Pression et barotraumatismes P = F / S P 1 < P 2

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1 Pression et barotraumatismes 1. Définitions et unités 1.1. La pression La pression est le résultat d'une force appliquée sur une surface. P = F / S P 1 < P 2 Unité: - Pa : 1 Pa = 1 N / m² - bar : 1 bar = 10 5 Pa unité que nous utilisons en plongée - (ancienne): mmhg. 760 mmhg = 1 bar La pression atmosphérique La terre est entourée de couches d'air (atmosphère), l'air ayant un poids (1,29 kg/m 3 ), ces couches exercent donc une pression sur tout corps. Cette pression varie avec l'altitude, la couche d'air devenant de moins en moins épaisse. Au niveau de la mer, la pression atmosphérique est (en moyenne) de 1,013 bar = hpa = 1,033 kg/cm². Pour simplifier, on considérera: Pression atmosphérique au niveau de la mer = 1 bar En altitude, la pression diminue puisque la couche d'air est moins importante. En gros, elle diminue de 0,1 bar tous les mille mètres. Application: plongées en altitudes (lacs de montagne) (Niveau 4) 1.3. La pression hydrostatique Un corps plongé dans l'eau va subir la pression exercée par le poids de la colonne d'eau située audessus de lui. Cette pression est appelée pression hydrostatique ou pression relative. Pressions barotraumatismes N1.docx 1/8

2 Le poids de la colonne d'eau augmentant avec la hauteur de cette dernière, la pression relative augmente donc avec la profondeur. Masse volumique de l'eau: kg/m 3 (1 026 pour l'eau salée). Colonne d'eau de 10 m et de 1 cm² de section. Volume: 10 x 0,0001 = 0,001 m 3 (1 l) Poids de la colonne = 1000 x 0,001 = 1 kg Pression = 1 kg/cm² = 1 bar. Si la colonne a une hauteur de 20 m, le volume est de 2 l, le poids de 2 kg et la pression de 2 bar. La pression hydrostatique augmente donc de 1 bar tous les 10 m. 10 mètres : P. relative = 1 bar 20 mètres : P. relative = 2 bar 1.4. La pression absolue La pression relative n'est pas la seule pression s'exerçant sur un corps en immersion, il y a aussi l'action de la pression atmosphérique. Le corps est donc soumis à la somme de la pression atmosphérique (=1 bar au niveau de la mer) et de la pression hydrostatique (1 bar tous les 10 m de colonne d'eau). Le total de la pression atmosphérique et de la pression relative est appelé pression absolue. PA = P. relative + P. atmosphérique 10 mètres : PA = P. relative (1 bar) + P. atmosphérique (1 bar) = 2 bar 20 mètres : PA = P. relative (2 bar) + P. atmosphérique (1 bar) = 3 bar Ces variations de pression ont des conséquences sur l organisme du plongeur : nous allons voir lesquelles et les précautions à prendre pour pouvoir plonger en sécurité et de manière confortable jusqu à 20 m. Pressions barotraumatismes N1.docx 2/8

3 2. Compressibilité des gaz Loi de Mariotte : "(A température constante), le volume d un gaz est inversement proportionnel à la pression qu il subit." V = α / P ou bien encore PV = Cte ou bien P 1 V 1 = P 2 V 2 La compressibilité des gaz, associée aux variations de profondeur (donc de pression) est un phénomène très important en plongée : variation de notre consommation d air (donc de notre autonomie), dangers et problèmes éventuels provoqués par les variations de volume de l air: barotraumatismes. 3. Consommation et autonomie Notre réserve d air : 12 l à 200 bar soit combien d air à la pression atmosphérique? P 1 = 200 bar P 2 = 1 bar (pression atmosphérique) V 1 = 12 l V 2? (ce qu on cherche) P 1 V 1 = P 2 V x 12 = 1 x V 2 V 2 = l Nous partons donc avec l d air atmosphérique comprimé dans notre bloc. En considérant une consommation de 12 l/min nous avons donc / 12 = 200 minutes (3 h 20) d autonomie en surface. Et à 10 m? Pression absolue PA = = 2 bar. Nous respirons donc un air à une pression de 2 bar. P 1 V 1 = P 2 V x 12 = 2 x V 2 V 2 = l Pressions barotraumatismes N1.docx 3/8

4 Notre autonomie est alors de / 12 = 100 minutes (1 h 40), deux fois moins qu en surface. A 20 m, l autonomie n est plus que de 1 h 06 minutes (à vous de le démontrer!). Plus je plonge profond, plus ma consommation augmente. Mon autonomie diminue donc avec la profondeur. 4. Barotraumatismes Baro : lié à la pression Traumatisme : lésion provoquée par un agent extérieur Barotraumatisme = lésion provoquée par la pression Certains barotraumatismes peuvent se produire uniquement à la descente, d autre uniquement à la remontée et d autres encore sont susceptibles de se produire à la descente et à la remontée. Ils peuvent être plus ou moins graves en fonction des organes qu ils concernent et de la variation de pression qui les aura provoqués. Ils peuvent tous être prévenus par des mesures simples et nous allons donc voir comment les éviter Placage de masque A la descente la pression de l eau, plus forte que la pression de l air dans le masque appuie sur la vitre, le masque se resserre sur le visage, la jupe se déforme et agit comme une ventouse. Conséquences : gêne aux yeux (impression qu ils sont tirés), rougissement des yeux, paupières tuméfiées ("œil au beurre noir"). Prévention : souffler par le nez pour rétablir la pression à l intérieur du masque. Prévenir le guide de planquée en cas de gêne ou de douleur. Pressions barotraumatismes N1.docx 4/8

