Toxicité des gaz (Narcose, Hyperoxie ) Essoufflement

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1 Thierry Carton Décembre 2010 MF1 Toxicité des gaz (Narcose, Hyperoxie ) Essoufflement N4 1 Pourquoi ce cours? 2 2 La toxicité des gaz 2 3 Intoxication à l azote (Narcose): 4 4 Intoxication à l oxygène 6 5 Intoxication monoxyde de carbone 9 6 L essoufflement ou hypercapnie 10 7 Conclusion sur le cours : 13 8 Prochain cours 13

2 1 Pourquoi ce cours? Il est indispensable de connaître les risques liés à la toxicité des gaz en plongée en tant que futur GP. Vous avez été sensibilisé aux risques de toxicité des gaz dans le cadre de votre cursus N2 (ou N3). Vous devez être capables de comprendre les mécanismes afin de pouvoir détecter et anticiper certains phénomènes en plongée. Pour cela, vous devez en reconnaître les signes chez un plongeur dans votre palanquée, afin de pouvoir lui porter assistance. Dans ce cours, on mentionnera pour chacun des effets, les signes d apparitions, les facteurs favorisants, la prévention et la conduite à tenir. L air est composé de plusieurs gaz, qui peuvent être toxiques à une certaine profondeur. Vous devez connaître les limites de toxicité de ces gaz. 2 La toxicité des gaz Qu est-ce que la narcose (ou ivresse des profondeurs)? Pourquoi entre autre les limites de la plongée loisir est de 60m? Pourquoi les filtres d un compresseur doivent ils être toujours ultra propres? Le plongeur respire en immersion le même gaz qu à la surface mais à une pression différente. Or à certaines profondeurs, la plupart des gaz de la plongée loisirs peuvent devenir TOXIQUES. Il est important de connaître ces limites. 2.1 La loi des pressions partielles Dalton (rappel N2/N3) Pour info : John DALTON ( ) a formulé en 1801 la loi d addition des pressions partielles dans les mélanges gazeux. L air est un mélange gazeux et est composé de : 79,00 % d azote (N2) qui est un gaz inerte non utilisé par l organisme 20,90 % d oxygène (O2) essentiel à la vie, utilisé par les cellules de l organisme 0,03 % de gaz carbonique (CO2), joue le rôle d excitant cardio vasculaire dans l organisme. 0,07 % de gaz rares Ces différents gaz auront une action sur l organisme suivant la pression à laquelle ils sont respirés. 2.2 Définition : A température donnée, la pression d un mélange gazeux est égale à la somme des pressions qu auraient chacun de ces gaz s ils occupaient seuls le volume total. Pt = P1 + P2 + P3 + La pression partielle d un gaz (représente la concentration) dans un mélange est obtenue par la formule : Pp gaz d un mélange = Pabs mélange x % du gaz dans le mélange.

3 Exemple : Pp = Pabs x ( X / 100 )

4 2.3 Les facteurs de la toxicité : La concentration Les gaz sont toxiques suivant leur concentration, ie la pression partielle. Les seuils de toxicité sont différents selon les gaz. La profondeur : La toxicité des gaz augmente avec la pression. C est pour cette raison qu un gaz parfaitement toléré en surface peut devenir toxique pour l organisme lorsqu il est respiré à une pression plus élevée. La durée d exposition Pour des gaz tels que l oxygène, les seuils de toxicité varient en fonction de la durée d exposition. Les facteurs environnementaux et sensibilité individuelle Les conditions d exposition (milieu, température, visibilité, descente en pleine eau, courant, ) font varier les limites de toxicité. De même, selon les individus, leurs états psychique et physique du jour, les seuils de toxicité varient de façon importante. 3 Intoxication à l azote (Narcose): La narcose est un danger majeur qui apparaît dans l espace lointain. A une pression élevée de l azote, le système nerveux est perturbé. L azote est responsable de la narcose lors des plongées à l air. La dissolution de l azote dans les graisses des neurones provoquerait un ralentissement des transmissions dans le système nerveux central (cours suivant). Cela se traduit pour la majorité des plongeurs par un ralentissement des facultés mentales.(ex : si tu descends vite et que tu te retournes trop vite au fond) L effet s accroît au fur et à mesure que la pression augmente. Tout comme l alcool, nous ne sommes pas égaux devant la narcose, mais tout plongeur subit les effets de la narcose (même s il ne les ressent pas) dès 30 mètres. Mais au delà de 60 mètres, aucun plongeur n y échappe 3.1 Signes de la narcose La narcose apparaît progressivement chez le plongeur et nous pouvons découper ces symptômes en trois phases. Première phase Soit une sensation de bien-être et de confiance en soi Soit une sensation diffuse d angoisse Deuxième phase Des troubles de la mémoire immédiate, Un relâchement de l attention, Des altérations du raisonnement, Une diminution des facultés d adaptation, Une viscosité mentale (idée fixe, lenteur de raisonnement), Des troubles de la vue (effet tunnel) et de l audition,

