THEORIE Niveau 1 PLONGEE D EXPLORATION EN MILIEU NATUREL

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1 THEORIE Niveau 1 REGLEMENTATION : Code du sport (arre te 06 avril 2012) Le «code du sport 2012» définit les règles de sécurité et de pratique de la plongée en scaphandre, à l air et aux mélanges autres que l air, en France : Pour la plongée en exploration Pour la plongée en formation Il a valeur de loi Il définit également l équipement des plongeurs ainsi que le matériel de sécurité nécessaire - Chaque bouteille est munie d'un manomètre ou d un système équivalent permettant d'indiquer la pression au cours de la plongée - En milieu naturel, chaque plongeur équipé d un appareil à circuit ouvert est muni d un système gonflable au moyen de gaz comprimé lui permettant de regagner la surface et de s'y maintenir Pour la plongée à l air, il distingue 5 espaces d évolution : [0-6m] * [0-12m] * [0-20m] * [0-40m] * [0-60m] (limite de la plongée à l air) Le code du sport prévoit l accès à ces espaces d évolution en fonction des «aptitudes» des plongeurs soit en étant encadré par un guide de palanqué (GP), soit en autonomie. Dans chacune de ces 2 filières, 4 aptitudes sont déclinées : PLONGEE D EXPLORATION EN MILIEU NATUREL Aptitudes à plonger encadré (avec un GP) Aptitudes à plonger en autonomie (sans GP) Débutant Encadré de 0 à 6m PE 12 Encadré de 0 à 12m PA 12 Autonome de 0 à 12m PE 20 Encadré de 0 à 20m PA 20 Autonome de 0 à 20m PE 40 Encadré de 0 à 40m PA 40 Autonome de 0 à 40m PE 60 (*) Encadré de 0 à 60m PA 60 (*) Autonome de 0 à 60m (*) Cet espace d'évolution est réservé aux plongeurs titulaires d'un brevet délivré par la FFESSM, la FSGT, l'ucpa, l'anmp, le SNMP ou la CMAS permettant la pratique dans l espace de 0 à 60 mètres. Brevets délivrés par la FFESSM, la FSGT, l UCPA, l ANMP et le SNMP NIVEAUX DE PLONGEUR Brevets délivrés par la CMAS 1 Aptitude à plonger encadré (avec un GP) Aptitude à plonger en autonomie (sans GP) Plongeur Niveau 1- P1 Plongeur 1 étoile PE-20 Plongeur Niveau 1- P1 incluant l autonomie PE-20 PA-12 Plongeur Niveau 2- P2 Plongeur 2 étoiles PE-40 PA-20 Plongeur Niveau 3- P3 Plongeur 3 étoiles PE-60 PA-60 Prérogatives (milieu naturel) : Plongeur N1 Plongeur N1 +PA 12 PREROGATIVES DU PLONGEUR N1 1 à 4 plongeurs N1 peuvent évoluer entre 0 et 20m encadrés par un GP (P4 mini) Idem + 2 à 3 plongeurs majeurs peuvent être autonomes entre 0 et 12m Documents importants : - Certificat médical (obligatoire) - Assurances : responsabilité civile (obligatoire) + assurance individuelle - Attestation de niveau (obligatoire)

