La décompression

Emmanuel Bernier

Plan du cours

• La dissolution des gaz

• Le modèle de Haldane

• Le cadre réglementaire

• L’utilisation des MN90

– Généralités

– Plongée isolée

– 2ème plongée : calcul, planification

– Incidents

– Cas particuliers : altitude, nitrox, O2

• Les ordinateurs de plongée

• La gestion des procédures hétérogènes

• L'accident de décompression

La dissolution des gaz

• Pression du gaz sur le liquide dissolution

• 4 états : sous-saturation, équilibre, sur-saturation, sur-saturation critique

• À l’équilibre, par définition :

tension (gaz dissous) = pression (gaz gazeux)

• Solubilité (fonction de la température)

• A l’équilibre, la quantité de gaz dissous est proportionnelle à sa solubilité dans le liquide et à sa tension

P

T

P = Téquilibre

P > Tsous-saturation

P = Téquilibre

P < Tsur-saturation

P << T sur-saturation

critique

Les 3 états de saturation en plongée

N2

N2

En surfaceSaturation

En plongéeSous-saturation

A la remontéeSur-saturation

PPN2

TN2

TN2

PPN2

TN2

TN2

Les facteurs qui influencent la dissolution

• Pression du gaz (Profondeur) : pression gaz dissous

• Durée d’exposition (Temps d’immersion) : durée gaz dissous

• Surface de contact (Vascularisation, réseau capillaire) : surface vitesse de dissolution

• Température (37°C) : température gaz dissous

• Nature du gaz et du liquide (taille des molécules, affinité, solubilité) : Tissus (sang, lymphe,…), mélange gazeux respiré

• Agitation : agitation vitesse de dissolution (Débit sanguin, perfusion)

Le corps humain dissout environ 1L d’azote / ATM d’air respiré

Le modèle de Haldane

Historique succinct

• 1670 : R. Boyle observe un ADD sur une vipère brutalement décomprimée

• XIXe siècle : travail au sec en milieu hyperbare (piles de ponts) « mal des caissons », bends

• Paul Bert (physiologiste et homme politique français) :

– Physiologie de la respiration : effets de l’altitude et de la plongée rôle de la pression partielle d’oxygène

– 1878 : « La pression barométrique »

– Rôle des bulles d’azote dans l’ADD progressivité de la déco

• John Scott Haldane (physiologiste écossais) :

– Rôle du CO2 sanguin dans la respiration

– 1906 : chargé par l’amirauté britannique d’établir un protocole de déco expérimentation animale modélisation

– 1908 : premières tables de déco avec paliers (ΔP / P ≤ 2)

Modèle de décompression

• Notion de modèle :

– Représentation simplifiée de la réalité

– Hypothèses

– Validation expérimentale

– Simulation

• Modèle de Haldane :

– 5 hypothèses :

• Équilibre alvéolaire instantané

• Équilibre tissulaire instantané

• Tissus anatomiques représentés par des compartiments

• Taux de perfusion constant

• Charge et décharge symétriques

– Tout le gaz est dissout, les bulles sont pathogènes (Sc)

– Perfusion limitante (débit d’irrigation, solubilité)

Les compartiments

• Ils représentent un ensemble de tissus anatomiques

• Ces tissus sont plus ou moins perfusés

• Ils ont une certaine capacité à stocker de l’azote (en fonction de leur volume et de la solubilité de l’azote dans le tissu)

• Q = Q0 x Vr

Vr (gradient)

Vi (tension initiale)

Q

Compartiments courts et compartiments longs

Compartiment court Compartiment long

Que nous dit le modèle de Haldane ?

• Les différents tissus de l’organisme sont représentés par des compartiments

• Chaque compartiment est caractérisé par sa période (en min) significative de sa perfusion, donc de sa vitesse de charge et de décharge

• En 1 période, le compartiment échange la moitié du gradient

• G = pression partielle – tension

• Volume critique des bulles tissulaires :TN2 / Pabs ≤ Sc Pabs ≥ TN2 / Sc détermine les paliers

Méthodologie de calcul

• Tension initiale (Ti)

• Pression partielle d’azote respirée = PpN2 resp

• Gradient (G)

• Nombre de périodes

• Pourcentage de saturation (%sat)

• Tension finale (Tf)

G = PpN2 resp – Ti

Tf = Ti + %sat x G

Nb 1 2 3 4 5 6

% 50% 75% 87,5% 93,7% 96,9% 98,4%

Compartiment directeur

• Pour chaque compartiment on calcul Pabs = TN2 / Sc

• Le compartiment directeur est celui qui impose le premier stop valeur Pabs la plus grande

