Formation Niveau 1

Vienne Plongée 2009

LES LOIS PHYSIQUES QUI S’APPLIQUENT EN PLONGÉE

Le plongeur au cours de son évolution dans le milieu aquatique est soumis à des variations de pression bien plus importantes qu’en milieu terrestre. Il est important de bien connaitre les notions physiques qui s’appliquent à la plongée pour comprendre et éviter les accidents qu’elles peuvent générer.

accidents mécaniques ou barotraumatismes accidents de décompression accidents toxiques ou biochimiques

LES PRESSIONSUne pression est le résultat d'une force appliquée sur une surface. En plongée l’unité utilisée est le bar

1 bar = 1kg/cm2 = 1000 hecto Pascal La pression atmosphériqueLa pression hydrostatiqueLa pression absolue

LES PRESSIONS

La pression atmosphériqueElle est due au poids de l’air qui s’exerce à la surface de la Terre. Elle est de 1 bar au niveau de la mer

Remarque tous les 1000 mètres d’altitudes enlever 0,1 bar

LES PRESSIONS La pression hydrostatique (ou relative)

Elle est due au poids de l’eau qui s’exerce sur toute surface immergée

1 bar tous les 10 mètres soit la profondeur/10

LES PRESSIONS

La pression absolueP Absolue = P Atmosphérique + P Hydrostatique

Le plongeur va subir ces variations de pression absolue

A la descente la pression absolue va augmenterA la remontée la pression absolue va diminuer

Ces variations vont avoir des conséquences sur l'homme (accident), sur le matériel.

LES PRESSIONS

Pour un même écart de profondeur, la pression ne varie pas de la même manière en pourcentage.Proportionnellement, les plus grandes variations de pression se situent entre 10 mètres et la surface. C’est la zone des paliersCes variations de pression auront des conséquences sur l'organisme d'où la nécessité d'être plus particulièrement vigilant entre 10 mètres et la surface, notamment pour prévenir les accidents barotraumatiques.

LA LOI DE MARIOTTE

C’est la variation de volume avec la pressionLe volume d'un gaz varie à l’inverse de la pression absolue à laquelle il est soumis.Pression x Volume = Constante

C’est la cause des accidents mécaniques ou barotraumatismes

LA LOI DE MARIOTTE

LES ACCIDENTS MÉCANIQUESEn cause les cavités gazeuses du plongeur qui seront soumises à la loi de Mariotte, si elles restent fermées !

À la descente• Placage du masque• Accident des sinus• Accident des oreilles

A la remontée• Accident des sinus• Accident des oreilles• Problème de dents• Surpression intestinale et stomacale• Surpression pulmonaire

LES ACCIDENTS MÉCANIQUES Le placage du masque

Au cours de la descente, la pression augmente et comprime le volume interne du masque jusqu'à sa limite d'élasticité.Au-delà, si le plongeur n'équilibre pas la pression régnant dans son masque avec la pression ambiante, il y a risque de placage de masque.S'il poursuit sa descente, le volume interne de son masque est mis en dépression, provoquant un effet de ventouse dû à l'élasticité des parois du masque.

les symptômesLa dépression crée une douleur aux yeux et s'accompagne de troubles visuels. Si elle augmente, les yeux sont injectés de sang, les paupières gonflent et deviennent violacées.

PréventionSouffler de l'air par le nez.

LES ACCIDENTS MÉCANIQUES les accidents des sinus

Les sinus sont des cavités osseuses en contact avec les voies respiratoires au niveau des fosses nasalesSi les voies de communication entre le sinus et les fosses nasales sont fermées l'équilibre des pressions ne peut se faire. En effet, l'air contenu dans les fosses nasales est comprimé au cours de la descente, mais celui contenu dans les sinus est alors en dépression et agit comme une ventouse. Cette dépression a pour effet de provoquer une hypersécrétion de la muqueuse du sinus, un afflux sanguin provocant un œdème, un décollement de cette muqueuse.L'obturation d'un sinus peut être due à une sinusite, un kyste ou, un simple rhume. Certaines malformations sont des contre-indications à la plongée.A la remontée , si les voies de communication se ferment , les sinus sont alors en surpression car le volume d’air est en augmentation, provoquant les mêmes symptômes.

SymptômesViolente douleur faciale, en générale au front ou à la mâchoire supérieure. Il a l'impression d'avoir les dents arrachées. La douleur est localisée au niveau du front ou sous les yeux. A la sortie de l'eau, le masque est rempli de mucosités. Il peut parfois y avoir un saignement de nez.