2 - Carnet de plongée FLOTTABILITE Poids et Poussée d Archimède Lorsqu on s immerge, l action de la pesanteur (P) est contrebalancée par la poussée d Archimède(PA). Flottabilité : état d équilibre résultant de l application des forces de pesanteur (poids) au CG et de la poussée d Archimède au centre géométrique du volume immergé. Elle est déterminée par les densités relatives du milieu, du sujet et de son matériel Densité de l eau douce = 1 à 4 C Densité de l eau de mer = 1,025 à 15 C Densité du corps humain ; varie en fonction de sa composition (d muscle = ; d os = à 1.8 ; d graisses = 0.85 à 0.95), du volume pulmonaire, de l âge, du sexe (d femme = 0.87 ; d homme = 0.98), des particularités ethniques Le matériel intervient également pour modifier la flottabilité du plongeur : - La combinaison augmente la flottabilité car le néoprène est rempli de microbulles d air - Le gilet permet d ajuster sa flottabilité en fonction des besoins - Le lestage diminue la flottabilité Poids apparent = (Poids réel PA) avec PA = densité x volume Il peut être : Positif le corps coule Négatif le corps flotte Nul le corps reste au même niveau d immersion. En plongée, le lestage doit être calculé pour que le poids apparent soit nul, à 3m de profondeur, gilet stabilisateur vide et avec 50 bars de pression dans le bloc Exemples : Muscle (d 1,1) Poids = 1kg Volume 0,9litre PA CP x CG PA < P Les muscles coulent P Graisse (d 0,9) Poids = 1kg Volume 1,1litre PA Volume émergé = 0,1litre CG X CP x CG PA > P Les graisses remontent jusqu à ce que PA = P o CP P 2 Volume immergé = 1litre Remarque : ici CP et CG ne sont pas confondus car le CP se situe au centre géométrique du volume immergé

3 Volume pulmonaire : poumons = «vessie natatoire» 2 litres a) inspiration maximale (vol pulm 6litres) Poids = 70kg Volume corporel = 72litres PA Densité du corps = masse/volume = 70/72 = 0,97 < 1 70 litres Le corps flotte (flottabilité positive de 2kg x g) P b) Expiration forcée (vol pulm 1litre) Poids = 70kg Volume corporel = 69litres Densité du corps = masse/volume = 70/69 = 1,014 > 1 PA Le corps coule (flottabilité négative de 1kg x g) P Applications : Poumon ballast, Lestages, Levages, Utilisation du gilet, Combinaison BAROTRAUMATISMES Les compartiments gazeux du plongeur subissent les variations de pression au cours de la descente et de la remontée (loi de Mariotte). Il est donc indispensable d éviter toute différence de pression entre l intérieur de ces cavités et la pression ambiante. Si cette équipression n est pas faite, le plongeur s expose à un traumatisme, d autant plus fréquent que le plongeur est proche de la surface. Pression et volume Les gaz étant compressibles, l immersion influence les volumes aériens de l organisme du plongeur. Ceci est provoqué par les variations de pression à la descente et à la remontée Pression (Pa) : c est une force (N) exercée sur une surface (m 2 ) (ex : marche dans la neige avec/sans raquettes) Unités : Pascal (1 Pa = 1N/m 2 ) 3

4 1 bar 1000HPa 1 atmosphère = 1kg/cm 2 Pressions : Atmosphérique = poids d une colonne d air (1.3g/l) d 1 cm 2 de section ; P atm 1 bar au niveau de la mer ( hauteur) et à 15 C Hydrostatique = pression liée au poids de l eau ; une colonne d eau de 10m/1cm 2 de base pèse 1 kg P hydro augmente d 1 bar/10m Absolue = P atm + P hydro Loi de Mariotte : Pression (P) x Volume (V) = constante, à T constante Autrement dit, le volume d un gaz est inversement proportionnel à la pression qu il subit Exemples : Seringue : Air Le volume d air diminue dans la seringue tandis que le doigt résiste à l augmentation de pression Plongeur en apnée : 6 litre s?? à la surface à 10m de profondeur à 20m de profondeur Pression = P atmosphérique = 1 bar (mer) Pression = P atm + P eau Pression = P atm + P eau P x V = 1 x 6 = 6 or, P eau 1 bar/10m or, P eau 1 bar/10m P x V = 1 x 6 = 6 d où P = = 2 bars d où P = = 3 bars donc, 2 x V = 6 V = 3 litres donc, 3 x V = 6 V = 2 litres Conséquences : au fur et à mesure de la descente, la compression des poumons provoque une diminution du volume corporel diminution de la PA ; si elle devient inférieure au poids du nageur, il coule. 4