• En pratique :

– Plongée profonde mais courte : compartiment court

– Plongée peu profonde et longue : compartiment long

Exemple

• Plongée de 30min à 40m

• 2 compartiments

Période Sc TN2 Pabs Palier

10 min 2,4

30 min 1,8

3,6b 1,5b 5m

2,4b 1,33b 3,3m

Compartiment directeur (ex : 30 min à 30m)

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Temps (min)

TN

2 (b

ar)

C5

C7

C10

C15

C20

C30

C40

C50

C60

C80

C100

C120

Compartiment directeur (ex : 30 min à 30m)

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

1,10

1,20

1,30

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Temps (min)

TN

2/S

c

C5

C7

C10

C15

C20

C30

C40

C50

C60

C80

C100

C120

Limites du modèle de Haldane

• Présence de micro-bulles circulantes à la décharge (gaz gazeux)

• Décharge plus lente que la charge du fait des micro-bulles ( modèle sigmoïde, modèle à décharge linéaire)

• Équilibre alvéolaire ralenti en cas d’engorgement du filtre pulmonaire

• Équilibre tissulaire non instantané dans les tissus lents (cartilages articulaires)

• Taux de perfusion variable à effort (augmentation de la température et de la perfusion)

• Composition du gaz alvéolaire différente de celle du gaz respiré (H2O et CO2 indépendants de la pression)

Variété et nouveauté des modèles : Buhlmann, VPM (paliers profonds), RGBM, M-values (seuil N2 variable avec la profondeur), Hempleman (diffusion limitante),…

Cadre réglementaire

• Arrêté du 22/6/1998, art. 8 : « Les pratiquants ont à leur disposition sur les lieux de plongée … un jeu de tables permettant de vérifier ou recalculer les procédures de remontées des plongées réalisées au-delà de l'espace proche »

• Ibid., art.10 : « Sauf dans les piscines ou fosses de plongée dont la profondeur n'excède pas six mètres, les plongeurs évoluant en autonomie et les guides de palanquée sont équipés chacun … des moyens de contrôler personnellement les caractéristiques de la plongée et de la remontée de leur palanquée. »

• Ibid., art.11 :« La plongée subaquatique autonome à l'air est limitée à 60 mètres. Un dépassement accidentel de cette profondeur de 60 mètres est autorisé dans la limite de 5 mètres. »

Liberté de choix du moyen de contrôler la décompression

• MN90 utilisées pour les examens FFESSM et J&S

L’utilisation des tables MN90

MN90 : Généralités

• Vitesse de remontée : 15 à 17m/min, 6m/min entre paliers

• 2 plongées / 24h au maximum

• Pas d’interpolation des temps et des profondeurs arrondi supérieur

• Profondeur maxi 60m ; 62 et 65m utilisables en cas de dépassement accidentel pas de plongée dans les 12h suivantes

MN90 : Plongée isolée (pas de plongée dans les 12h précédentes)

0 mpr

ofon

deur

temps

Dr

Dt

DTR

Pr

Pt

Pp

Dp

HI HS

MN90 : Déco plongée isolée

MN90 : 2ème plongée

• IS : durée entre émersion 1ère plongée et immersion 2ème plongée

• IS < 15min : consécutive

– 1 seule et même plongée

– Durée = D1 + D2

– Profondeur = max (P1, P2)

• IS ≥ 15min et ≤ 12h : successive

– Majoration : « mémoire » de la saturation en azote due à la 1ère plongée au moment de l’immersion pour la 2ème plongée c’est le temps qu'il faudrait rester à la profondeur de la 2ème plongée pour avoir le même niveau de saturation que celui dû à la 1ère plongée au moment de la 2ème immersion

0 m

prof

onde

ur

temps

MN90 : Majoration

N2 = 0,8

N2 = 0,95 (AR)

N2 = 0,95

N2 = 0,95

N2 = 1,10

N2 = 0,8

N2 = 0,8

MN90 : Majoration

MN90 : Plongée successive (IS = 15min à 12h)

0 m

prof

onde

ur

temps

IS

majo

Dt

Dr

Dt

DTR

Pr

Pt

Pp

Dp

HI HS

Dr

HI

ISt

MN90 : Calcul de la majoration

MN90 : Planification

• Prévoir :

– profil (profondeur et durée)

– moyens (pendeur, parachute,…) compatibles avec les conditions de la plongée (froid, courant,…)

– durée de décompression

– stock d'air disponible (y/c réserve 50b)

• Ordinateur : mode planification (cf. notice d'utilisation) ; on ne peut pas se baser sur une planification aux tables pour une plongée réalisée à l'ordinateur (pas de mélange des procédures)

• Différente situations de calcul MN90 :

– Profondeur, durée déco durée max plongée isolée

– Durée plongée, durée déco profondeur plongée isolée

– GPS, prof, durée plongée, durée déco IS

– GPS, IS, durée plongée, durée déco prof

MN90 : Planification (suite)

• Profondeur : 32m

• Durée de paliers maximum : 10min

• Durée maximum d'une plongée simple ?

