Cours Accidents Biochimiques

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1 Toxicité des gaz en plongée Justification Rappels Plongée à l air Intoxication O 2 Effet Paul Bert Effet Lorrain Smith Hyperoxie Hypoxie Intoxication N 2 Intoxication CO 2 Intoxication CO Intoxication huile Plongée Nitrox Cours Accidents Biochimiques Toxicité des gaz en plongée - E.B - Eric BRASSART (E2) Responsables pédagogiques Jacques Duquenoy (MF2) Justification Lors de sa plongée, le plongeur respire de l air (ou mélange) sous pression. A partir de certaines pressions partielles quelques uns de ces gaz dissous dans les tissus peuvent être toxiques. La pression absolue augmentant avec la profondeur, cette dernière augmente la toxicité des gaz inhalés. Ce qui revient à dire qu un gaz respirable à une profondeur donnée peut ne plus l être à une profondeur plus élevée. Les conséquences sont des perturbations de l état de conscience du plongeur pouvant dégénérer et entraîner la noyade. Rappels Composition de l air : réel Oxygène (O2) : 20,946 % Azote (N2) : 78,084 % Argon (Ar) : 0,934 % Dioxyde de Carbone (CO2) : 0,033 % Gaz Rares 1 (traces) : 0,03% simplifié Oxygène (O2) : 21 % Azote (N2) : 79 % Poids : 1,293 kg /m 3 soit 1,3 g /litre La pression partielle (Pp) d un gaz est égale à : (Formule de DALTON) Plongée à l air P P Gaz x = P abs %Gaz x 100 Les principaux constituant de l air sont l azote et l oxygène et sont susceptibles en fonction de leur concentration de devenir toxique. D autre gaz, peuvent venir s ajouter à la composition de l air dans les bouteilles, lorsque le local du compresseur n est pas en conformité et sont appelés polluants : Gaz carbonique, monoxyde de carbone, vapeurs d huile. Toxicité de l oxygène Lorsque l oxygène respiré n est plus dans des proportions de pression partielle comprise entre 0,21 bar et 1,6 bars (Normoxie), il devient dangereux pour le plongeur. En dessous de 0,21 bar on parle d Hypoxie qui est toléré par le corps humain jusqu à une valeur de 0,16 bar. Au dessus de 1,6 bars on parle d Hyperoxie. 1 Néon, Hélium, krypton, Hydrogène, Xénon, Radon, Oxyde de carbone

2 Néanmoins il faut faire attention à la zone de Normoxie car en fonction du temps d inhalation d oxygène des effets secondaires peuvent se faire sentir quelques heures après : jusqu à 0,6 bars pas d effet secondaire quelque soit le temps d inhalation, de 0,6 à 1,6 bars apparition d effets toxiques après plusieurs heures. C est ce qui est appelé l effet Lorrain Smith (voir fin du cours). Hypoxie Pression Partielle d oxygène Normoxie Hyperoxie Effet Lorrain Smith Effet Paul Bert L Hyperoxie : 0,16 bar 0,21 bar 0,6 bar 1,6 bars Figure 1 : Toxicité de l oxygène La limite de 1,6 bars de pression partielle d O 2 donne pour les plongées à l air une profondeur maximale de : P P O 2 = 1,6 bars = P Abs 21 1,6 100 P Abs = = 7,61 bars P hydro =6,61 donc profondeur = 66 mètres. La profondeur maximale autorisée étant de 60 mètres ce risque est théoriquement exclus de la plongée à l air. Néanmoins ce risque peut exister dans le cas de la plongée aux mélanges et dans le cas de paliers à l oxygène pur. Rappels : Pour les paliers à l oxygène pure la profondeur limite d utilisation est de 6 mètres (voir cours sur les tables partie inhalation d O 2 aux paliers). PpO 2 max=1,6 bars = P Abs %O2 (100% d oxygène) P Abs = 1,6 bars donc la profondeur maximale = 6 mètres Pour les mélanges voir paragraphe suivant : plongée aux mélanges. Lorsque la pression partielle d oxygène devient supérieure à 1,6 bars, l oxygène devient neurotoxique, déclenchant la crise d hyperoxie encore appelée effet Paul Bert 2. Cette crise peu apparaître après un délais variable en