Support du cours

COMMISSION TECHNIQUE DU CSAR PSM
Composition de l’air. Dissolution
des gaz. Appareil ventilatoire.
Le 20 mars 2017
COMMISSION TECHNIQUE DU CSAR PSM
Introduction
 Sujets : la composition de l’air et la dissolution
des gaz. La découverte de l’appareil
ventilatoire.
 Objectif du cours :
 Connaître les principes de dissolution des gaz
composants l’air.
 Connaître les mécanismes de l’appareil
ventilatoire.
 Pré requis : connaissance des principes de
pressions
2
COMMISSION TECHNIQUE DU CSAR PSM
Rappels - Décomposition de l’air
Azote (N2) : 78,084 %
Oxygène (O2) : 20,946 %
Argon (assimilé au N2 par
simplification) : 0,934 %
Gaz Carbonique (CO2) : 0,037 %
Néon, Krypton, Hélium, Xénon,
Radon, Hydrogène : traces
Pour simplifier, on considère 80
% de N2 et 20 % de O2
3
COMMISSION TECHNIQUE DU CSAR PSM
Pressions des gaz et pressions partielles (1)
Loi de dalton
La pression totale d’un mélange gazeux se répartit en
proportion des gaz qui le composent :
Pp(gaz) = Pabs x %(gaz)
En surface, les pressions partielles sont :
Oxygène : Pp(O2) = Pabs x %(O2) = 1 x 0,2 = 0,2 bar
Azote : Pp(N2) = Pabs x %(N2) = 1 x 0,8 = 0,8 bar
A 20 m, les pressions partielles sont :
Oxygène : Pp(O2) = Pabs x %(O2) = 3 x 0,2 = 0,6 bar
Azote : Pp(N2) = Pabs x %(N2) = 3 x 0,8 = 2,4 bar
4
COMMISSION TECHNIQUE DU CSAR PSM
Pressions des gaz et pressions partielles (2)
Loi de dalton (suite)
A partir de 1,6 bar, la pression partielle d’O2 devient dangereuse
(hyperoxie). C’est également le cas si elle est en dessous de 0,16
bar (hypoxie).
Calcul de la profondeur maximale pour la plongée :
Pp(O2) = Pabs x %(O2) donc Pabs = Pp(O2) / %(O2)
Pabs = 1,6 / 0,2 = 8 bar soit 70 mètres
Remarque : si l’on prend %(O2) = 21 % cela donne
Pabs = 1,6 / 0,21 = 7,6 bar soit 66 mètres
La limite de la plongée à l’air est à 60 m !!!
5
COMMISSION TECHNIQUE DU CSAR PSM
Pressions des gaz et pressions partielles (3)
Loi de dalton (suite)
A partir de 4,0 bar, la pression partielle de N2 provoque un
début de narcose.
Calcul de la profondeur critique pour la plongée :
Pabs = Pp(N2) / %(N2) = 4,0 / 0,8 = 5 bar soit 40
mètres
A partir de 5,6 bar, la pression partielle d’N2 peut
provoquer une narcose incontrôlable.
Calcul de la profondeur maximale pour la plongée :
Pabs = Pp(N2) / %(N2) = 5,6 / 0,8 = 7 bar soit 60
mètres
Limite de la plongée à l’air !!!
6
COMMISSION TECHNIQUE DU CSAR PSM
Pressions des gaz et pressions partielles (4)
Loi de dalton (suite)
Avec les mélanges (Nitrox – Trimix), on modifie la
composition du gaz respiré, mais pas les limites de pressions.
Calcul avec un Nitrox 40/60 (40 % d’O2; 60 % d’N2) :
Pabs = Pp(O2) / %(O2) = 1,6 / 0,4 = 4 bar soit 30
mètres sans danger
Pabs = Pp(N2) / %(N2) = 4,0 / 0,6 = 6,6 bar soit 56
mètres sans narcose
7
COMMISSION TECHNIQUE DU CSAR PSM
Pressions des gaz et pressions partielles (5)
Loi de dalton (suite)
Avec les mélanges (Nitrox – Trimix), on modifie la
composition du gaz respiré, mais pas les limites de pressions.