Lecture directe dans la table à 32m

Durée plongée 25min 30min

Durée paliers 6min 14min

MN90 : Planification (suite)

• Durée de plongée minimum : 40min

• Durée de paliers maximum : 5min

• Profondeur maximum d'une plongée isolée ?

On recherche dans la table la durée des paliers à différentes profondeurs pour une plongée de 40min :

à 20m pas de palier

à 22m 2min

à 25m10min

on se limitera donc à 22m

MN90 : Planification (suite)

• 1ère plongée : GPS E

• 2ème plongée :

– Profondeur : 25m

– Durée réelle de plongée minimum : 25min

– Durée de paliers maximum : 5min

• IS minimum pour une plongée successive ?

À 25m, la durée table maximum pour ne pas dépasser 5min de palier est de 35min

Si on veut plonger réellement 25min, la majoration ne doit pas excéder 10min

Tableau 2 : AR maxi = 0,89

Tableau 1 : GPS E AR ≤ 0,89 si IS ≥ 2h30

25m 22m 20m

13min 15min 17min

43min (45min) 45min 47min (50min)

16min 7min 4min

MN90 : Planification (suite)

• 1ère plongée : GPS I

• IS : 3h00

• 2ème plongée :

– Durée de plongée minimum : 30min

– Durée de paliers maximum : 5min

• Profondeur maximum d'une plongée successive ?

• Tableau 1 : GPS I + IS 3h00 AR = 0,94

Profondeur

Majoration

Durée totale (table)

Durée paliers

MN90 : Erreur de planification

• Profondeur réelle > profondeur planifiée

On conserve la majoration planifiée (> majo. réelle)

On calcule les paliers avec la profondeur réelle

• Profondeur réelle < profondeur planifiée

On conserve la majoration planifiée

On calcule les paliers avec la profondeur planifiée (> prof. Réelle)

MN90 : Incidents

• Remontée rapide (> 17m/min) :

– Rejoindre la mi-profondeur dans les 3min après émersion

– 5min de recompression à la mi-profondeur

– Durée plongée = immersion début remontée à 15m/min

– Palier à 3m de 2min minimum

• Interruption de palier :

– Rejoindre le palier interrompu dans les 3min après émersion

– Reprendre intégralement le palier interrompu

Pas de réimmersion thérapeutique

Pas de réimmersion seul

Attention à la profondeur de réimmersion vs saturation

Stock d’air vs déco

MN90 : Calcul DTR

• Prof. de remontée ≠ prof. Calcul

– Remontée rapide : mi-profondeur

– Remontée lente

– Consécutive moins profonde

– Nitrox : profondeur équivalente

MN90 : Calcul DTR

Pression et altitude

• Pression atmosphérique = poids de la colonne d’air ( 10 t/m2)

• À 2000m d’altitude, 2000m de colonne d’air en moins H < 1,0 bar

• H diminue d’environ 0,1b tous les 1000m d’altitude

• Ex : altitude = 3000m, profondeur = 20m p = 0,7 + 2,0 = 2,7b

MN90 : Plongée en altitude

• 3 plongées de 50 min après 48h passées à l’altitude concernée

• Compartiment 50 min, Sc = 1,6 : palier requis ?

4,0b

3,2b

2,0b

1,25b

2,5m

2,0b

1,6b

1,0b

0,625b

1,25m

2,5b

2,0b

1,4b

< 1b = H

0m

H 1b 0,5b 1b

Profondeur 15m 15m 30m

Pabs

PpN2

TN2

Pmin = TN2/Sc

Profmin

MN90 : Plongée en altitude (suite)

Prof.

temps

lac (réel)

mer (fictif)

MN90 : Plongée en altitude (suite)

• Profondeur fictive = profondeur réelle x H0/H (> profondeur réelle)

• Profondeur paliers = profondeur palier table x H/H0 (< profondeur table)

• Durée de remontée = durée table Vremontée = 15m/min x H/H0 (< Vtable)

MN90 : Plongée au nitrox

• Utiliser des tables nitrox !!!