fonction des individus. Les paramètres le déclenchant sont liés : à la pression partielle d oxygène, à la sensibilité de chaque individu (des études montrent un déclenchement entre 7 min à 2h30 dans des conditions de plongée similaire), à des facteurs favorisants comme : les efforts, la fatigue, l anxiété, la chaleur, le froid A titre indicatif le tableau suivant donne une idée du temps avant déclenchement de l effet Paul Bert : PpO 2 (bar) Temps avant déclenchement 1,7 7 heures 1,8 3 heures 2 50 min 3 30 min 3,5 10 min Tableau 1 : valeur indicative pour le déclenchement de l effet Paul Bert 2 Paul Bert (1833 Auxerre-1886 Tonkin) Professeur de physiologie à la Sorbonne, membre de l académie des sciences, il a été également député républicain, ministre de l Instruction publique et des cultes du gouvernement Gambetta.

3 Mécanisme Les premiers symptômes, imperceptibles en règles générales, sont les suivants : Crampes, accélération du pouls, réduction du champ visuel, modification de l humeur, gênes de la ventilation, secousses musculaires. Un retour à une situation normale peut être retrouvé par la diminution de la PpO 2, soit en remontant, soit en changeant le gaz respiré. Phase de contraction incontrôlé de l ensemble des muscles et en particulier ceux de l appareil respiratoire. Spasme glottique entraînant une apnée pouvant déboucher sur une surpression pulmonaire en cas de remontée. La phase suivante se manifeste par crise de tétanie et de convulsion rappelant l'épilepsie. Elle se caractérise par des contractions et décontractions musculaires répétitives, s il n y a pas de retour à la normale la noyade est assurée (lâché d embout). Après un retour à la normale en O 2 la crise ne laisse pas de trace, voire pas de souvenir et provoque l endormissement du plongeur. Symptômes Face rose, Crampes, Troubles de la vision, Gênes de la ventilation, Accélération du pouls, Humeur variable, Crises Epileptiques, Perte de connaissances. Etre à l écoute des sensations de son corps (essayer de détecter les signes avant coureur de la crise). Lors du déclenchement d une crise c est aux membres de la palanquée de prendre en charge le plongeur et de déterminer le moment opportun pour le remonter en toute sécurité. saisir le plongeur, changer de détendeur en lui donnant votre détendeur de secours (si nécessaire) et lui maintenir en bouche, rejoindre progressivement la surface en respectant la décompression (vitesse de remontée, palier(s)) et surveiller la ventilation (surpression pulmonaire). En surface le déséquiper, sécher, couvrir, le coucher Prévenir et confier le plongeur à une équipe médicale spécialisée. Contrôle de la teneur en oxygène dans le gaz (pour les mélanges autres que l air), Respect des profondeurs maximales de plongée en fonction des gaz. l Hypoxie Cause Lorsque la pression partielle d O 2 dans un mélange gazeux passe en dessous de 0,16 bar, le plongeur risque de perdre connaissance et finalement de se noyer. La sensibilité des individus est là aussi fonction de paramètres non généralisables. La limite minimale de 0,16 bars est fixée par l arrêté du 9 juillet Mécanisme Lors d un appauvrissement de l oxygène dans un gaz inhalé par un plongeur, ce dernier va dans un premier temps compenser ce manque par une augmentation du rythme ventilatoire et ressentir cette accélération comme un léger essoufflement. Si la situation en O 2 continue à se dégrader le corps humain se met en veille en ne donnant l oxygène qu aux organes vitaux (cerveau et cœur). Cela provoque une perte de connaissance sans signes précurseurs. Cette perte de connaissance subite provoquera une mort par noyade si la pression partielle de O 2 n est pas rétablie.

