N3 : Saturation, physique et ADD

Sommaire : 

  • Introduction - Physique
  • Saturation - Désaturation
    • Loi de Henry
    • Notion de "tension" dans un liquide
    • Coefficient de sursaturation critique "Sc"
  • Modélisation du corps humain
    • Modèle "haldanien"
    • La saturation des compartiments
    • Le calcul des paliers
  • Conclusion
  • Introduction - Accidents de désaturation - ADD
    • Principes
    • Les microbulles
    • Localisation des bulles
    • Les bulles stationnaires : ADD type I
      • Accidents cutanés
      • Accidents myo ostéo articulaires
    • Les bulles circulantes : ADD type II
      • La moelle épinière : (accident médullaire)
      • Le cerveau (accident cérébraux)
      • Oreille interne
      • Cœur (accident cardiaque)
      • Poumon (accident pulmonaire)(chokes)
    • Symptômes
    • Délai d'apparition
    • Conduite à tenir
    • Prévention
    • Facteur favorisant
    • Comprotement à rique
  • Conclusion

Introduction - Physique

La dissolution d’un gaz dans un liquide est le phénomène physique à l’origine de la saturation en azote du plongeur lorsqu’il s’immerge.
Ce phénomène est réversible sous certaines conditions qui, lorsqu’elles ne sont pas respectées peuvent entrainer des accidents de désaturation appelés « ADD ».
Le but de ce cours est de décrire ce phénomène pour mieux comprendre les protocoles à respecter et ainsi maîtriser le risque d’ADD.

Saturation - Désaturation

Loi de Henry

À température constante et à l'équilibre, la quantité de gaz dissous dans un liquide est proportionnelle
à la pression partielle qu'exerce ce gaz sur le liquide.
Plus la pression de ce gaz augmente et plus sa dissolution dans ce liquide sera importante.
La quantité de gaz dissout dépend aussi de

  • De la nature du gaz et du liquide
  • De la température

Le temps nécessaire pour atteindre l’équilibre dépendra de

  • La surface de contact
  • Du temps

Notion de "tension" dans un liquide

La notion de Tension dans un liquide est équivalente à la Pression partielle Pp dans un mélange
gazeux.

L’atteinte de l’équilibre n’est pas linéaire et nécessite du temps

La quantité maximum de N² qui peut être dissoute correspond à la différence entre la PpN² au plus profond et la PpN² en surface.
Cette différence est appelée « GRADIENT».
La « PERIODE » est le temps nécessaire pour saturer au désaturer 50% du gradient restant.

La courbe de saturation est une courbe « exponentielle » du type f(x) = 1 – (1/2)^(x)
("^(x)" signifie que le terme est exposant x ou puissance x)

Nb périodes0123456
Tension (bar)0.791.1851.38251.481251.530631.555311.56766
% du gradient0507587.593.7596.87598.4375

On considère qu’au bout de 6 périodes on a atteint la saturation.

Coefficient de sursaturation critique "Sc"

En phase de désaturation, si la différence entre la Pp et la Tension est trop forte alors le gaz dissout repasse sous forme gazeuse, il y a formation de bulles.
C’est le phénomène de « la bouteille de Perrier ».

Sc = Tension N²/Pression partielle N²

Modélisation du corps humain

Modèle "haldanien"

C’est Haldane qui le premier a travaillé sur ce modèle au début du XXè siècle
Il a « modélisé » le corps humain de manière à représenter au mieux le phénomène de saturation/désaturation
Le corps humain est représenté par une liste de régions anatomiques appelés « COMPARTIMENTS » au nombre de 12.

La saturation des compartiments

Les 12 compartiments ont des périodes différentes, leurs vitesses de saturation et donc de désaturation sont différentes1

Le coéfficient de Sc est différent pour chaque compartiment

Compartiments123456789101112
Période (min)571015203040506080100120
Sc2.722.542.382.202.041.821.681.611.581.561.551.54

Le compartiment le plus long étant le compartiment 120’ et la saturation/désaturation complète au bout de 6 périodes, on considère que le corps a entièrement désaturé au bout de 120’ X 6 = 720’ soit 12h.