5 Plongeur bouteille : lors de la descente, le volume pulmonaire ne varie pas mais la pression à l intérieur des poumons augmente et est égale à la pression ambiante ; d où l augmentation de la consommation d air Conséquences : à la remontée, l air contenu dans les poumons va se dilater en cas de blocage total ou partiel de son évacuation 18litres 6litres 9litres 6litres 6litres 6litres Remarque : c est dans la zone 0-10m que les variations de volume sont les plus importantes Applications : tous les volumes aériens (Poumons, Oreilles, sinus, Masque, Gilet, Combinaison, Bouteille ) Masque Sinus Oreilles Dents Estomac Poumons Mécanisme Symptômes Prévention Descente : la pression augmente et comprime le volume interne du masque. Sa jupe se déforme, puis son volume ne pouvant plus changer, la pression dans le masque devient négative effet ventouse Communication bouchée entre le sinus et les fosses nasales (polypes, kystes, sinusite, déviation cloison nasale ) Equipression impossible. Pression (-) aspirant cette muqueuse à la descente ou Pression (+) venant écraser la muqueuse sinusale à la remontée 2 traumatismes : 1) A la descente : déséquilibre de pression entre l oreille moyenne et le conduit auditif déformation du tympan, fissuration puis rupture 2) A la descente ou la remontée : différence de pression entre les oreilles moyennes droite et gauche perturbation de l équilibre, nausées Dents présentant une cavité (carie, mauvaise obturation) 1) A la descente : la différence de pression entre la cavité et la pression ambiante irrite le nerf dentaire 2) A la remontée : l air emprisonné dans la cavité se détend et comprime le nerf, provoquant la douleur et le risque de faire fissurer ou éclater la dent Gaz contenus dans l estomac ou les intestins, d origine aérophagique ou digestive étirement pouvant aller jusqu à la déchirure En cas d obstacle à l évacuation de l air par les poumons lors de la remontée (fermeture de la glotte, pathologie bronchique obstructive, bronche à clapet ) l air se détend dans les poumons qui peuvent alors atteindre leur limite d élasticité étirement pouvant aller jusqu à la déchirure du tissus pulmonaire. Il s en suit : Sensation d aspiration Hémorragies (œil, nez, tissus sous cutanés) Douleurs faciales vives Hémorragie dans le masque Douleurs Si rupture : Vertiges, acouphènes, bourdonnements, nausées, vomissements, hypoacousie Douleurs allant de la piqure d abeille au coup de pioche! Ballonnements, éructations, pets Douleurs Les symptômes surviennent dès la sortie de l eau : - Oppression resp insuffisance resp aigue - Toux spume rosée - Douleurs thoraciques (coup de poignard) Ne pas trop serrer la sangle du masque Souffler par le nez dans le masque au cours de la descente Eviter de plonger en cas de sinusite, rhume Rincer les fosses nasales A la descente : stopper et remonter A la remontée : progresser doucement Mouchage Manœuvres d équilibrage (compensation) : - Valsalva (descente)* - Béance tubaire volontaire (descente)* - Déglutition - Méthode de Frenzel* - Méthode de Toynbee*(remontée) Ne jamais «forcer» les oreilles Hygiène dentaire Dentiste A la descente : stopper et remonter A la remontée : progresser doucement Hygiène alimentaire (éviter boissons gazeuses, choux, haricots secs, pain++...) Evacuer gaz/voies naturelles L ingestion d eau de mer favorise la fermentation digestive Souffler lors de la remontée Attention : - Zone 0-10m - Inspiration maxi - vitesse de remontée - Stress - Remontées sans embout 5