PréventionNe jamais forcer, plonger en bonne santé. Si problèmes , à la descente, remonter de quelques mètres et à la remontée redescendre de quelques mètres.

LES ACCIDENTS MÉCANIQUES les accidents des oreillesQuand le plongeur descend, la pression augmente et agit

sur le tympan : membrane souple qui se déforme vers l’intérieur et peu provoquer une déchirure du tympan.

Quand le plongeur remonte , si la trompe d’Eustache est obstruée, l’air ne peut pas s’évacuer naturellement et déforme le tympan vers l’extérieur.

symptômes Petite douleur légère jusqu'à une douleur plus violente. Sensation de froid, vertige, syncope.

préventionBien équilibrer à la descente , ne jamais forcer. Effectuer la manœuvre de Vasalva, Frenzel (Nez pincé, la base de langue est contractée au maximum vers le haut et en arrière contre le voile du palais), BTV (Béance Tubulaire Volontaire : elle consiste à reproduire les mouvement provoqué par le bâillement).Descendre et remonter doucement

LES ACCIDENTS MÉCANIQUES les accidents des oreilles .. à la descente

LES ACCIDENTS MÉCANIQUES les accidents des oreilles .. à la descente

LES ACCIDENTS MÉCANIQUES les accidents des oreilles .. à la descente

LES ACCIDENTS MÉCANIQUES les accidents des oreilles .. à la remontée

LES ACCIDENTS MÉCANIQUES les accidents des dents

De l'air peut s'infiltrer par les fissures d'un plombage défectueux ou dans une dent cariée. L'air est en pression ambiante, lors de la remontée, le volume d'air est en augmentation.

symptômesLe plongeur ressent une violente douleur dentaire.

préventionvisite régulière chez le dentiste où l’on signale la pratique de la plongée

LES ACCIDENTS MÉCANIQUES La surpression pulmonaire

La surpression pulmonaire survient lorsque le plongeur bloque son expiration lors de la remontée. l'air inspiré sous pression dans les poumons va se dilater jusqu'à la limite d'élasticité des alvéoles pulmonaires. Quand la limite d'élasticité est dépassée, des alvéoles se déchirent.

symptômes Ils varient selon la gravité de l'accident :- douleur thoracique, vomissement, cou proéminent, gonflé, air insufflé sous la peau- difficulté à respirer, sensation de suffoquer, toux, bave ou crachats sanglants- angoisse, visage livide, bleuissement et refroidissement des extrémités- troubles sensitifs, troubles visuels, difficultés à parler, paralysies, maux de tête- etc..Les symptômes apparaissent très rapidement, dans l'eau ou à la sortie de l'eau

prévention- Ne jamais bloquer sa respiration à la remontée- laisser un libre jeu à la respiration et surtout à l'expiration lors de la remontée

LES ACCIDENTS MÉCANIQUES La surpression pulmonaire

LES ACCIDENTS MÉCANIQUES La surpression stomacale ou intestinale

En respirant, le plongeur avale à chaque inspiration une quantité d'air plus ou moins importante qui est augmentée à chaque déglutition. Les gaz comprimés lors de la plongée ne peuvent s'évacuer et se dilatent lors de la remontée.

symptômesLa surpression due à la baisse de la pression ambiante provoque de violente douleurs abdominales pouvant entraîner une syncope.

prévention Evitez les déglutitions répétitives lors de la plongée. Ayez une alimentation saine, évitez les féculents et les boissons gazeuses.

LA PRESSION PARTIELLE D’UN GAZl’air est un mélange de gaz

La pression partielle d’un gaz de ce mélange est la pression qu’aurait ce gaz si il occupait à lui seul tout le volume soit := Pression du mélange x % de ce gaz

Exemple Si ce volume d’air est à 100 bar, la pression partielle

d’O2 = 20 barde N2 = 80 barde CO2 = 0.03 bar

La pression partielle explique certains accidents

LES ACCIDENTS TOXIQUES OU BIOCHIMIQUES

La toxicité du CO2Si l’on ventile mal, le CO2 produit par l’organisme s’élimine mal, sa pression partielle augmente provoquant l’essoufflement

Prévention : - bien expirer- apnée de contrôle- peu d’effort en cours de plongée

La toxicité de O2À partir d’une certaine pression partielle (1.6 bar) l’O2 est toxique pour l’organisme, sachant que le plongeur respire un mélange d’air à la pression ambiante correspondant à sa profondeur d’évolution, calculer jusqu’à quelle profondeur il peut plonger.