Le calcul des paliers

Au moment de la désaturation, lorsque le plongeur remonte vers la surface, aucun compartiment ne doit jamais atteindre le coéfficient de sursaturation critique pour éviter toute formation de bulle.
Ex. Plongée à 30m pendant 40’
A 30m la PpN² = 4 x 0,79 = 3,16b
Si le plongeur remonte instantanément de 30m à la surface au bout de 40’
Compartiment 10’ (4 périodes = 0,938) : 

TN² = (3,16-­0,79) X 0,938 + 0,79 = 3,01b
TN² / PpN² = 3,01 / 0,79 = 3,81 > 2,38
Pour éviter la création de bulles il faut que TN² / PpN² reste < ou = à 2,38
Donc il faut que la PpN² > ou = 3,01 / 2,38 = 1,264 bar soit 1,264 bar / 0,79 = 1,6 bar d’air soir 6m de profondeur
Le plongeur devra respecter un palier à 6 m à cause du compartiment 10’

Compartiment 20’ (2 périodes = 0,75)

TN² = (3,16-­0,79) X 0,75 + 0,79 = 2,57b
TN² / PpN² = 2,57 / 0,79 = 3,25 > 2,04
Pour éviter la création de bulles il faut que TN² / PpN² reste < ou = à 2,04
Donc il faut que la PpN² > ou = 2,57 / 2,04 = 1,259 bar soit 1,259 bar / 0,79 = 1,59 bar soit 5,9m de profondeur
Le plongeur devra respecter un palier à 6m à cause du compartiment 20’

Le compartiment qui nous oblige à faire le palier le plus profond s’appelle le compartiment directeur.
Dans l’exemple ci-­dessus c’est le compartiment 10’ qui est directeur.
C’est ce modèle qui est utilisé pour calculer les tables de plongée.
C’est aussi ce type de calcul qui est fait par nos ordinateurs pour déterminer les paliers.

Conclusion

Les tables de plongée ont montré leur efficacité depuis longtemps ce qui confirme la justesse des modèles mathématiques qui ont été utilisés.
Cependant ce ne sont que des modèles mathématiques qui ne peuvent pas représenter tous les cas de figure. La diversité et la complexité du corps humain font que certains individus peuvent échapper à ces modèles mathématiques et donc une part de risque subsiste même si on peut la considérer comme très faible.

Introduction - Accidents de désaturation - ADD

La désaturation est une phase cruciale qui exige une remontée lente et la réalisation de paliers. Elle nécessite également de prendre en compte des facteurs favorisants et d’adopter un comportement et un profil adaptés. A défaut, le plongeur risque un accident de désaturation (ADD)

Principes

Durant la remonté, l’azote dissous peut reprendre sa forme gazeuse et former des bulles en particulier si la vitesse de remontée est trop rapide. Celle-­ci ne causent pas d’accident lorsqu’elles restent de petite taille et en faible nombre. Elles peuvent être éliminées par le filtre pulmonaire.

Les microbulles

Nos tissus ne sont pas des compartiments mathématiques
Pré-­existances de NOYAUX GAZEUX dans les espaces inter-­cellulaires
Si sursaturation le gradient de Pression partielle entre le milieu et le Noyau engraisse ce dernier
Ces bulles sont décelables au doppler.
ADD : Accident De Désaturation est provoqué par des bulles de gaz.
Les réactions biologiques de l’organisme, souvent graves, font évoluer cet accident en Maladie De
Désaturation (MDD), dont les symptômes persistent, même lorsque les bulles responsables ont disparu.
Certaines disparaissent
Certaines restent silencieuses (sans conséquence)
Certaines deviennent pathogènes lorsqu’elles deviennent trop volumineuse ou trop nombreuse => accident

Localisation des bulles2

Les bulles stationaires : ADD type I

Accidents cutanés

Ils se localisent au niveau de l’épiderme à l’hypoderme. (Différentes couches de la peau)
Les symptômes vont de démangeaisons localisés, petites brulure, puces, boursoufflures à des marbrures (Une ischémie est la diminution de l'apport sanguin artériel à un organe. Cette diminution entraîne essentiellement une baisse de l'oxygénation des tissus de l'organe en dessous de ses besoins et la perturbation, voire l'arrêt, de sa fonction.)
Ils peuvent simplement être du à une combinaison trop serrées.
Les marbrures sont plus douloureuses et nécessite l’envoi au caisson

Accidents myo ostéo articulaires (les bends)

Ils se localisent au niveau de l’articulation ou du tendu.
C’est douloureux et nécessite l’envoi au caisson et la réalisation d’un IRM.

