Passage des niveaux 1 et 2

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1 Passage des niveaux 1 et 2 Formation théorique - Deuxième séance 1

2 Plan de la séance I. Notions de pressions et de volumes II. Grand rappel anatomique Physiologie de l oreille Physiologie ventilatoire Physiologie circulatoire III. Les accidents Barotraumatiques 2 Plaquage du masque Sinus L oreille Surpression pulmonaire

3 Notions de physique La pression La pression Hydrostatique : S exprime en bars Est exercée par la colonne d eau au dessus du plongeur Pression hydrostatique relative (bar) = profondeur (m) / 10 On distingue la pression relative et absolue : 3 Relative : Pression de l eau dans l eau Absolue : Pression de l eau totale, c est-à-dire en tenant compte du poids de l air au dessus

4 Notions de physique La pression 4

5 Exercice Le lac Titicaca est le lac le plus haut du monde (3800m d altitude). La pression y est de hpa. Vous organisez une plongée en apnée poids constant, vous prévoyez de descendre à 100m. Quelle sera la pression relative? Quelle sera la pression absolue? Réponse : hpa = bars Pression relative = 100/10 = 10 bars Pression absolue = 100/ = bars

6 Notions de physique Loi de Mariotte Loi de Mariotte : Il est question de Pression et de Volume La loi de Mariotte dit : Pression x Volume = Constante Donc quand la pression augmente, le volume d air diminue (et inversement) 6

7 Physiologie de l oreille Présentation générale 7

8 Généralités sur l oreille 8

9 Physiologie de l oreille L'oreille externe Elle se compose du pavillon et du conduit auditif externe. L ensemble présente une forme d entonnoir permettant de concentrer la pression sonore sur le tympan. Ce conduit est en contact direct avec le milieu ambiant, et est de ce fait parsemé de multiples protections (cérumen, sébum, poils). 9

10 Physiologie de l oreille L'oreille moyenne Elle est séparée de l oreille externe par le tympan et de l oreille interne par les fenêtres ovale et ronde. La La chaîne des osselets (marteau, enclume et étrier, maintenus par de ligaments) relie le tympan à la fenêtre ovale. L oreille moyenne est reliée au pharynx (arrière du nez) par la trompe d Eustache. 10

11 Physiologie de l oreille: l audition en milieu aquatique Dans l air, la vitesse du son est de 330 m/s. L écart ( 10cm) entre nos deux oreilles est suffisamment important pour que le cerveau puisse déterminer la provenance du son. La vitesse du son dans l eau est de 1530 m/s. Les deux oreilles sont donc stimulées quasiment en même temps, et il est souvent impossible à un plongeur de déterminer la provenance d un son. En immersion, la propagation du son se fait par voie osseuse (J.D. Harris,1973). Les vibrations, de plus faibles amplitude, se propagent directement via les os de la boite crânienne (sans réelle vibration du tympan) et excitent directement les cellules cillées. 11

12 Physiologie de l'oreille Le rôle de la trompe d eustache La trompe d Eustache est un conduit qui relie l oreille moyenne au pharynx. Ce conduit généralement fermé s ouvre spontanément toutes les 2 à 3 minutes, et lors de la déglutition, en faisant intervenir les muscles péristaphylins. Son rôle est d assurer la ventilation et l équilibrage de pression dans l oreille Moyenne. Son diamètre est de 1 à 3mm, et peut donc s obstruer aisément. Les deux trompes ne sont pas obligatoirement du même type (l une est plus difficile à équilibrer que l autre). 12

13 Physiologie de l oreille La compensation Lors de la descente, l oreille moyenne subit une dépression. Pour pouvoir «équilibrer», il faut ouvrir volontairement les trompes d eustaches à la descente et insuffler de l air dans l oreille moyenne. 13

14 Physiologie de l oreille La compensation Le degré de facilité à effectuer les manœuvres de compensation dépend de la qualité des muscles péristaphylins, de l inflammation ou non de la muqueuse, de l obstruction ou non des fosses nasales. 14

15 Physiologie de l oreille Les manœuvres de compensation Méthodes actives Méthodes passives 15 À la descente : manoeuvre de Valsalva, manoeuvre de Frenzel À la remontée : manoeuvre de Toynbee À la descente : déglutition, BTV

16 Physiologie ventilatoire La notion d espace mort L espace mort désigne le volume d air situé en dehors des alvéoles L air situé dans cet espace mort diminue les effets de la ventilation + «pollue» l air qui arrive dans les Alvéoles Se préparer avec un tuba augmente significativement l espace mort et accentue les effets négatifs précédemment cités 16

17 Physiologie ventilatoire Les voies aériennes supérieures (pour information) 17

18 Physiologie ventilatoire Les voies aériennes inférieures LA TRACHEE et LES BRONCHES SOUCHES : trachée = conduit aérien de 10 à 12 cm situé entre le pharynx et les bronches souches formé d anneau cartilagineux. Les bronches souches = armature cartilagineuse qui se subdivise ensuite 6 à 12 fois jusqu à atteindre 1mm de diamètre 18