4 Symptômes maux de tête, essoufflement, perte de connaissance L écoute des sensations de son corps (essayer de détecter l essoufflement naissant et demander de l air à un membre de la palanquée Pas évident), Lors de l évanouissement c est aux membres de la palanquée de le prendre en charge, et d avoir la présence d esprit de diagnostiquer une perte de connaissance dû au gaz. Donner le détendeur de secours et remonter le plongeur en respectant les procédure de décompression (vitesse de remontée, palier) et s assurer de la ventilation du plongeur (danger de surpression pulmonaire). En surface le déséquiper, sécher, couvrir, le coucher, lui faire inhaler de l O 2 Prévenir et confier le plongeur à une équipe médicale spécialisée. Contrôle de la teneur en oxygène dans le mélange (pour les mélanges autres que l air). Remarque : L hypoxie n arrive jamais dans les plongées à l air par contre elle peut se produire dans les plongées avec recycleur ou les plongées multi-mélanges. Intoxication dû à l azote (N 2 ) Lorsque la pression partielle en azote est comprise entre 3,2 bars et 4 bars les sujets les plus sensibles peuvent ressentir certains troubles, entre 4 bars et 5,6 bars tous les plongeurs peuvent être Narcosé, au delà la pression partielle d azote est dangereuse. Pression Partielle d Azote PpN 2 = 0,8 bar PpN 2 = 3,2 bars PpN 2 = 4 bars PpN 2 = 5,6 bars Zone à risque pour les plus sensibles Zone à risque pour tous Zone dangereuse Surface 30 mètres 40 mètres 60 mètres Figure 2 : risque de Narcoses L azote lorsqu il est en concentration importante dans le corps humain peut provoquer certains troubles psychiques altérant le raisonnement, l attention, la mémoire, l humeur, la perception, la psychomotricité. Mécanisme L azote est un gaz chimiquement neutre, qui agit sur l'organisme, dés lors que la PpN 2 dans l organisme s élève, en saturant les parties grasses des cellules nerveuses (Myéline), provoquant ainsi un ralentissement dans les transmissions de signaux entres les neurones, les neurones et les synapses etc. Cela provoquera une désorganisation de l activité nerveuse et intellectuelle. Une narcose survient sournoisement (à l insu du plongeur) de manière progressive ou brutale. Il n y a pas vraiment de seuil expérimental au delà duquel on pourrait assurer que tous les plongeurs seraient atteint. Leur déclenchement est fonction de nombreux paramètres qui dépendent essentiellement de l état physique et psychique de chacun. Malgré des points communs, toutes les expériences de narcoses diffèrent. Pour les plongeurs les plus sensibles le risque peut débuter dès 30 m (voir Figure 2), et cela peut concerner le plongeur expérimenté (effort violent). A 40 m, tout le monde est plus ou moins narcosé, mais chez les plongeurs expérimentés et habitués le contrôle individuel minimisent les symptômes. Après le retour à une PpN 2 normale, la narcose stop automatiquement et ne laisse pas de traces. Symptômes sensation de bien être ou au contraire angoisse,

5 perte du sens du temps et des distances, difficulté de concentration, lenteur mentale, amplification des sons, sensations d'écho, rétrécissement du champs visuel, dialogue intérieur, obnubilation. Lors de la détection d une Narcose chez un plongeur le maintenir et le remonter de quelques mètres, Suivant son agitation veiller à le saisir de manière sécuritaire (pour le sauveteur, pour l assisté), Interrompre la plongée en veillant au respect de la décompression, Sur le bateau surveiller son état. Eviter les profondeurs excessives, ou si vous souhaitez descendre profond c est avec de l entraînement (Après un long moment sans plongée on ne fait pas une profonde directement), Vitesse de descente modérée (Moins de 30m/min), Préférer les descentes avec un repère visuel du style une roche, un bout, Pour les plus sensible descendre la tête en haut, Santé physique et psychique? Remarques Ce que perçoit le plongeur Difficultés à anticiper des actions, a prendre des décisions, Difficultés à se concentrer, à fixer son attention Difficultés à mémoriser des données (valeur des instruments), Troubles de l humeur (euphorie, angoisse etc..) Troubles de la perception (auditive et oculaire) Habileté diminuée Mauvaise évaluation du temps Ce que