Calcul avec un Trimix 12/40/48 (12 % d’O2; 40 % d’N2;
48 % d’hélium) :
Pabs = Pp(O2) / %(O2) = 1,6 / 0,12 = 13,3 bar soit
123 mètres sans danger
Pabs = Pp(N2) / %(N2) = 4,0 / 0,4 = 10 bar soit 90
mètres sans narcose
Pabs = Pp(O2) / %(O2) = 0,16 / 0,12 = 1,33 bar soit
3,3 mètres sans hypoxie (syncope)
8
COMMISSION TECHNIQUE DU CSAR PSM
Rappels – Pressions et variation de volume
profondeur
durée
9
COMMISSION TECHNIQUE DU CSAR PSM
Dissolution des gaz (1)
Loi de Henry
Définition : A température constante et à saturation
(équilibre), la quantité de gaz dissout dans un liquide est
proportionnelle à la pression qu'exerce ce gaz sur le liquide.
La quantité de gaz dissout dans l’organisme est appelée la
tension et elle est mesurée en bar. Les différents organes sont
considérés comme des liquides. On parle de tension pour ne
pas confondre avec les autres pressions.
La quantité de gaz dissout dans notre organisme en temps
normal (à saturation) et à la surface est :
Tension d’azote : TN2 = 0,8 bar
Tension d’oxygène : TO2 = 0,2 bar
10
COMMISSION TECHNIQUE DU CSAR PSM
Dissolution des gaz (2)
Loi de Henry
Lorsque la tension (dans l’organisme) égale la pression
partielle (dans l’air que l’on respire), on parle de saturation ou
bien d’équilibre
Lorsqu’on descend la pression absolue augmente.
La pression partielle d’azote devient plus grande que la
tension, on parle de sous-saturation : de l’azote se dissout
dans notre organisme.
A la remontée, la pression absolue diminue.
Si la pression partielle d’azote devient plus petite que la
tension, on parle de sur-saturation : de l’azote cherche à
s’échapper de l’organisme.
Si la différence est trop grande : risque d’ADD
11
COMMISSION TECHNIQUE DU CSAR PSM
Dissolution des gaz (3)
Loi de Henry
Facteurs influençant la dissolution des gaz :
la pression (profondeur)
la durée d’exposition (temps de plongée)
l’agitation du gaz (effort)
la température (37 °C…)
la nature du « liquide » (sang, tissus, os, nerfs…)
la nature de gaz (N2)
la surface de contact (poumons…)
12
COMMISSION TECHNIQUE DU CSAR PSM
La dissolution des gaz dans le corps humain
<= équilibre =>
azote
V = 9 à 15
m/minutes
profondeur
durée
13
COMMISSION TECHNIQUE DU CSAR PSM
Les principes des incidents de décompression
<= déséquilibre =>
trop vite
azote
trop longtemps
profondeur
durée
trop profond
14
COMMISSION TECHNIQUE DU CSAR PSM
Physiologie - Appareil ventilatoire (1/3)
 Voies aérienne
supérieures
15
COMMISSION TECHNIQUE DU CSAR PSM
Physiologie - Appareil ventilatoire (2/3)
 Voies aérienne
inférieures
16
COMMISSION TECHNIQUE DU CSAR PSM
Physiologie - Appareil ventilatoire (3/3)
 Mécanique
ventilatoire :
 Expiration
 Inspiration
17
Conclusion
 La pression joue également un rôle sur les gaz
qui composent l’air ou sur les mélanges que
nous respirons en plongée !!!
 L’appareil ventilatoire mérite d’être mieux
connu !!!
 BONNES PLONGEES A TOUS