19 Physiologie ventilatoire Les voies aériennes inférieures LES BRONCHIOLES & LES ALVEOLES : Bronches => 4 à 5 bronchioles pas de cartilage mais maintenues ouvertes par des fibres élastiques. Alvéoles = partie terminale siège des échanges gazeux paroi ultra fine permettant l échange gazeux avec le capillaire contigu surface totale = 150m² 19

20 Physiologie ventilatoire 20

21 Physiologie ventilatoire La mécanique ventilatoire 21

22 Le diaphragme 22

23 Physiologie ventilatoire Les volumes pulmonaires VC VRI VRE VR 23 = = = = Volume courant (environ 500 ml) Volume de Réserve Inspiratoire (environ 2L à 2,5L) Volume de Réserve Expiratoire (environ 1,5L) Volume Résiduel (environ 1,5L)

24 Physiologie ventilatoire Les échanges gazeux Au niveau alvéolaire : les échanges gazeux se font par diffusion (différence de pression, de la + élevée vers la + faible) surface importante d échange +paroi fine constituée de cellules espacées +surfactant (liquide empêchant placage de la paroi des alvéoles) = phénomène de diffusion favorisé à ce niveau (alvéolaire), l O2 passe dans le sang et le CO2 repart vers les alvéoles Au niveau des tissus (cellules, muscles, etc.) : diffusion également Mais l échange est inversé : le CO2 passe dans le sang et l O2 part vers l organe 24

25 Physiologie ventilatoire Les échanges gazeux NB : Ce schéma n est pas à apprendre, mais il est à bien comprendre 25

26 Physiologie circulatoire Le coeur fonctionnement (pour information) 26

27 Le cœur 27

28 Physiologie circulatoire Le coeur la bradycardie d immersion Bradycardie = baisse du rythme cardiaque en deçà du rythme normal. C est un réflexe ancestral chez l homme Facteurs déclencheurs : immersion, notamment de la face (capteurs) + apnée Facteurs qui accentuent la bradycardie : jeune âge, entraînement, basse température, blood shift Facteurs qui diminuent le phénomène sans l annuler: hyperventilation, effort intense, stress/adrénaline La bradycardie est très variable selon les individus : certains sujets sont réactifs, d autres moins réactifs, d autres hyper-réactifs (champions?) 28

29 Physiologie circulatoire Le coeur face au blood shift Blood shift = redistribution du flux sanguin vers la partie thoracique par la pression hydrostatique (jusqu à + d 1L soit près de 20% du volume total) => afflux sanguin vers le coeur droit Le sang étant composé à + 50% d eau => élimination d eau = diurèse d immersion (= envie d uriner). Diurèse d immersion => viscosité accrue du sang. Nécessité de s hydrater (eau minérale) Interrogation sur le vieillissement du coeur des apnéistes aucune donnée fiable à l heure actuelle. 29

30 Physiologie circulatoire Les vaisseaux sanguins la vasoconstriction Vasoconstriction = rétrécissement du diamètre des vaisseaux sanguins périphériques (qui entraine une moindre vascularisation de ces tissus). Cause et conséquence du blood shift (redistribution du sang vers les organes dits «nobles») Vasoconstriction est également un réflexe ancestral, très développé chez les mammifères marins (section battoir de phoque => pas d hémorragie avant retour en surface). Facteurs accentuant le phénomène de vasoconstriction (en + de l immersion) : apnée «poussée», température basse 30

31 Physiologie circulatoire Le sang rôle et composition Sang = transporteur, de substances qu il achemine vers les organes (minéraux, O2, etc.) ou qu il ou qu il évacue (CO2, déchets lactiques, etc.) Le sang est composé à + 50% d eau, pour un volume total de 5 à 6L. Les éléments qui le composent sont en suspension dans le plasma (ie globules rouges, globules blancs, plaquettes) L oxygène est transporté à plus de 95% par l Hb car peu soluble, à la différence du CO2 qui est 20x + soluble ==> différence notable d élimination (saturation quasi immédiate en 02 dès premiers mouvements ventilatoires, 8 à 9 minutes avant d éliminer le CO2 accumulé après une série d apnées) 31

32 Accidents Barotraumatiques - Le plaquage de masque L air contenu dans le masque du plongeur est également soumis à la loi de Mariotte. Puisque la pression augmente (descente), le volume diminue. Cela provoque un effet d aspiration appelé «plaquage de masque» qu il faut compenser par un lâcher d air. 32

33 Accidents Barotraumatiques Les sinus Ces accidents apparaissent surtout lors de la congestion nasale. Si les canaux aériens qui communiquent avec le nez sont mal aérés, il y aura déséquilibre pressionnel entre l air contenu dans les sinus et l extérieur : il y a alors risque de barotraumatisme du sinus. L air contenu dans les sinus fait partie de l espace mort. 33

34 Accidents Barotraumatiques L oreille La pression de l eau provoque une dépression de l air contenu dans l oreille moyenne, cela engendre une gêne et/ou une douleur aigue : il faut compenser. La compensation se fait en injectant de l air dans l oreille moyenne pour équilibrer la pression. Avant compensation 34 Après compensation