Corrigé printemps 2011 BEES 1 - FFESSM-Provence

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BREVET D'ETAT
D'EDUCATEUR SPORTIF
1° DEGRE PLONGEE SUBAQUATIQUE
ECRIT - ELEMENTS DE CONNAISSANCES RELATIFS A LA CORRECTION
SESSION DE PRINTEMPS 2011 -
QUESTIONS A DOMINANTES THEORIQUES
E
LEMENTS DE CALCUL DE TABLES
(Note sur 20 Coefficient 0, 25)
La majorité des tables et des ordinateurs de plongée actuels se réfèrent au modèle de John Scott
Haldane sur la modélisation des phases de charge et de décharge en gaz inerte.
1. Exposez les principes sur lesquels repose le modèle de Haldane.
2. Quelle utilité la connaissance de ce modèle théorique peut-elle avoir pour un moniteur
professionnel de plongée subaquatique ?
Le référentiel s’appuie sur une synthèse des articles de H.G. Groléas et J.L. Blanchard sur la
décompression parus dans les « Dossiers de la CTN ». Ce contenu ne saurait en aucun cas remplacer
les ouvrages de référence.
Question 1 : Exposez les principes sur lesquels repose le modèle de Haldane. Vous apprécierez en
valeur et limites cette démarche théorique.
1907 John Scott Haldane invente la première table de décompression.
Il crée le modèle multiexponentielle pour la Royal Navy. Le modèle de Haldane porte de nombreux
noms, parmi lesquels celui de modèle de perfusion. En effet, ses hypothèses physiologiques se basent
sur un principe de perfusion, et non de diffusion.
Quelques définitions.
▪ Dissolution :
Un gaz se dissout dans un liquide lorsqu’il y a contact entre le gaz et le liquide. On dit que le liquide est
à saturation lorsqu’il y a autant de molécules de gaz qui sortent du liquide que de molécules de gaz qui
y rentrent.
▪ Diffusion :
Le gaz traverse des parois comme les alvéoles pulmonaires ou les vaisseaux sanguins; il ne s’agit pas
non plus de simple dissolution mais d’une diffusion. On considère alors un système isolé; le liquide
contenant le gaz est statique par rapport aux tissus.
▪ Perfusion :
La charge de gaz inerte est amenée par le flux sanguin permanent vers les tissus physiologiques. La
diffusion à travers les tissus n’est pas prise en compte.

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Le modèle de la perfusion
Hypothèse 1:
Il y a un équilibre, une équipression instantanée des échanges gazeux entre les poumons et le sang. Le
sang veineux pulmonaire est donc saturé en azote.
Cet équilibre instantané se justifie par une surface d’échange gazeux de 70 à 120m² sur un lit
pulmonaire sanguin de 100 ml.
Les parois alvéolocapillaires sont très minces, de l’ordre de 0,1 micron, ce qui constitue une barrière
négligeable à la diffusion des gaz.
Ainsi, le temps de diffusion des gaz alvéolaires est de l’ordre de quelques millisecondes, alors que le
sang met environ 1 seconde à passer des veinules aux artérioles péri-alvéolaires.
On peut donc effectivement considérer qu’il y a équipression instantanée au niveau pulmonaire.
Hypothèse 2:
Tous les tissus physiologiques sont irrigués en sang artériel de façon uniforme et simultanée. Les
phases de charge et de décharge de gaz sont donc homogènes au niveau de l’organisme, et
s’effectuent par perfusion; le temps de diffusion à travers certains tissus n’était pas pris en compte dans
ce modèle.
Hypothèse 3:
La charge et la décharge de gaz inerte de l’organisme sont donc proportionnelles au temps de
saturation ou de désaturation et au gradient entre la pression et la tension du gaz considéré.
Les phases de charge et de décharge suivent des courbes exponentielles et similaires.
D’où la formule de Haldane
TN
2
= T
o
N
2
+ ( PpN
2
- T
O
N
2
) ( 1-e
-k(t /T)
)
▪ TN
2
= tension finale d’azote
▪ TON2=tension initiale d’azote
▪ PpN2= pression partielle d’azote respirée
( 1-e
-k(t /T)
) est l’expression de la fonction exponentielle utilisée aussi écrite parfois ( 1-0,5
t/T
)
Le danger apparaît au moment où les rapports de saturation TN
2
/Pa sont supérieurs à une limite Sc.
La saturation de l’organisme dans ce modèle est donc fonction :
▪ De la pression partielle ventilée,
▪ Du temps d’exposition,
▪ Du débit volumétrique sanguin,
▪ De la saturation en azote du retour veineux au niveau pulmonaire.
La saturation de l’ensemble des tissus physiologiques étant homogène, la charge de gaz inerte du
retour veineux est considérée comme étant équivalente à celle des autres tissus physiologiques.
On ne tient pas compte ici de la possibilité de diffusion de l’azote des capillaires artériels directement
vers les capillaires veineux qui se croisent à contre sens et à proximité.