• Qualification nitrox requise

• Calcul de la profondeur équivalente donnant la même PpN2 à l’air :

Pabs x %N2 = Pabs équ x 79%

• PpO2 ≤ 1,6b profondeur limite d’utilisation du mélange

MN90 : Paliers à l’O2

• À partir du palier à 6m !

• Durée palier = 2/3 du palier à l’air (arrondi supérieur)

• Réduction applicable si palier résultant ≥ 5min

• GPS inchangé

• Qualification nitrox confirmé non requise si le bloc est fixé à un pendeur

MN90 : Utilisation d’O2 pur en surface

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Temps (min)

TN

2 (b

ar)

C15 : immersion

C15 : O2 en fin

C15 : O2 en début

C120 : immersion

C120 : O2 en fin

C120 : O2 en début

MN90 : Utilisation d’O2 pur en surface

• Utilisation du tableau 1 pour l’IS à l’air

• Utilisation du tableau 3 pour l’IS à l’oxygène

Les ordinateurs de plongée

Les ordinateurs de plongée

Les ordinateurs de plongée (suite)

• LIRE LA NOTICE !!!

• Initialisation et mesure de la profondeur risque de sous-évaluer la profondeur en cas de descente immédiate impact sur le calcul de décompression

• Mauvaise prise en compte des phénomènes physiologiques dans le cas de plongées yo-yo, de profils inversés, de remontées rapides,…

• Réglage personnalisé déco différentes

• Alarmes

• Multi-gaz

• Planification

• Palier de sécu

• Interface PC : péda, « mouchard »

• Mode SOS / erreur

• Risque de panne esprit critique,tables de secours

• % batterie = % tension

Les ordinateurs de plongée (suite)

• Rester informé : rappel de modèles par les constructeurs en cas de bug

• Ne pas se prêter ou s'échanger les ordinateurs entre 2 plongées consécutives : mémoire de la saturation antérieure prise en compte pour les plongées suivantes

• Ne pas mélanger les procédures de décompression (plongée à l'ordinateur le matin, aux tables l'après-midi,…)

• Risque de panne esprit critique, tables de secours

• Risque de déprogrammation par les ondes électromagnétiques produites par un téléphone portable

Procédures hétérogènes

• Temps de palier ou DTR à fixer lors du briefing (particulièrement important si plongée profonde)

• Adopter la décompression de l'ordinateur le plus contraignant communiquer pendant la plongée : DTR compatible avec les possibilités (stock d’air, froid, conditions de palier,…)

• Aligner la vitesse de remontée sur la plus lente préconisée (intégrer la vitesse de remontée à la durée de plongée pour un calcul MN90)

L’accident de décompression

Décompression normale

• Remontée à vitesse contrôlée, respect des paliers

• Formation de microbulles circulantes d’azote dans le système veineux

• Élimination par le filtre pulmonaire : gradient négatif diffusion à travers la paroi alvéolo-capillaire

Formation des bulles

• Sursaturation : excès d’azote

• Formation de noyaux gazeux :

– Nucléation : apparition d’inclusions gazeuses sur des irrégularités (crevasses intercellulaires de l’épithélium vasculaire) rôle du CO2

– Cavitation (diminution locale de la pression dans un écoulement liquide) vaporisation

– Détection doppler de microbulles circulantes non pathogènes de quelques µm dans la circulation veineuse pendant plusieurs heures

• Croissance des bulles :

– Coalescence : agglomération de microbulles

– Mariotte : pression volume

Localisation des bulles (1)

Tissulaires (stationnaires) :

• Compression de vaisseaux

• Compression de nerfs

• Dilacération et compression de tendons dans les capsules articulaires et/ou de fibres musculaires : bends

• Couche adipeuse du derme :

– Démangeaisons : puces (très rare en plongée loisir)

– Éruptions, macules : moutons (disparaît en 1 à 2 heures)

• Endolymphe : lésions des cellules sensorielles du labyrinthe (saccule, utricule, canaux SC)

Localisation des bulles (2)

Vasculaires (initialement circulantes) :

• Veineuses : stase (perte de charge, ralentissement du retour veineux)

ischémie d’amont : accidents médullaires

engorgement pulmonaire, blocage de l’artère pulmonaire, pression VD : chokes

• Artérielles : oblitération des artérioles par manchons gazeux

ischémie d’aval : accidents cérébraux et vestibulaires

Facteurs favorisants

• Anatomiques :

– FOP (25-30% de la population, 25% chez BTV..., 50% chez Valsalva)

– Shunt pulmonaire : alvéoles non ventilées (âge)

– Insuffisance du retour veineux (âge)

• Comportementaux :

– Remontées rapides

– Hyperpression pulmonaire en phase de décompression (toux, Valsalva à la redescente, effort à glotte fermée, gonflage buccal) hyperpression droite FOP