5 Phase terminale Perte des facultés de jugement, le plongeur n a plus de réaction et se noie s il n est pas assisté Ces signes sont réversibles, ils disparaissent à la remontée. 3.2 Facteurs favorisants Une descente trop rapide, Descente dans le bleu sans repères visuels (descendre le long du mouillage quand on peut) Un retournement trop brutale au fond en fin descente, L obscurité, la visibilité réduite, Une fatigue physique ou psychologique, l angoisse, l âge. Une augmentation du taux de CO2 du à des efforts physiques, stress, froid, essoufflement, La prise de certains médicaments, 3.3 Prévention Les effets de la narcose peuvent être atténués par : Un entraînement régulier et progressif à la plongée profonde, Descendre doucement le long du mouillage ou d un repère visuel, Adapter votre ventilation suivant la profondeur, Eviter l alcool et certains médicaments qui endorment (sédatifs) avant la plongée, Limiter la profondeur à 40m, Plongez avec un encadrement expérimenté (pour les N2/N3), Le discernement de la dégradation de ces fonctions mentales, 3.4 Conduite à tenir (Rôle du guide de palanquée) Garder des repères visuels (le long d un tombant, du mouillage, etc.), Descendre doucement (pas forcément la tête en bas la 1 ère fois), Adaptation des plongeurs de la palanquée à la profondeur, Demander au plongeur si c est la première fois (limiter la profondeur dans ce cas) Surveiller le comportement des plongeurs à la descente et en bas, Communiquer régulièrement avec les plongeurs, rassurer et être vigilant, En cas de narcose : Porter assistance -> remonter de quelques mètres, Interrompre la plongée éventuellement, Surveiller la conscience en surface. 3.5 Risque de sur-accidents Le plongeur perd toutes facultés de raisonnement et s expose à la noyade, à une surpression pulmonaire et/ou un accident de décompression. 3.6 Exercices : Le seuil de tolérance de l azote PPN2 = 5.6 bars de pression partielle. Retrouver la profondeur maxi tolérée dans les tables de plongée fédérales. Solution : Pp gaz d un mélange = 5,6 = Pabs mélange x 0,8. Pabs mélange = 7 ie 60 mètres.

6 4 Intoxication à l oxygène Sous une certaine pression, l oxygène peut également devenir toxique : S il est respiré pur, en dessous de 6 mètres, S il est respiré en mélange suroxygéné (Nitrox on verra plus tard) en dessous de la profondeur d utilisation critique de mélange respiré. En plongée à l air, à grande profondeur, en dessous de 60 mètres. 4.1 Bien que l oxygène soit un élément indispensable à la vie, il peut devenir toxique pour le système nerveux dès que la pression partielle est supérieure à un certain seuil au dessus de la normale. A partir de 0,5 bar pendant une durée d au moins 2 heures : effet Lorin-Smith A partir de 1.6 bar de pressions partielles : effet Paul Bert Ce seuil de 1,6 bar correspond à une profondeur d environ 66m, ce risque est donc normalement absent de la plongée loisir à l air limitée à 60 m (narcose) sauf dépassement accidentel de cette profondeur ou de la profondeur plancher en plongée Nitrox ou de palier à l O2. Cet accident est peu probable à la plongée à l air. 4.2 Signes de l hyperoxie circonstances d apparition 1. ALARME (Souvent absente) Enchaînement des étapes 2 et 3 2. APNEE Phase tonique 3. CONVULSIONS Phase clonique (2 à 3 minutes) 4. RETOUR A LA NORMALE SI BAISSE PpO2 sinon le cycle reprend en 2 Phase résolutive ou dépressive (10 à 15 minutes) Retour à la normale si arrêt du mélange hyperoxique Risque de surpression pulmonaire Risque de noyade Fatigue Endormissement Amnésie de la crise

