Physique : Dalton, Appareil ventilatoire, circulatoire échanges gazeux
- Formation Niveau 2
- Durée : 60 minutes
Pourquoi ?
- Pour comprendre ce qui se passe
- Pour savoir ce qu'il faut anticiper ou prévoir
- Pour prendre du recul par rapport au N1 “tout était trop beau”
Prérequis
- Mariotte (P1V1 = P2V2)
- Ballon gonflé avec 1l d'air à 40m → quel volume en surface ?
- → 5l en surface (5bar à 40m, 1bar en surface)
Prérequis
Dalton
“La pression totale d'un mélange gazeux est égale à la somme des pressions partielles des gaz constituants ce mélange”
Expérience de Berthollet
- Soit deux bouteilles pleines
- de 100% d'O2 pour l'une et 100% de N2 pour l'autre
- La pression est de 1bar dans chaque bouteille.
Expérience de Berthollet
- On relie les deux bouteilles
- On ouvre les robinets on patiente …
- On analyse ensuite le mélange
- → 1 bar de pression dans chaque bouteille
- → 50% d'O2 et 50% de N2 !
- → pression partielle d'O2 est de 0,5 bar
- → celle de N2 aussi
- ouf ! 0,5+0,5 = 1 !
Dalton
- Quelle est la composition de l'air ?
- 80% d'azote et 20% d'oxygène
- Quelle est donc la pression partielle de l'azote dans l'air ?
- ppn2 = 0.8
- On descend à 20m, quelle est la pression absolue ?
- Pabs = 3bar
- Quelle est la pression partielle de l'azote qu'on respire à 20m (ppn2) ?
- PpN2 = Pabs * (PPn2 du mélange) = 0.8*3 = 2.4bar
- Je plonge à l'air et la ppo2 est de 1,6 bar, à quelle profondeur je suis ?
- Pabs = 1.6 / 0.21 = 7,6bar → soit 66 mètres
- 80% d'azote et 20% d'oxygène (ou 79 / 21)
- ppn2 = 0.8
- Pabs = 3bar à 20m
- PpN2 = Pabs * (PPn2 du mélange) = 0.8*3 = 2.4bar
- Pabs = 1.6 / 0.21 = 7,6bar → soit 66 mètres
Henry
“À pression constante et à saturation, la quantité de gaz dissoute dans un liquide est proportionnelle à la pression exercée par ce gaz sur le liquide”
Cette pression est appelée Tension
Lors de la descente
Au bout d'un certain temps à profondeur constante
Lors de la remontée
Lors d'une remontée trop rapide
C'est la sur-saturation critique : le gaz dissous repasse sous forme gazeuse et passe par ou il peut !
Résumé
- état stable : saturation
- sous-saturation : lors de la descente
- sur-saturation : quand on monte
- le délais de saturation dépends de différents facteurs
- nature du gaz (azote)
- nature du liquide/tissu (corps)
- température
- pression / tension (profondeur)
- surface de contact (vascularisation)
- agitation (effort)
Appareil ventilatoire
- Permet d'aller capturer l'oxygène de l'air (O2)
- Et de relâcher les déchets (CO2)
- C'est là que se réalisent les échanges gazeux (sauf add)
- D'un côté du gaz (l'air) et de l'autre un liquide (sang)
- C'est le seul endroit ou un gaz peut se dissoudre dans le sang pour entrer dans notre corps
Vue Globale
Détail des alvéoles pulmonaires
Appareil circulatoire
- La source de vie (oxygène)
- Un liquide comme support de transport (le sang)
- Un réseau pour le diffuser “des tuyaux” (artères, veines)
- Une pompe (le coeur)
- Des capteurs (en particulier de CO2 au niveau de la carotide)
La grande circulation
- C'est le grand réseau
- Le sang s'enrichit en oxygène au niveau des poumons
- Il est ensuite envoyé dans tout le corps via les artères
- Les cellules captent l'O2 et rejettent du CO2
- Le sang pauvre en O2 est ramené au cœur via les veines
La petite circulation
- C'est uniquement la partie Coeur ↔ Poumons
- Amène par l'artère pulmonaire le sang veineux (pauvre en O2)
- Au contact des alvéoles pulmonaires il se réoxygène totalement
- Puis il retourne au cœur par les veines pulmonaires
- Et il est ensuite “distribué” au reste du corps (grande circulation)
- Aide mémoire:
- Artères: du coeur vers autre organe
- Veines: vers le coeur
Narcose
- Lié à l'azote
- Communément admis à partir de 30m
- Moins pour certaines personnes / certaines situations
- Ralentissement de l'influx nerveux