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Pour modéliser les différentes façons de l’organisme à réagir aux charges de gaz, Haldane crée des
compartiments caractérisés par une période et un coefficient de sursaturation critique, semblable à ce
que nous connaissons avec la MN 90.
Remarque 1 :
Le modèle d’Haldane ne met pas en valeur une vitesse de remontée particulière. Celle-ci est
déterminée par une expérimentation empirique.
Remarque 2 :
▪ Les plongées successives sont impactées par la saturation des tissus les plus longs
comme pour la table MN 90 (tissus 120’).
▪ On peut également considérer que tous les tissus sont à saturation à la sortie de l’eau
quelque soit le profil de la plongée, comme les tables COMEX 74.
▪ Enfin, on peut considérer les tissus les plus longs; (par exemple 120’), comme étant à
saturation systématiquement. C’est le cas choisi pour les MT 92.
Procédure de conception d’un modèle de décompression
Hypothèses physiologiques
⇓
⇓⇓
⇓
Modélisation mathématique à partir de cette hypothèse
⇓
⇓⇓
⇓
Choix d’une population cible
⇓
⇓⇓
⇓
Validation sur un échantillon représentatif
La valeur d’une connaissance scientifique et son opérationnalité dépendent de la méthode qui a permis
de la construire. Ce principe est particulièrement valable dans le cadre des recherches sur la
décompression. En effet, les calculs mathématiques n’ont de pertinence que dans la mesure où ils
modélisent efficacement les processus physiologiques sous tendus.
Et c’est là qu’il nous faut prendre des précautions :
▪ Les hypothèses physiologiques d’Haldane, qui lui ont servi à élaborer sa méthode, sont
presque toutes remises en cause.
▪ Les tests qui ont permis de valider nos tables de plongées françaises, comme la MN
90, ont été effectués sur un échantillon de jeunes militaires en bonne santé.
▪ Les profils de plongées réalisés sont des plongées carrées et pour une partie non
négligeable en caisson.
On peut dès lors plus difficilement s’étonner de voir survenir des accidents de décompression avec
respect des tables.

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BREVET D'ETAT
D'EDUCATEUR SPORTIF
1° DEGRE PLONGEE SUBAQUATIQUE
ECRIT - ELEMENTS DE CONNAISSANCES RELATIFS A LA CORRECTION
SESSION DE PRINTEMPS 2011 -
QUESTION A DOMINANTE THEORIQUE
P
HYSIOLOGIE
(Note sur 20 Coefficient 0, 25)
Décrivez l’appareil respiratoire et les échanges gazeux en plongée subaquatique.
Respirer est la fonction qui permet de :
- Prélever l’air atmosphérique (inspiration),
- L’amener aux poumons, le lieu d’échange où le sang se charge en oxygène (O2) et se
décharge en dioxyde de carbone (CO2) en Azote (N2) et autres corps gazeux,
- Assurer l’élimination de l’air chargé en rejets gazeux (expiration).
La respiration intervient au moyen :
- du système ventilatoire,
- du système cardio-vasculaire.
L'appareil respiratoire ou cardio-ventilatoire est formé d'un ensemble d'organes :
- L'arbre respiratoire,
- Les poumons,
- Les muscles respiratoires,
- Le coeur,
- Les vaisseaux,
L'arbre respiratoire comprend :
- Le nez et fosses nasales,
- La bouche,
- Le pharynx (carrefour aéro-digestif),
- Le larynx (gorge),
- La trachée,
- Les bronches,
- Les bronchioles,
- Les alvéoles pulmonaires,
- Les capillaires pulmonaires,
- Les poumons.

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L'air que nous respirons ne va pas directement aux alvéoles; mais passe par une succession de
conduits dont le diamètre va en diminuant (larynx, trachée, bronches et bronchioles). Il n'y a pas
d'échange entre les gaz et le sang durant ce trajet (150 ml).