7 Les effets possibles : La crise (genre crise épileptique) apparaît généralement sans signes précurseurs, Vision anormale «En tunnel», Altération du champ visuel, Troubles auditifs, Crampes localisées, Tremblements des lèvres et des muscles de la bouche, Euphorie, Malaise général. Il faut être vigilant, cela peut tout à fait ressembler à une narcose sur certains effets. 4.3 Facteurs favorisants Susceptibilité personnelle Fatigue Conditions de plongée (Froid) Effort musculaire Excitants (alcool, café, tabac, ) 4.4 Prévention Rôle du guide palanquée : Vérifier la profondeur plancher à ne pas dépasser en fonction du mélange respiré Respect strict de la profondeur d évolution Identification précise des bouteilles concernées (mélange) Suivre une formation Nitrox pour les plongées au mélange (voir suite du document) 4.5 Conduite à tenir Porter assistance et la remonter de quelques mètres pour diminuer la PPO2(attention à la phase tonique apnée), Garder le détendeur en bouche, Stopper la plongée et remonter en réalisant la procédure de décompression, Sur le bateau : Déséquiper, couvrir et confier aux équipes médicales, En attendant les équipes médicales, réaliser les premiers secours en fonction des symptômes. 4.6 Exercices :

8 Sachant que la Pp maxi admissible de l O2 est de 1,6 b, calculer la profondeur maxi pour une plongée à l air. Solution : Pp O2 maxi = 1,6 b Mélange à 20% O2 Pabs x 20/100 = 1,6 Pabs = 1,6 x 100/20 = 8 b On a une Pabs = 8b à 70m (Limite de l air) Sachant que la Pp maxi admissible de l O2 est de 1,6b, calculer la profondeur maxi pour une plongée à l O2 pur. Solution : Pp O2 maxi = 1,6 b Mélange à 100% O2 Pabs x 100/100 = 1,6 Pabs = 1,6 b Pabs 1,6 à 6m (Limite de mélange O2 pur) 4.7 Signes de l hypoxie circonstances d apparition Le seuil de Pp O2 mini est fixée à 0,17 bars En cas de déficit d oxygène, le corps active des systèmes de compensation soit augmentation de la ventilation si c est impossible c est la réduction du métabolisme pour réserver l oxygène aux fonctions vitales. Mais cette réduction peut entraîner une perte connaissance brutale. Nitrox ou mélange autre Respiration d un mélange appauvri en O2 avant la profondeur pour obtenir une pression partielle suffisante - Erreur de mélange Mecanismes A la surface, la PpO2 = 0.2 bar. Lorsque l'apnéiste descend à 20 m, la Pp02 passe de 0.2 à 0.6 bar. Il fournit un effort lors d'un déplacement horizontal donc consomme de l'o2 et produit du CO2. Lorsque la PpCO2 augmente, une envie d'inspirer croissante le fait remonter. A ce moment, la PpO2 diminue, et n'atteint pas en général les valeurs critiques citées ci-dessus. Si maintenant cet apnéiste décide de pratiquer une hyperventilation en surface, il abaisse la PpC02 (n'influe pas sur la PpO2). Si l'on reprend le même trajet, une fois au fond, n'ayant plus cette envie d'inspirer, il reste plus longtemps, donc consomme plus d'o2 et à la remontée, il risque d'atteindre la valeur critique de PpO2. A 5m, anoxie donc syncope brutale ( puis réflexe inspiratoire et noyade!) Symptômes Etourdissement, malaise, tachycardie, syncope parfois brutale, mort par noyade Prévention Contrôle de la teneur d O2 du gaz respiré (Nitrox) Suivre une formation Nitrox pour les plongées au mélange Ne pas dépasser ses limites en apnée