- Baisse des capacités mentales & cognitives
Facteurs favorisant la narcose
- Profondeur
- Froid, visibilité
- Vitesse de descente
- Position durant la descente
- Fatigue
- Condition physique
- Habitude
- Médicaments
- Efforts
Narcose : quel ressenti
- Manque d'attention / de concentration
- Raisonnement altéré
- La mémoire immédiate (vérification du mano toutes les 20 secondes)
- Effet tunnel, trouble de la vision
- Amplification des sensations (euphorie, angoisse)
Narcose : conduite à tenir
- Assistance
- Remonter, quelques mètres suffisent
Toxicité des gaz
- 0.17 < PPO2 < 1.6 bar (66 m)
- PPN2 < 5.4 bar (à 60m)
- CO2 : danger dès que le taux augmente trop
Hyperoxie
- Par effet Lorrain Smith : l'oxygène entre 0,5b et 1b pendant longtemps
- Par effet Paul Bert: trop d'oxygène
- Oxygène pur toxique en dessous de 6m (ppO2 > 1.6 bar)
- Ou 65m de profondeur pour une plongée à l'air
- Symptomes:
- Lorrain Smith: gêne respiratoire, face rose, brûlures alvéoles
- Paul Bert: tremblements musculaires, convulsions, nausées, vertiges, troubles sensoriels
- Conduite à Tenir: remonter
- Prévention: :)
Hypercapnie
- Trop de CO2 (soit au cours d'un essoufflement, soit air de la bouteille)
- Seuil toxique à partir d'une pression partielle de 0;02bar !
- 0,02b accélération du rythme respiratoire
- à,04b maux de tête, anxiété
- 0,06b difficultés respiratoires, agitation
- 0,07b vertiges, vomissements, panique, syncope
- > 0,07b … décès
- Conduite à tenir : être à l'écoute de soi
- Prévention : exercices d'expiration, condition physique
Hypoxie
- Manque d'oxygène
- Premier touché: le système nerveux (fonctions vitales)
- Puis nécrose des tissus
- Le seuil toxique est de 0,16b
- Symptomes : nausées, vertiges, sensation d'étouffement, arrêt cardio-respiratoire.
- Souvent il n'y a pas de signes précurseurs → syncope → noyade
- Conduite à tenir : réanimation, oxygène, évacuation
Monoxyde de carbone
- Mécanisme : il se dissout dans le sang et se fixe sur l'hémoglobine de manière quasi irréversible, l’empêchant ainsi de transporter l'O2
- La cause est souvent liée à une mauvais filtration (ou combustion incomplète proche de l'entrée d'air, ex cigarette) lors du gonflage des blocs
- Seuil toxique : 0,0003bar !
- Symptômes : nausées, mal de tête, syncope, décès
- Conduite à tenir : mettre sous oxygène et évacuation
- Prévention : Compresseur, filtre, entrée d'air propre, pas de bbq à côté !
Essoufflement
- Lié à une mauvaise évacuation du CO2
- Effort
- Aisance technique
- Stress
- Froid
- Matériel
Mécanisme de l'essoufflement
- Réflexe inspiratoire
- Alors qu'il faut au contraire expirer le plus possible
- Augmentation de la fréquence d'inspiration
- Augmentation du taux
- Boucle infernale
Mécanisme de l'essoufflement
Essoufflement - Prévention
- Ne pas s'immerger si on est déjà en manque d'air
- Pas d'effort en profondeur
- Bon équilibrage, bon lestage
- Suivre sa consommation
- Forme physique
Essoufflement - Conduite à tenir
- Cesser tout effort
- Informer ses coéquipiers → Quel est le signe ?
- Pour “aider” un coéquipier essoufflé : regarde moi, respire a mon rythme + signes
- Remonter, vérifier son mano
- Augmenter les paliers s'il y en avait
- Attention au risque de panique
- Risque de panne d'air
Apnées
- Risques barotromatiques
- Risques liés au milieu (accidents de chasse, filets etc.)
- Ne jamais faire d'apnée seul
- Pas d'apnée après la plongée bouteille
- Risque de perte de connaissance vers les 6-7m
- L'hyperventilation permet de retarder la demande d'O2 par le cerveau mais le risque à la remontée d'être en manque d'O2 est réel (grosse inspiration → noyade, ne rien faire → syncope)
- Attention au lestage
Résumé
- Dalton
- Henry
- Appareil ventilatoire
- Appareil circulatoire
- Narcose
- Toxicité des gaz
- Essoufflement
- Apnées