Milieu hyperbare : Plongée

Milieu hyperbare : Plongée
Milieu aquatique
• Effet de l ’immersion :
– Augmentation de la pression
• 1 atm = 760 mmHg
• augmentation de 1 atm tous les 10 m
• A 10 m sous l’eau, la pression est équivalente à celle dans un puit sous terre de 6000m
• Modification importante du volume pulmonaire en montée et descente dans l ’eau
• Les liquides ne sont pas compressibles :
– Les compartiments liquidiens ne sont pas modifiés en milieu aquatique (cœur, cerveau, sang, foie…)
• Les gaz dissous dans les milieux liquidiens modifient leurs volumes :
– Oxygène, azote, dioxyde de carbone
• A 10 m la pression partielle des gaz est doublée
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2000 Neuchâtel Université de Neuchâtel
• Le nombre de molécules de gaz dissous dans un compartiment augmente

Milieu hyperbare et système cardio-vasculaire
• La pression extérieure augmente le retour veineux et diminue la charge de travail cardiaque
• Le volume plasmatique augmente (diminution de l’hématocrite et de l’hémoglobine)
• La fréquence cardiaque de repos diminue de 5-8 battements par minute en l’absence
d’immersion du visage
• L’immersion du visage augmente le ralentissement des battements cardiaques (phénomène
réflexe)
• Avec l ’immersion du visage, le rythme cardiaque peut diminuer de 60% (90% chez certains
mammifères marins)
• Le froid accentue ce phénomène
• La plongée en eau froide augmente le risque de troubles de conduction cardiaque en
ralentissant de manière extrême le rythme cardiaque
Résistance gazeuse
La densité gazeuse s’accroît avec la pression absolue.
La pression respiratoire à délivrer par les muscles respiratoires comporte deux composantes :
- la composante statique : ce sont les résistances élastiques et visqueuses des tissus de la cage
thoracique et des poumons. Ces résistances sont indépendantes de la densité des gaz.
- la composante dynamique résistive liée à la mise en mouvement des molécules de gaz dans les
voies aériennes du sujet ainsi que dans les canalisations de l’appareil de plongée. Ces résistances
sont dépendantes de la densité des gaz. Ainsi, à 30 mètres de profondeur, soit à une pression de 4
bars, les résistances dynamiques doublent par rapport à la surface. La résistance inspiratoire est
légèrement plus faible que l’expiratoire.
La loi de Henry établit que la quantité de gaz dissoute dans un liquide est directement
proportionnelle à la pression partielle de ce gaz exercée au contact de l’interface air/liquide, à
température constante.
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Durant la compression, le gaz se dissout dans les tissus de façon exponentielle selon le temps. A
l’inverse, lors de la diminution de pression, le gaz dissous va repasser en phase gazeuse selon une
cinétique exponentielle.
Lors de la décompression, des bulles apparaissent dans les tissus quand les gaz inertes qui s’y
sont dissous quittent le liquide.
Si la formation de ces bulles n’est pas trop excessive, elles seront éliminées par la respiration.
Dans le cas contraire, leur présence en excès peut entraîner des accidents ischémiques aigus.
A minima, ces bulles se comportent comme des corps étrangers qui réalise la maladie de
décompression.
Plongée en apnée
• L’arrêt de l’apnée correspond au moment où l’on ne peut plus résister au réflexe inspiratoire
• Le stimulus du réflexe est le taux de CO2 dans le sang artériel
• Une hyperventilation avant l’apnée diminue le CO2 artériel et augmente la durée de l ’apnée
• Le risque de l ’hyperventilation :
– Chute de la PO2 artérielle trop bas avant l’apparition du stimulus inspiratoire par
l’élévation de la PCO2
– Trouble de conscience voir perte de connaissance sous l ’eau
• Une plongée en apnée à 1-2 m peut déjà provoquer une augmentation de pression sur les
secteurs aériens de l’organisme (poumons, sinus, oreille moyenne…)
• Possibles douleurs des cavités (sinus, oreille moyenne) si les pressions ne sont pas équilibrées
• Douleurs abdominales liées à la compression des gaz abdominaux
• Douleurs dentaires
• Le masque peut entraîner une augmentation de la pression favorisant l‘apparition
d ‘hémorragie sur le visage et les yeux
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Plongée autonome à l ’air
• Crée en 1943
• Pour permettre la respiration alors que le thorax est immergé, le gaz doit être pressurisé à un
niveau équivalent à celui de la pression extérieure
• Plus la plongée est profonde, plus le débit d’air exigé pour équilibrer les pressions augmentent
• Un réservoir standard est vidé en quelques minutes à 70 m, en 30-40 minutes à 6-7 m
• Lors de la plongée avec un appareil respiratoire, la pression des gaz dans les poumons est
toujours égale à la pression extérieure
• L’appareil respiratoire entraîne une augmentation du travail respiratoire de 10%
Plongée: Accidents
• Problèmes: augmentation des pressions partielles des gaz dans les différents compartiments de
l’organisme
• Accumulation de CO2, O2, azote
• Diminution des gradients de pression partielle en CO2 entre les alvéoles et le sang, diminuant
l’élimination du CO2
Oxygène
• L’oxygène est toxique à des pressions partielles de plus de 300 mmHg
• Avec une PO2 élevée, la saturation en O2 de l ’hémoglobine veineuse est augmentée, le CO2
ne peut plus être éliminé
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• Lorsque la PO2 veineuse est doublée, les vaisseaux cérébraux présentent une vasoconstriction
pouvant aboutir à des troubles visuels, une respiration rapide et superficielle, des convulsions,
un œdème pulmonaire
Accident de décompression
• L ’augmentation des pressions partielles en Azote accroît la teneur du sang et des tissus en
azote
• Si le plongeur remonte trop rapidement, l’excès d ’azote ne peut pas être éliminé
• L ’azote est alors piégé sous forme de bulles gazeuses dans le système circulatoire et les tissus
• Les bulles d ’azote provoquent :
– des douleurs articulaires
– des emboles
• Le traitement :
– caisson de compression: permet la redissolution de l ’azote
– puis décompression lente
• Des tables permettent d ’éviter ces accidents (tables de décompression) pour permettre
l ’élimination des gaz dissous
La narcose à l ’azote
• L’azote n’a pas d ’effet à l’air ambiant, il n’est pas échangé au niveau pulmonaire
• En plongée, il pénètre dans l’organisme et se comporte comme un anesthésique
• Effet d’autant plus important que la pression partielle d’azote est élevée
• Effet équivalent à la consommation d’alcool
• Une plongée à 15m correspond à l’absorption d ’un verre de Martini
• A partir de 30 m peuvent apparaître des erreurs de jugement (ivresse des profondeurs)
• On utilise des mélanges de gaz enrichis en hélium pour les plongées profondes
Pneumothorax spontané
• L ’inhalation de gaz pressurisés peut provoquer des lésions pleuro-pulmonaires si le gaz n’est
pas expiré suffisamment à la remontée
• Il y a un risque de dilatation des alvéoles pouvant aller jusqu’à la rupture
• Les bulles de gaz peuvent également créer des emboles qui obstruent les vaisseaux sanguins
• Prévention:
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– garder la bouche ouverte lors de la remontée et expirer régulièrement