Plongée sous marine Accident mécaniques (cours de physique) Hippocampe Club : Bernard Renauld 01/11/2016

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1 Plongée sous marine Accident mécaniques (cours de physique) Hippocampe Club : Bernard Renauld 01/11/2016

2 Deux «lois» physiques : Archimède (flottabilité) Mariotte (compressibilité des gaz)

3 La flottabilité

4 Notion de flottabilité Un objet plongé dans l eau peut : Soit flotter (flottabilité positive) Soit rester en équilibre (flottabilité neutre) Soit couler (flottabilité négative)

5 Principe d Archimède Tout corps plongé dans un fluide reçoit, de la part de celui-ci, une poussée verticale, dirigée du bas vers le haut, égale à la masse du volume de fluide déplacé. Notion de poids apparent Poids apparent = Poids réel Poussée d Archimède (Papp = Pre Parchi) Papp < 0 è l objet flotte Papp = 0 è l objet reste en équilibre dans l eau Papp > 0 è l objet coule

6 Notion de flottabilité Un objet plongé dans l eau peut : Soit flotter (flottabilité positive) Papp < 0 è l objet flotte Cas du baigneur avec sa bouée

7 Notion de flottabilité Un objet plongé dans l eau peut : Soit rester en équilibre (flottabilité neutre) Papp = 0 è l objet reste en équilibre dans l eau Plongeur équilibré

8 Notion de flottabilité Un objet plongé dans l eau peut : Soit couler (flottabilité négative) Papp > 0 è l objet coule Plongeur vidant son gilet ou ses poumons (poumon ballast)

9 Application à la plongée En plus de son équipement classique (palmes, masque, tuba) le plongeur porte sur lui: Une combinaison de plongée Un gilet de sécurité Une bouteille Equipé de la sorte, le plongeur flotte. En effet, le poids apparent de la combinaison, du gilet de sécurité et de la bouteille est négatif. Le plongeur devra prendre une ceinture du plomb avec lui pour pouvoir descendre, et être en flottabilité nulle en fin de plongée

10 La pression et les volumes lors de la descente

11 La pression atmosphérique La terre est entourée d une couche d air. Le poids de cet air exerce une pression sur tous les corps. Plus nous montons en altitude, plus la couche d air est faible et plus la pression diminue. C est la pression atmosphérique. Au niveau de la mer, la pression atmosphérique est sensiblement de 1 bar, à 2000 m d altitude elle est de 0,8 bar. La pression relative Un corps plongé dans l eau subit une pression égale au poids de la colonne d eau située au dessus de lui. Cette pression varie donc avec la profondeur. C est la pression relative. Elle augmente de 1 bar tous les 10 m. La pression absolue La somme de la pression atmosphérique en un lieu et de la pression relative est la pression absolue. C est la pression qui s exerce sur tout corps immergés dans l eau.

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13 Compressibilité des gaz Les gaz sont compressibles : Exemple : une pompe à vélo Lorsque la pression augmente le volume du gaz enfermé dans un récipient souple diminue L être humain respire de l air, le plongeur va évoluer dans un milieu où la pression évolue, les volumes d air respiré vont varier

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15 Application à la plongée La variation de la pression absolue et la compressibilité des gaz sont à l origine des accidents que l on appelle accidents mécaniques ou barotraumatiques. Tous ces accidents peuvent être graves mais il très facile de les éviter. Pour cela il suffit de: bien comprendre leur mécanisme et connaître leur prévention

16 Effet de la pression sur la flottabilité Les micro bulles d air de la combinaison sont soumises à la pression de l eau ; la combinaison s écrase et perd du volume en fonction de la profondeur. Il faut alors, compenser cette perte de flottabilité en immersion par un volume d air adapté dans le gilet.

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22 Les oreilles Les causes La pression absolue augmente lors de la descente. La pression sur le tympan, qui sépare l oreille externe de l oreille moyenne, est donc de plus en plus forte et pousse le tympan vers l intérieur. Les symptômes Au début le plongeur ressent un changement d audition, puis une légère gêne. Si le plongeur continue à descendre cette légère gêne se transforme en une vive douleur. La Prévention Afin d éviter la déformation du tympan, le plongeur doit insuffler de l air dans son oreille moyenne par la trompe d Eustache. C est la manœuvre de Valsalva. Cette manœuvre doit s effectuer très régulièrement dans les 10 premiers mètres sans attendre la moindre gêne. Le traitement Aller consulter un médecin spécialiste ORL.

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25 Le masque Les causes La pression absolue augmente lors de la descente. La pression déforme le masque tant que sa jupe souple le lui permet. Puis le masque ayant atteint sa limite d élasticité, il agit comme une ventouse. Les symptômes Le plongeur a des troubles de la vision et surtout une douleur aux yeux. Des saignements de nez peuvent apparaître. La Prévention Cet accident est très simple à éviter. Il suffit d expirer par le nez lors de la descente afin de rééquilibrer la pression dans le masque. Ceci est à faire très régulièrement surtout dans les 10 premiers mètres. Le traitement Aller consulter un médecin.