5 4.2. Intestins (colique du scaphandrier) Les gaz de fermentation provenant de la digestion des aliments ingérés sont produit à la pression de la profondeur à laquelle on se trouve et ne s échappent pas correctement. Conséquences : en surface, ballonnements, aérophagie Prévention : alimentation équilibrée, éviter l abus de féculents et les boissons gazeuses Dents Liés à une cavité dans une dent (carie, plombage usé). Conséquences : - à la descente : la cavité peut se trouver en dépression douleurs, - à la remontée : la cavité peut se trouver en surpression douleurs, voir éclatement de la dent. Prévention : - en cas de douleur à la descente, s arrêter et faire signe au guide de palanquée, - en cas de douleur à la remontée, s arrêter ou redescendre un peu pour permettre à la douleur de diminuer, faire signe au guide de palanquée puis remonter très lentement, - avoir une bonne hygiène dentaire et des dents bien soignées. Pressions barotraumatismes N1.docx 5/8

6 4.4. Sinus Les sinus sont des cavités situées dans certains os du crâne et normalement en communication avec les voies respiratoires. En cas d irritation (rhume, sinusites), la communication peut être obstruée et difficile entre les sinus et les voies respiratoires. Conséquences : - à la descente : la cavité peut se trouver en dépression douleurs, - à la remontée : la cavité peut se trouver en surpression douleurs. Prévention : - en cas de douleur à la descente, s arrêter et faire signe au guide de palanquée, - en cas de douleur à la remontée, s arrêter ou redescendre un peu pour permettre à la douleur de diminuer, faire signe au guide de palanquée puis remonter très lentement, - ne pas plonger si on est (très) enrhumé ou en cas de sinusite, - se moucher et se rincer les fosses nasales à l eau de mer avant de s immerger (problème : ça peut également irriter) Oreilles L oreille est constituée de deux parties séparées par le tympan : - l oreille externe en communication avec l extérieur, - l oreille interne en communication en communication avec les voies respiratoires via la trompe d Eustache. En cas d irritation (rhume), la trompe d Eustache peut être obstruée et la communication est donc difficile entre l oreille interne et les voies respiratoires. Pressions barotraumatismes N1.docx 6/8

7 Conséquences : - à la descente : la pression dans l oreille externe est supérieure à celle dans l oreille interne et vient appuyer sur le tympan gêne, douleurs, lésion du tympan, rupture du tympan - à la remontée : l oreille interne peut se trouver en surpression gêne, douleurs Prévention : - à la descente : équilibrer régulièrement et dès l immersion les pressions en pratiquant une manœuvre adaptée qui force l ouverture de la trompe d Eustache et ramène l oreille interne à la pression ambiante. Il existe plusieurs méthodes, la plus courante est la méthode de Vasalva ; - ne jamais effectuer de Vasalva à la remontée - en cas de douleur à la descente, s arrêter et faire signe au guide de palanquée, - en cas de douleur à la remontée, s arrêter ou redescendre un peu pour permettre à la douleur de diminuer, faire signe au guide de palanquée puis remonter très lentement, - ne pas plonger si on est (très) enrhumé ou en cas d inflammation ORL, - se moucher et se rincer les fosses nasales à l eau de mer avant de s immerger (problème : ça peut également irriter), - bien se rincer les oreilles à l eau douce, - en cas de douleur ou de gêne persistante, consulter un ORL 4.6. Surpression pulmonaire Les poumons sont remplis d air à la pression du milieu : 1 bar à la surface, 2 bar à 10 m, 3 bar à 20 m. Lors de la remontée, si l on ne prend pas garde à laisser l air s échapper (blocage de l expiration ou expiration insuffisante), les poumons vont se trouver en surpression c est la surpression pulmonaire, un accident qui peut être très grave et qui survient à la remontée. Cet accident peut se produire y compris à la piscine (4 m). Pressions barotraumatismes N1.docx 7/8

8 Conséquences : douleurs, gêne respiratoire, œdème pulmonaire, crachats de sang, lésions graves pouvant entraîner la mort. Prévention : - ne jamais bloquer sa respiration à la remontée, - bien expirer à la remontée, - ne jamais donner d air à un apnéiste, - certaines formes d asthme sont une contre indication formelle à la plongée bouteille. Pressions barotraumatismes N1.docx 8/8