Les bulles circulantes : ADD type II

Comment certaines bulles peuvent arriver dans la circulation sanguine ?
Le shunt Pulmonaire : Les bulles sont trop grosses: Shunt alvéolaire: Les bulles sont trop nombreuses ou trop grosses, les poumons débordés ne filtrent plus et laissent repartir les bulles de N² dans le circuit de la grande circulation.
Le Foramen Ovale Permanent (FOP) : Permet aux bulles de passer du coeur droit: petite circulation (Poumons) au coeur gauche grande circulation (vers tout les autres organes).4

La moelle épinière : (accident médullaire)

Causes: Dégazage dans la moelle épinière, blocage circulation, éventuellement nécrose
Symptômes: fatigue générale, déficit musculaire, fourmillement, douleur violente (coup de poignard entre les omoplates ou lombaire), impossibilité d’uriner, perte des sens, paralysie.

Le cerveau (accident cérébraux)

Causes: bulles obstruant les carotides (ischémie), plus d’oxygénation de certaines parties du cerveau, atteintes neurologiques graves.
Symptômes: déficit sensoriels (vue, touché..), déficit moteurs (Mono-­, hémi-­ & tétraplégie ),Syncope, arrêt cardio-ventilatoire.

Oreille interne

Causes: Présence de vaisseaux minuscules: embolie gazeuse dans une branche de l’artère vestibulaire. Dégazage dans le vestibule ou la cochlée: Compression & dilacération des tissus.
Symptômes: Vertiges, déséquilibre, acouphènes

Cœur (accident cardiaque)

Causes: engorgement des bulles dans la circulation cardiaque.
Symptômes: infarctus du myocarde.

Poumon (accident pulmonaire)(chokes)

Causes: engorgement des bulles dans les capillaires pulmonaires.
Symptômes: gène respiratoire, étouffement, arrêt ventilatoire.

Symptômes

Fatigue général intense
Paralysie
Incapacité à uriner
Douleur vive au bas du dos
Nausée, vertige
Douleur thoracique
Vomissement
Trouble parole / trouble vision
Démangeaison

Délai d'apparition

  • 0 à 10 min : 50 % à 55 % des ADD
  • 10 à 60 min : 20 à 30% des ADD
  • 1 H à 24 H : 20 à 25 % des ADD

70% à 85% des ADD surviennent dans la première heure.

Conduite à tenir

  • Alerter les secours
  • Administrer de l’oxygène à 100% débit de 15l/min (accélère la désaturation) sans interruption.
  • Hydrater, proposer de l’aspirine (accélère la désaturation, liquéfie le sang)
  • Caisson hyperbare (recomprime les bulles)

Prévention

  • Respect des vitesses de remontés
  • Respect des temps de paliers
  • Prise en compte des facteurs favorisants
  • Plonger au nitrox confirmés
  • Planifier sa plongée et la respecter.
  • Eviter la panne d’air.

Facteurs favorisant

Le plongeurLa plongée
Age > 40 ans (x2)Relation profondeur/Temps (saturation)
Poids-IMC élevé (>30 x2)Répétition excessive, profils yoyo
Mauvaise forme physiqueVitesse de remontée > 15m/min sans palier intermédiare
Antécédents d'accidents mineurs, de maladie grave, de FOP (x4)Fatigue avant la plongée (voyage, fatigue psychique, déshydratation...)
Longue pratique de la plongée > 10 ansEffort, froid, stress pendant la plongée
Mauvaise hygiène de vie, prise de médicament, alcool, tabac, alimentation trop riche en protéineEffort/Fatigue après le plongée, déshydratation, apnée, choc thermique, hypoglycémie
Perte du conditionnement lié à la non répétition des plongées (plongées précédentes supérieures à 3 jours)

Comportement à risque

  • Effort à glotte fermée en fin de plongée (monter les blocs, relever l’ancre)
  • Valsalva à la remontée
  • Sport après la plongée (2H)
  • Apnée après la plongée (6H)
  • Altitude (6H à 12H)
  • Avion (12H à 24H)

Conclusion

Une bonne désaturation, ce n’est pas simplement faire ses palier, il faut respecter les vitesses de remontée et prendre en compte les facteurs favorisants (froid, fatigue, déshydratation).
Il n’y a pas d’accident de désaturation immérité.
Il faut donc planifier sa plongée et éviter la panne d’air qui entrainerait un accident de désaturation.
La formation nitrox confirmé est un réel plus pour limiter le risque d’accident de désaturation.

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