = P1 saturation
++++
P4
++++
+ P4
T4
PHASE 3
T4 = P4 saturation
ATTENTE
+++
P3
++++
+ P3
T4
PHASE 4
T4 > P3 Sursaturation
RELEVEMENT LENT DU PISTON
++
+++
+
P2
T3
T3 > P2 Sursaturation
RELEVEMENT LENT DU PISTON
P2 PHASE 7
P2 PHASE 5
+
P1
++
+
P1
T2
T2 > P1 Sursaturation
ENLEVEMENT DU PISTON
Descente pour un tissus physiologique à saturation / désaturation rapide
Remontée pour ce tissus à une vitesse normale
SIMULATION D’UNE PLONGEE (Dans la courbe de sécurité)
ACCIDENT !
Remontée pour ce tissus à une vitesse trop élevée
A LA SORTIE
DESCENTE
DELAIS
APRES LA SORTIE
REMONTEE 15m / min
AU FOND
REMONTEE TROP RAPIDE
10/15
EN SURFACE
+
P1
+
+
P1
T1
PHASE 6
T1 = P1 Saturation
++++++
P6
ATTENTE
++
+
ABAISSEMENT RAPIDE DU PISTON
P6
T2
PHASE 2
T2 < P6 Sous saturation
du tissu
++++++
+++++
+ P6
T5
PHASE 3
T5 < P6 Tissu lents Encore en
sous saturation
ATTENTE
+++++
P5
+++++
+ P5
T5
PHASE 4
T4 > P3 Sursaturation
du tissus
RELEVEMENT LENT DU PISTON
++
+++
+
P2
T3
ARRET ATTENTE
P2 PHASE 7 P2 PHASE 5
+
P1
++
+
P1
T2
T3 > P2 Sursaturation
Plongée avec remontée normale pour un tissu physiologique à saturation / désaturation lente
SIMILITUDE AVEC LA PLONGEE
P6
+++
++++
+
P3
T4
RELEVEMENT LENT DU PISTON
P2 P3 PHASE 5
SURFACE PROFONDEUR
T5 = P5 Sursaturation
du tissus
++
++++
+
P2
T4
T4 > P2 Sursaturation
Presque critique pour ce tissus lent Arrêt obligatoire
RELEVEMENT LENT DU PISTON
P2 P2 PHASE 5
T2 > P1 Sursaturation
! ! !
TEMPS
AU FOND DESCENTE REMONTEE
15 m/min REMONTEE
15 m/min
REMONTEE 15 m/min
SORTIE
REMONTEE 6 m/min
REMONTEE 15 m/min
DELAIS DE 12 HEURES
AVANT UNE DESSATURATION
TOTALE
PALIER
11/15
LES ACCIDENTS DE DECOMPRESSION
La composition de l'air. La loi de Henry. La loi de Mariotte. Les facteurs favorisants la dissolution des gaz.
Savoir comment et pourquoi il survient, dans un but de prévention de ces accidents Savoir déceler sur soi ou sur ses coéquipiers tous symptômes permettant un traitement rapide, pour alerter le directeur de plongée, qui se chargera de gérer l'accidenté.
RAPPELS :
Apparition de bulles dans l'organisme, dues à un dégazage anarchique de l'azote.
CAUSES :
Pendant la plongée les différents tissus du corps du plongeur, absorbent une quantité d’azote qui leurs est propre. Durant la remontée, ces tissus se trouvent en état de sursaturation, et des micro bulles se forment dans la circulation sanguine. La loi de Mariotte va intervenir en augmentant leurs tailles au fur et a mesure que la pression diminue. - Sous forme de micro bulles, drainées par le système veineux vers les alvéoles pulmonaires, l'azote peut traverser la frontière alvéo-capilaire en passant directement de la phase dissoute, à la phase gazeuse. Elles passeront ou ne passeront pas la barrière alvéolaire. Par leurs présences, leurs déplacements, leurs blocage de la circulation sanguine, les bulles d'azote vont créer selon leurs localisations, des lésions différentes.
MECANISMES :
12/15 JUSTIFICATION :
LES ACCIDENTS DE DECOMPRESSION MECANISMES
13/15
SYMPTOMES:
Variables selon les tissus atteints, Ils apparaissent entre la sortie de l'eau et 6 heures après.(50%dans les 30 minutes).
Les accidents cutanés: Puces, moutons (démangeaisons marbrures rouges Bulles sous la peau).
Les ostéo-articulaires: (Ou Bends) Douleurs articulaires lancinantes, de plus en plus aiguës. (musculaires aussi)
Les accidents de l'oreille interne: Vertiges, perte de l'équilibre, perte de l'audition (Ne pas confondre avec Barotraumatisme de l'oreille.
Les accidents neurologique: Fatigue générale intense, pâleur, angoisses, douleur au niveau lombaire, troubles sensitif, fourmillements, trouble de la vue, de la parole, membres paralysés impossibilité d'uriner, convulsion, syncope ou coma.
Les accidents cardiaques: Infarctus du Myocarde (Bulles dans les coronaires)
LOCALISATION DES BULLES 14/15
LA PREVENTION DES ACCIDENTS DE DECOMPRESSION
Respecter scrupuleusement la vitesse de remontée de 15 m par minute. (6m / min entre les paliers) Respecter scrupuleusement les paliers. Respecter les procédures de plongées successives, consécutives, remontées rapides, interruption de palier. Si aucun danger, faire un palier de sécurité de 3 minutes à 3 mètres. Avoir une bonne ventilation aux paliers. Ne pas rallonger un autre palier que celui de 3 mètre. Éviter de faire le yoyo. En tenir compte dans la procédure de remontée. Pas d'apnée ni d'effort après la plongée. Ne pas aller en altitude ni prendre l'avion avant 12 heures si dernière la dernière plongée était dans la courbe de sécurité, 18h après plusieurs plongées dans la courbe de sécurité, par sécurité on conseille 24 h dans tous les cas. L'âge, la fatigue, l'obésité, le stress, le tabac, l'alcool, la drogue, les médicaments, la mauvaise condition physique, favorisent l'accident de décompression.
15/15