9 Ne pas faire d apnée seul, Pas d'hyperventilation Ne jamais forcer sur la respiration, Eviter les apnées successives (dettes d'o2), Ne pas tenter de record! Se préparer pour les apnées, augmenter progressivement temps et profondeur, Pour l'encadrement, attention au terme rendez-vous syncopal des 7 mètres car la syncope se produit souvent entre 0 et 5m, voire en surface après le signe OK. Restez vigilant Conduite à tenir Soustraire le sujet le plus rapidement possible à l hypoxie Oxygénothérapie sur le bateau 5 Intoxication monoxyde de carbone La présence de CO dans l air d un scaphandre résulte d une pollution de l air aspiré au gonflage, si la prise d'air est mal positionnée. Le CO est un gaz inodore très toxique car il se fixe sur l hémoglobine en donnant un composé très stable, il peut s'avérer extrêmement dangereux. 5.1 Mécanismes Le CO se fixe à l'hémoglobine (par combinaison) et prend la place de l'o2 (voir cours sur les échanges gazeux). Intoxication. 5.2 Symptômes 5.3 Facteurs favorisants % CO Symptômes < % Aucun 0.01 % Maux de tête 0.05 % Troubles de la vue, respiration difficile, paralysie des jambes 0.1 % Perte de connaissance 0.25 % Syncope et mort rapide 0.5 % Mort Prise d air du compresseur située à coté d un pot d échappement! Arrêter tout moteur thermique à proximité lors du gonflage 5.4 Prévention Attention au gonflage (arrivée d air) Une pollution légère en surface peut devenir grave en plongée en raison de l augmentation de la pression partielle.

10 Exemple : 2% de CO2 en surface correspondent à 4% à 10m, 6% à 20m 5.5 Conduite à tenir Sortir la personne de l eau, Surveiller la personne à la sortie de la plongée, Oxygénothérapie sur le bateau, Diriger vers un hôpital. 6 L essoufflement ou hypercapnie 6.1 Principe L être humain lorsqu il court à la surface, s essouffle. En consommant de l'o2, l'organisme produit du CO2. Ce CO2 est naturellement évacué par la ventilation. En plongée, contrairement à la surface, l expiration est volontaire et demande un effort musculaire qui va produire du CO2. Cet effort est renforcé par le port de la combinaison, le fait d expirer via le détendeur. En cas d'augmentation du taux de CO2 (effort, ), on doit adapter sa ventilation en amplitude pour éliminer efficacement ce CO2 en forçant sur l expiration. Sinon, le taux de CO2 augmente encore et la sensation de «manquer d air» apparaît, le plongeur a alors tendance à vouloir inspirer sans expirer suffisamment et n élimine plus de façon efficace le CO2 : le «cercle vicieux» de l essoufflement est démarré. Le plongeur qui a l impression d étouffer peut arracher son détendeur et risque de se noyer.

11 6.2 Symptômes Augmentation de la fréquence ventilatoire/cardiaque (respiration rapide et courte : production de beaucoup de bulles) Petit truc : Comment reconnaître un début d essoufflement : on ne tient pas une petite apnée expiratoire de 2 à 3 secondes. PpCO2 Symptômes < 0.02 bar Aucun 0.02 bar Augmentation du rythme et l amplitude respiratoire Maux de tête 0.05 bar Essoufflement, sueurs, cyanose 0.07 Torpeur, vertiges, nausées, ralentissement du rythme respiratoire > 0.07 Aggravation des effets précédents -> syncope et mort 6.3 Préventions Avant la plongée S entraîner régulièrement en piscine. Entretenir sa condition physique, Eviter de faire la fête la veille d une plongée (la fatigue favorise l essoufflement)., Eviter de faire des efforts importants avant la plongée, S équiper calmement sur le bateau, Ne pas se surlester, Vérifier que le robinet du bloc de vos plongeurs est bien ouvert Bien entretenir son matériel Lors de la mise à l eau Ne pas faire d efforts excessifs pour rejoindre le point où se fera l immersion (en cas de fortes vagues, mettre l embout en bouche pour rejoindre le point d immersion. Autre solution : capelé sur le dos) Si vous êtes déjà essoufflé (e) en surface, ne pas descendre. L essoufflement s aggrave avec la profondeur et la pression. Reprendre calmement son souffle (en expirant bien). Si l essoufflement persiste, renoncer à plonger. Pendant la plongée Palmage lent et efficace. Un bon plongeur est un plongeur fainéant. Pas d effort excessif Respirer régulièrement et lentement en expirant bien (plus qu on le fait normalement à l air libre). Ne jamais bloquer sa respiration pendant la plongée. Surtout pendant la remontée!!! Il est inutile (et dangereux) de vouloir réduire sa consommation d air en faisant des apnées. 6.4 Causes Ce qui fait augmenter le rythme cardiaque : Bien se protéger du froid, (Le froid augmentant, provoque une augmentation de la ventilation) Gérer son stress (mise à l eau, visibilité, profondeur ), Ce qui gêne la ventilation :