perçoivent les autres membres de la palanquée Pas de réponses au signes conventionnels Attitude incohérente dans la palanquée (extase devant des cailloux, sa montre ) Non respect des consignes Intoxication dû au Gaz Carbonique (CO 2 ) La teneur normale de CO 2 dans l air est bien insuffisante pour créer n importe quelle type d intoxication lors d une plongée à l air et ceci quelque soit la profondeur atteinte. Pour un air pollué à 1% en CO 2, le tableau ci-dessous donne les conséquences relatives à son absorption en fonction de sa pression partielle. Profondeur PpCO 2 symptôme (mètre) (bar) Surface 0,01 Rien 10 0,02 Maux de tête, léger essoufflement 20 0,03 Essoufflement prononcé, maux de tête, vertiges, narcose. 30 0,04 Essoufflement important, nausée, vertiges, narcose intense, délire 40 0,05 Essoufflement très important, délire, perte de conscience, mort Tableau 2 : conséquence de l inhalation de CO2 en fonction de sa pression partielle A titre de comparaison la quantité de CO 2 dans l air est de 0,037% ce qui correspondra pour une profondeur de 60 mètres à une pression partielle de ce gaz de 0,00259 bar. Cela donne un seuil qui est 8 fois inférieur à celui du mal de tête!!! Donc pourquoi y a t il des intoxication au CO 2?

6 En plongée à l air cette intoxication vient de l essoufflement dû à un effort mal géré. Ce type d incident peut rapidement dégénérer en un accident à finalité dramatique : Noyade, surpression pulmonaire, Accident de décompression. L essoufflement est la manifestation ventilatoire d une intoxication au CO 2, ou plus techniquement à l hypercapnie. Cette incident est dû à la mauvaise élimination du CO 2 par la ventilation, ou plus exceptionnellement il peut être dû à une mauvaise manipulation lors du gonflage des blocs ou à une non conformité de la station de gonflage : (local mal ventilé, prise d air mal positionné ). Mécanismes Lors d effort nos cellules consomment plus d oxygène et rejettent plus de CO 2. Notre corps va réguler cet apport et ce rejet complémentaires en accentuant la ventilation pour satisfaire l équilibre (respiration plus rapide et plus ample qu au repos). L essoufflement va naître à partir du moment où le plongeur va amplifier son effort : le rythme de respiration va encore s élever mais l ampleur va diminuer et cela va aboutir inexorablement à un manque de renouvellement d air dans les tissus alvéolaires. Le CO 2. n étant plus évacué suffisamment l organisme va demander d inspirer d avantage alors qu il faudrait expirer le gaz toxique des poumons, pour le renouveler. On débouche sur une situation de blocage d inspiration donnant une sensation d étouffement au plongeur, qui va dégénérer fatalement. Remarques Des facteurs favorisants comme la profondeur (viscosité de l air) l espace mort des instruments respiratoires peuvent accentuer ce phénomène. D autres facteurs comme les efforts, l émotivité, le manque de technique (palmage, canard, lestage etc..), mauvais réglage de détendeur, mauvaise ouverture de bouteille et le froid peuvent également favoriser l hypercapnie. Symptômes maux de tête, essoufflement, nausée, délire, vertige, perte de connaissance, mort. Faire cesser tout effort, Calmer le plongeur, Mettre fin à la plongée, Lors de la mise à l eau surveiller la palanquée pour détecter les essoufflements de surface, (quelqu un qui part essoufflé n améliorera pas sa situation au fond, à cause de la densité de l air), lors de courant mettre des lignes de vies pour rejoindre le bateau, Faire effectuer un palmage adaptée au niveau des plongeurs, Vérifier les consommation d air, Vérifier la ventilation en plongée en visualisant les bulles des membres de l équipe. Intoxication dû au Monoxyde de Carbone (CO) Le monoxyde de carbone n est pas un constituant de l air, s il se trouve mélangé au mélange contenu dans les bouteilles de plongée c est qu il y est entré accidentellement. Le Monoxyde de Carbone (CO) est le résultat d une combustion d un élément (matériau) contenant du carbone (gaz d échappement, fumée de cigarette etc.). C est un gaz inodore, incolore, et l'intoxication par le CO est très grave, généralement mortelle ou laissant un handicap mental sévère. C'est une intoxication du sang qui bloque l'oxygénation du cerveau.