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27 Les sinus Les causes Les sinus sont des cavités osseuses reliées aux fosses nasales. Si les voies de communications entre les sinus et les fosses nasales sont obstruées, l équilibre ne peut pas se faire. Les symptômes Le plongeur ressent une douleur faciale, en général au front ou à la mâchoire, ou une douleur dentaire. La Prévention Il n y a malheureusement aucune manœuvre qui permette l équilibrage des sinus. Si au cours de la descente une douleur apparaît, le signaler au guide de palanquée et remonter de 2 à 3 mètres puis redescendre alors lentement. Si malgré cela la douleur réapparaît, il ne faut pas insister ni forcer. Une remontée en surface s impose. Le traitement Aller consulter un médecin spécialiste ORL.

28 Les dents Les causes Lorsque le dentiste met un amalgame sur une dent cariée, il se peut qu il prenne du «jeu» dans le temps. En descendant, la pression peut pousser cet amalgame et venir appuyer sur le nerf. Les symptômes Le plongeur ressent une douleur dentaire. La Prévention Il n y a malheureusement aucune manœuvre qui permette l équilibrage au niveau des dents. Si au cours de la descente une douleur apparaît, le signaler au guide de palanquée et remonter de 2 à 3 mètres puis redescendre alors lentement. Si malgré cela la douleur réapparaît, il ne faut pas insister ni forcer. Une remontée en surface s impose. Le traitement Aller consulter un dentiste.

29 La remontée

30 Contrairement à la descente, lors de la remontée, la pression absolue diminue. Cette diminution de pression est à l origine d un accident mécanique ou barotraumatique : la surpression pulmonaire En plus, le temps passé en immersion et la vitesse de remontée sont à l origine de : l accident de décompression ADD Il ne faut pas confondre ces deux accident. Leur origine est totalement différente. La surpression pulmonaire est due à une variation de volume (loi de Mariotte) où le temps ne rentre pas en compte. L ADD est dû à une saturation de l organisme (loi de Henry) où le temps, la profondeur et la vitesse de remontée sont les causes de l accident.

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32 La surpression pulmonaire Les causes La pression absolue diminue lors de la remontée donc les volumes augmentent. Si le plongeur bloque sa respiration, les alvéoles pulmonaires se dilatent jusqu à leur seuil d élasticité. Passé ce seuil, il y a déchirement de ces alvéoles. Les symptômes Au début le plongeur ressent une douleur thoracique. Cette douleur s amplifie et est accompagnée de crachats sanguinolents. Puis il y a une perte de connaissance pouvant aller jusqu au décès. La Prévention La prévention est très simple. Il suffit de respirer normalement. En cas de panne d air, il faut alors se forcer à expirer tout au long de la remontée. Ne jamais faire d apnée lors de la remontée. Le traitement Alerter les secours et évacuer d urgence vers un centre hospitalier. Consulter un médecin.

33 Lors de la remontée En résumé deux accidents majeurs : La surpression pulmonaire due à une variation de volume (loi de Mariotte) où le temps ne rentre pas en compte. Lésion possible des poumons. L Accident de Décompression dû à une saturation de l organisme (loi de Henry) où le temps, la profondeur et la vitesse de remontée sont les causes de l accident. Lésions multiples possibles. Les autres incidents mécaniques lors de la remontée Au niveau des tympans Au niveau des sinus Au niveau du masque

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35 Les oreilles Les causes La pression absolue diminue lors de la remontée. La pression sur le tympan, qui sépare l oreille externe de l oreille moyenne, est donc de plus en plus faible et pousse le tympan vers l extérieur. Les symptômes Le plongeur ne ressent aucun symptôme car l équilibrage des tympans se fait naturellement La Prévention N effectuer aucune manœuvre de compensation et surtout pas la manœuvre de Valsalva qui augmenterait la déformation vers l extérieur. Le traitement Aller consulter un médecin spécialiste ORL.

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37 Les sinus Les causes Les sinus sont des cavités osseuses reliées aux fosses nasales. Si les voies de communications entre les sinus et les fosses nasales sont obstruées, l équilibre ne peut pas se faire. Les symptômes Le plongeur ressent une douleur faciale, en général au front ou à la mâchoire, ou une douleur dentaire. La Prévention Il n y a malheureusement aucune manœuvre qui permette l équilibrage des sinus. Si au cours de la remontée une douleur apparaît, le signaler au guide de palanquée et remonter alors très lentement. Le traitement Aller consulter un médecin spécialiste ORL.

38 Les dents Les causes Lorsque le dentiste pose un amalgame sur une dent cariée, il se peut qu il prenne du «jeu» dans le temps. A la remontée une bulle d'air emprisonnée peut pousser cet amalgame qui devient alors un bouchon. Les symptômes Le plongeur ressent une douleur dentaire, jusqu à la rupture partielle de la dent. La Prévention La seule prévention possible est d'avoir une bonne hygiène dentaire et d'aller consulter régulièrement son dentiste. Le traitement Aller consulter un dentiste.

39 Résumé Deux lois physiques Archimède (flottabilité) Mariotte (compressibilité des gaz) Des applications lors de la plongée sous-marine Uniquement de la prévention à mettre en œuvre

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