6 - Œdème pulmonaire** - Embolie** - Emphysème sous cutané** - Emphysème médiastinal** - Angoisse, état de choc - Boursoufflures de la peau au niveau thoracique supérieur - Hémiplégie - Coma Mort - Apnées (photographe, chasseur sous marin) - Asthme, bronches à clapet - Valsalva à la remontée (*) Valsalva : tenter de souffler par le nez, nez pincé, glotte fermée. S effectue à la descente, doucement (*) Béance tubaire volontaire (BTV) : ouverture de la trompe d Eustache grâce à la contraction des muscles Péri-staphylins. Pour cela, effectuer un début de bâillement ou une traction de la mâchoire. Méthode douce (*) Méthode de Frenzel : Il faut, nez pincé, bouche ouverte et glotte fermée, placer la langue sur le palais en prononçant le son «KE». (*) Méthode de Toynbee : inverse de la méthode de Valsalva. S effectue à la remontée seulement et de manière exceptionnelle (**) Œdème pulmonaire : passage de plasma dans l alvéole pneumothorax (**) Embolie : passage d air dans la circulation thrombose cérébrale et coronarienne (**) Emphysème sous cutané : diffusion d air sous la peau (**) Emphysème médiastinal : diffusion d air autour du cœur ACCIDENTS BIOCHIMIQUES et ACCIDENT DE DECOMPRESSION Les gaz que nous respirons se dissolvent dans l organisme et peuvent à cette occasion provoquer des accidents plus ou moins graves. Dissolution des gaz Les gaz contenus dans l air (79%N2, 0.03%CO2, 20.9%O2 et 0.07%gaz rares) exercent chacun une certaine pression ; on parle de pression partielle : Pression partielle(pp) : à température donnée, la pression d un mélange gazeux est égale à la somme des pressions qu aurait chacun des gaz s il occupait seul le volume total Loi de Dalton : Pp = Xi P et Pp = P, avec Xi =fraction du gaz dans le mélange et P = pression absolue Les liquides dissolvent les gaz (Ex : respiration des poissons, Boissons gazeuses ) : Loi de Henry : à température constante et à saturation, la quantité de gaz dissous dans un liquide est proportionnelle à la pression qu exerce le gaz sur le liquide. On appelle Tension (T), la pression qu exerce le gaz dissous au sein du liquide On distingue 3 états possibles au sein d un liquide : Saturation : Pp = T pas d échange Sous saturation : Pp > T le gaz se dissous dans le liquide jusqu à ce que Pp = T Sur saturation : Pp < T le gaz s échappe du liquide jusqu à ce que Pp = T Saturation Sous saturation Sur saturation Plusieurs facteurs interviennent dans la dissolution des gaz. On peut citer par exemple : - La nature du gaz (coefficient de solubilité) - La nature du liquide (notion de compartiments/calcul des procédures de décompression) - La température - La pression - La durée - La surface d échange (tissus +/- vascularisés) - L agitation (si effort++ tables COMEX) 6