7 Mécanismes Le CO se fixe sur les molécules d'hémoglobines formant une molécule stable. La présence de 0,1% de CO suffit à réduire de moitié la capacité de transport de l oxygène dans le sang. Si ce pourcentage augmente l'oxygène n'est plus transporté jusqu aux organes et le cerveau privé de cet élément meurt ou subit des lésions souvent définitives. Symptômes Les symptômes sont les mêmes que dans le cas d une intoxication au CO 2 maux de tête, essoufflement, nausée, délire, vertige, perte de conscience. En règle générale l incident venant d un air vicié chargé au gonflage, l intoxication n est pas individuelle et le reste de la palanquée ou du groupe de plongeur risque d avoir ou aura les mêmes symptômes. Mettre immédiatement sous O 2 le plongeur, Evacuer vers un service d urgence approprié et capable de traiter ce type d intoxication. Rechercher les causes ayant conduit à cette intoxication Alerter les pompiers car plusieurs clubs, auraient pu gonfler leur bouteille à la même station de gonflage. Dans le local de gonflage, vérifier que le local soit correctement ventilé, et que la prise d air soit située en hauteur et éloignée de toute source polluante, surtout en cas de vent. Intoxication dû à l huile Ces vapeurs viennent d un mauvaise entretien du compresseur servant au gonflage (filtre non entretenu, ou non changé aux dates prévues). Faire les vidanges des compresseurs dans les temps, Utiliser les huiles prescrites par les constructeurs. Il faut respecter la norme de qualité de l air comprimé mise en œuvre dans la norme Européenne EN

8 Effet Lorrain Smith Cause Dans la zone de Normoxie il y a une respiration d O2 à une pression partielle supérieure à 0,6 bars pendant plusieurs heures. Mécanismes/Symptômes Face rose Gêne respiratoire Toux Brûlures alvéolaires Œdème pulmonaire Diminuer la PpO 2 Traitements médicaux Ne pas respirer d O 2 plus de 2 heures à une PpO 2 0,6 bar Remarque : cet effet ne concerne pas la plongée loisirs mais plutôt les plongées professionnelles où les temps sous l eau sont supérieurs à 2 heures. Plongée Nitrox Le terme Nitrox représente la contraction de NITRogène (Azote) et OXygène, dont le niveau d oxygène à été enrichi par rapport à l air. Les proportions sont indiqués par deux chiffres marqués comme suit Exemple : (40/60) Cela correspond à un mélange constitué de 40 % d oxygène et 60% d azote. Ces mélanges imposent de nouvelles profondeurs maximales afin d éviter l effet Paul BERT ou l hyperoxie Exemple : NITROX (40/60) Profondeur Max =? P P O 2 Max = 1,6 bars = P Abs ,6 100 P Abs = = 4 bars 40 P hydro = 3 donc profondeur = 30 mètres Profondeur équivalente de l air? (prof. Fictive) PpN P abs = 2 0,79 0,6 4 P Abs = = 3,03 0,79 donc Profondeur équivalente = 21 mètres. Remarque : C est cette profondeur fictive qui sera utilisé pour la décompression dans les tables