12 Etre correctement équipé, pas de matériel inadapté (cagoule/combinaison trop serré, ) Détendeur en parfait état de fonctionnement, Bouteille correctement ouverte, avec air sein (attention gonflage)!! Ne pas se mettre immédiatement à l eau en ayant inspiré les vapeurs de gaz du moteur du bateau. Ce qui augmente les efforts musculaires : Ne pas chercher l effort à tout prix face au courant, Avoir un palmage efficace, Ne pas être trop lesté! 6.5 Conduite à tenir Lorsque le plongeur sent la sensation d essoufflement, reprendre le rythme cardiaque en forçant sur l expiration, et stopper tout effort (s accrocher à une roche). En tant que futur GP, vous devez : remonter le plongeur, car avec la pression, l essoufflement s estompera. Être vigilant sur la tenue de son détendeur en bouche. Pour votre binôme: Au premier signe exprimé (signe essoufflement) ou visible d augmentation du rythme ventilatoire (bulle trop importante générée), assister le plongeur. Si les symptômes persistent procéder à une assistance en maintenant le détendeur en bouche, Augmenter les temps de palier si possible, Vous remonter le plongeur, car avec la pression, l essoufflement s estompera, Vérifier le manomètre, et interrompre la plongée, En surface, si l essoufflement persiste, mise sous O2, prévenir les secours (Risque ADD et surpression pulmonaire) 6.6 Conséquences Si un essoufflement est mal géré, les risques sont : Panne d air pouvant engendrer une noyade ou ADD. Panique pouvant engendrer une noyade ou Surpression pulmonaire.

13 Intervention du secouriste. Dans un premier temps, sortir le noyé de l eau le plus rapidement possible et faire prévenir les secours. Après avoir fait un bilan rapide des fonctions vitales, l accidenté sera traité selon les cas : ranimation cardio-ventilatoire, défibrillation précoce, oxygénothérapie, évacuation vers un centre hospitalier équipé d un caisson hyperbare multiplace 7 Conclusion sur le cours : L ensemble des phénomènes (essoufflement, hyperoxie, anoxie, ) peuvent provoquer un accident de décompression. La liste des accidents peut paraître longue. Il est néanmoins évident que la connaissance des différents incidents permettra une meilleure prévention. Le futur guide de palanquée a le devoir de connaître ces incidents dans le but de pouvoir assurer sa sécurité et celle de l ensemble de la palanquée. Dans le doute, il ne faut surtout pas hésiter à prévenir les secours, car cela peut provoquer des risques de sur-accident (décompression insuffisante risque d ADD) Le déni d un accident de plongée peut avoir de lourde conséquence. Il vaut mieux passer un séjour en caisson pour un rhume, plutôt que de passer à côté du caisson alors que cela est nécessaire. Il est nécessaire de s entraîner à réagir devant toutes les situations, car on n est jamais à l abri, mais il est intelligent d agir avec conscience de ce que l on fait et de prendre ses précautions. N oubliez pas que la plongée est un loisir qui ne mérite pas que l on y sacrifie sa santé. 8 Prochain cours Connaissance du modèle de Haldane : notion de compartiment. Connaissance très succincte de l existence d autres modèles : diffusion, bulles circulantes,