7 Application : Accidents biochimiques et ADD Accident biochimiques L organisme accepte d être confronté aux gaz courants (O2, N2, CO2) à l intérieur de certaines limites de pressions (ou Pp). Le dépassement de ces limites provoque des troubles spécifiques. (+/-) Etat Mécanisme Symptômes Prévention O2 CO2 -- Hypoxie /Anoxie ++ Hyperoxie -- Hypocanie ++ Hypercapnie N2 ++ Narcose Apnée : diminution de la tension d O2 jusqu au niveau du seuil hypoxique Noyade : -Suppression des échanges gazeux -Anoxie cérébrale -Troubles circulatoires Toxicité excès O2 sur les tissus respiratoires et nerveux Diminution de la sensibilité des chémorécepteurs CO2 Augmentation de la sensibilité des chémorécepteurs CO2 Altération de la transmission de l influx nerveux Avec : O2 : oxygène CO2 : gaz carbonique N2 : azote Perte de connaissance brutale en phase de lutte -Cyanose, Troubles ventilatoires -Confusion Coma -Tachycardie, Collapsus -Vomissements Crampes, convulsion Retardement de l apparition de l envie de respirer -Essoufflement -Maux de tête, nausées -Suffocation pouvant déboucher sur un ADD ou une surpression pulmonaire -Troubles de la vision -Euphorie -«Solitude» -Vertiges -Gestes répétitifs Surveillance lors des «apnées à risque» Attention : -Hyperventilation prolongée : en abaissant ++ la tension du CO2 (hypocapnie), elle retarde l apparition de «l envie de respirer». -Profondeur : confort à la descente et lors des déplacements au fond du fait diffusion O2 vers le sang, majoration de l hypoxie à la remontée du fait du retour de l O2 vers les poumons -Vitesse de remontée : plus elle est rapide plus la chute de la tension en O2 est importante -Lestage : efforts ++ à la remontée -Apnées longues (avec beaucoup de récupération), surtout en fin d entrainement du fait de la diminution de la sensibilité des chémorécepteurs CO2 -Motivation : compétition, record, poisson -Complication imprévue : palme cassée, moulinet bloqué -Savoir nager -Connaitre ses possibilités et les dangers du milieu -Matériels de flottaison... -Pas d O2 pur au palier au delà de 6m -Limiter la profondeur lors des plongées NITROX (mélange enrichi en O2) et utiliser tables spécifiques Ne pas hyperventiler ; respirer calmement et prendre une grande inspiration à la fin -Bonne condition physique -Diminuer la profondeur ou s abstenir de descendre en cas d essoufflement en surface -Matériels adaptés (lestage, combinaison ) -Limiter les efforts (équilibre, technique palmage ) -Air «propre» dans le bloc -Eviter le stress -Limiter la profondeur (<40m) ou plonger avec mélanges tq TRIMIX (O2, He, N2) -Ne pas plonger seul -Bonne condition physique -Descente lente Accident de Décompression (ADD) En plongée, de l azote contenu dans l air que nous respirons se dissous dans notre corps puisque cet air est sous pression (loi de Henry). Plus on plonge longtemps et profond, plus on accumule d azote. C est la dissolution. Elle se produit jusqu à ce que l état de saturation (équilibre entre pression et tension de N2) soit atteint. Le phénomène inverse devra se passer pendant la remontée avec drainage sanguin et dégazage dans les poumons (désaturation). Toutefois, une remontée trop rapide va provoquer l apparition de microbulles au sein même d un compartiment* (désaturation critique) et non plus seulement à sa surface. Si ces microbulles s amalgament entre elles pour former 7

8 des bulles mesurables, elles vont grossir au fur et à mesure de la remontée (loi de Mariotte) et provoquer par leur présence, leur déplacement et leur arrêt, des lésions multiples. *Compartiments : éléments physiologiques se comportant de manière identique /à la dissolution de l azote Définition de l ADD : élimination anarchique d azote dans l organisme liée à une remontée trop rapide et/ou à un non respect des paliers et/ou à un profil anormal de plongée. Cet accident peut survenir avant le retour en surface, dès la sortie de l eau ou bien dans les heures qui suivent la plongée (jusqu à 12h après la sortie de l eau) Avec : Pp = Pression partielle ; T = Tension ; Sc = Sursaturation critique Symptômes généraux : - Sensation de fatigue ++ - Incapacité d uriner Symptômes particuliers : - Peau : Puces, Moutons démangeaisons, déformations - Articulation : Bends douleur, blocage - Oreille interne : vertiges, nausée - Moelle épinière : paralysie, paresthésie des membres inférieurs - Cerveau : détresse ventilatoire, perte ou altération des fonctions sensorielles, hémiplégie - Cœur : arrêt cardiaque Prévention : - Respect des procédures de désaturation Vitesse de remontée 15 à 17m/min (pour les tables MN90) Paliers (3m, 6m, 9m, 12m) donnés par les tables de plongée ou par l ordinateur Profil «normal» de la plongée (profondeur max atteinte au début, pas de yoyo - Avant la plongée : éviter la fatigue, l anxiété, l effort, la mauvaise condition physique - Pendant la plongée : éviter le froid, l anxiété, l effort, mauvaises conditions - Après la plongée : éviter le sport (2h), les apnées (6h), l altitude (12h), l avion (24h) - Plonger dans la courbe de sécurité : c est la zone, fonction du temps et de la profondeur, où il n est pas nécessaire de faire des paliers, la saturation n étant pas assez importante. 8

9 COMMUNICATION 9