LA LOI DE HENRY ET LES ACCIDENTS DE DÉCOMPRESSION

La loi de Henry« La quantité de gaz dissous dans un liquide est proportionnelle à la

pression du gaz au-dessus de ce liquide »

Le gaz concerné c’est l’azote (N2) car : il est en grande quantité (80 %) dans l’air respiré il n’est pas consommé par l’organisme, c’est un simple diluant.

À la surface (pression atmosphérique) les liquides de l’organismes (les tissus) sont saturés en azote

À la descente, la pression absolue augmente et donc la pression partielle d’azote d’où dissolution d’azote dans les liquides de l’organismes qui sont en état de sous-saturation. Plus on reste, et plus profond on est, plus les tissus se chargent en azote .

À la remontée , la pression partielle d’azote diminue, les tissus qui se sont chargés en azote deviennent sursaturés et l’azote reprend sa forme gazeuse pour être éliminé au niveau des poumons.

LES ACCIDENTS DE DÉCOMPRESSIONSi le plongeur remonte

suffisamment lentement, cet azote dissout peut être éliminé à chaque expiration. Par contre, s'il remonte trop vite, l'azote ne peut s'échapper totalement par les poumons.

Des bulles d'azote se forment dans le sang et dans les tissus. Et comme la pression diminue, le volume de ces bulles augmente, provoquant ainsi des accidents graves, pouvant être mortels.

LES ACCIDENTS DE DÉCOMPRESSION

symptômesA la remontée l’azote dissous reprend sa forme gazeuse . Si cette remontée

est trop rapide des bulles d’azote se forment dans les tissus du corps . La gravité dépend de la localisation et de la grosseur des bulles

• Accidents cutanés : démangeaisons , boursouflures • Accidents de l’oreille interne : vertiges , nausées• Accidents articulaires : douleurs aux articulations• Accidents neurologiques : troubles de la vision de la parole , paralysie des

membres.La surpression due à la baisse de la pression ambiante provoque de violente douleurs abdominales pouvant entraîner une syncope.

prévention Bien respecter ses prérogatives Bien respecter vitesse de remontée et palier

LA POUSSÉE D’ARCHIMÈDEElle permet de bien comprendre la notion de flottabilité et d’équilibre dans l’eau nécessaire pour évoluer en toute sécurité pour nous et pour le milieu.

La notion de poids réelC’est le poids réel, par exemple du plongeur tout équipé (rajouter 20 kg d’équipement)

La notion de poids apparentUn objet dans l’eau est moins lourd, c’est son poids apparent qui est le poids réel diminué d’une poussée inverse = la poussée d’Archimède

La poussée d’ArchimèdeTout corps plongé dans un fluide reçoit de la part de celui-ci une poussée verticale, dirigée de bas en haut, égale au poids du volume de fluide déplacé

Poids apparent = poids réel – poussée d’Archimède

LA POUSSÉE D’ARCHIMÈDEQuand la poussée d’Archimède = poids réel :

le poids apparent est nul, c’est la situation recherchée Le plongeur va souvent augmenter son poids réel avec un lestage

de plomb pour compenser la poussée d’Archimède et avoir une flottabilité nulle

Réussie si poumon ballast correct :

Inspiration = remontée

Expiration = descente

LA POUSSÉE D’ARCHIMÈDE

Conséquences

différentes situations de flottabilité

- positive- négative- neutre

LE PROFIL D’UNE PLONGÉELa durée de la plongée = temps entre l’immersion et début de la remontéeLa profondeur de la plongée = profondeur maximale atteinte

LE PROFIL D’UNE PLONGÉECertains profils à éviter

L’AUTONOMIE EN PLONGÉE

Le scaphandre délivre de l’air à la demande et à la pression ambiante qui dépend de la profondeur d’évolution. La bouteille à généralement une capacité de 12 , 13,5 ou 15 litres , gonflée à 200 bars ou plusLe détendeur à 2 étages détend l’air de la haute pression à la pression ambiante

L’AUTONOMIE EN PLONGÉESuivant la profondeur le temps possible d’immersion est plus ou moins important

Exemple de calcul d’autonomiepour un plongeur qui consomme 15 L d’air par minute et qui utilise une bouteille de 12 L gonflée à 200 bars

L’AUTONOMIE EN PLONGÉESuivant la profondeur le temps possible d’immersion est plus ou moins important

Exemple de calcul d’autonomiepour un plongeur qui consomme 15 L d’air par minute et qui utilise une bouteille de 12 L gonflée à 200 bars

On contrôle souvent son manomètre , on avertit à mi pression et à la réserve

LE MATÉRIEL

Présentation au local technique du club

Détendeur

Bouteille

Gilet

Compresseur

Instruments (compas, ordinateur …)

Parachute

Combinaison