– Yoyos enrichissement des microbulles préexistantes

– Apnée shunt pulmonaire

Maladie de décompression

• Abrasion de l’endothélium vasculaire (blessure)

Adhésion plaquettaire à l’endothélium

• Œdème : fuite plasmatique, hypovolémie

• Adhésion des plaquettes à la bulle d’azote

• Mise en place du mécanisme de coagulation (thrombose) :

– Libération de protéines adhésives (filaments)

– Formation d’agrégats obstructifs

viscosité sanguine (sludge), débit, stase

• Les agrégats formés perdurent à la recompression

• Ischémie des territoires concernés nécrose

Prise d’aspirine dans les 30 premières minutes

Importance d’une recompression thérapeutique précoce

Classification des ADD

• Type I (« bénins »)

– Asthénie intense

– Cutanés

– Ostéo-articulaires et musculaires (bends)

• Type II (« graves »)

– Neurologiques : médullaires (40% des ADD) et cérébraux

– Cardio-respiratoires (chokes)

– Vestibulaires (25% des ADD, 40% chez les « seniors », 75% de FOP chez les ADD vestibulaires)

Conséquences des ADD de type II

• Médullaire : engorgement progressif du retour veineux, signes évolutifs

– Fourmillements, troubles sensoriels et moteurs, douleur rachidienne intense (« coup de poignard »), paraplégie, atteinte des fonctions basses (vessie, intestins), tétraplégie

• Cérébral : hémiplégie, tétraplégie, cécité, aphasie

• Cardio-respiratoire : douleur thoracique, toux non productive, ventilation superficielle, détresse ventilatoire

• Labyrinthique : vertiges rotatoires (sensation de tourbillon), station debout impossible (chute vers le côté atteint), vomissements à la mobilisation, nystagmus (opposé)

Récapitulatif

TISSUS + N2

décompression

Bulles tissulaires(peau, articulations,

liquides labyrhintiques)

Bulles vasculaires

Peu abondantes(filtrées par les poumons)

Abondantes

Blocage pulmonaire partiel

Passage artériel(FOP, débordement filtre pulm.)

Blocage retour veineux épidural

Signes neurologiques médullaires Signes neurologiques cérébraux,signes vestibulaires

Prévention

• Hydratation (avant, après) :

– améliore le retour veineux,

– plus de liquide plus de capacité à transporter l’azote

• Vitesse de remontée, surtout à l’approche surface : surface = mur !!!

• Paliers stock d’air !!!, conditions du milieu (froid, houle, courant,…)

• Condition physique et psychique

• Hygiène de vie

• Protection thermique

• Profils à risque (yoyos, consécutives, successives profondes,…)

• Limiter la profondeur (risque d’accident divisé par 6 en-deçà de 30m)

• Nitrox (risque d’accident divisé par 6)

• Pas d’effort à glotte fermée : souffler pendant la contraction musculaire

Réaction face à un ADD

• Délai d’apparition :

– 50% dans les 10 minutes

– 70 à 85% dans la 1ère heure

• Pas de ré-immersion en cas de symptômes !!!

• Alerte des secours (CROSS)

• O2 normobare à 15L/min (ajuster le débit à la ventilation)

• Réhydrater si conscient et pas de vomissement (2L d’eau plate non sucrée maxi en plusieurs prises)

• Proposer rapidement de l’aspirine (500mg)

• Fiche d’évacuation normalisée : recueil de toutes les infos utiles

Principes du traitement médical

• Recompression : réduction du volume des bulles arrêt de l’adhésion plaquettaire

Pas de disparition des agrégats formés

• Dénitrogénation : pas d’azote pour ne pas re-saturer

• Oxygénation :

– Favorise la diffusion de l’azote hors de la bulle (ppN2 = 0)

– Oxygénation des tissus ischémiés par diffusion

• Le choix de la table thérapeutique dépend du type d’accident et pas des paramètres

Bibliographie

• Plongée, santé, sécurité – X. Fructus, R. Sciarli – Ed. Ouest-France (1992)

• La plongée sous-marine à l’air – Ph. Foster – PUG (1993)

• Code Vagnon plongée secourisme – D. Jeant – Ed. du Plaisancier (1994)

• La plongée sous-marine sportive – JP. Bonnin, C. Grimaud, JC. Happey, JM. Strub, P. Cart – Masson (1999)

• Plongée plaisir niveau 4 – A. Foret, P. Torres – Gap (2002)

• Physiologie et médecine de la plongée – B. Broussolle – Ellipse (2006)

• http://perso.orange.fr/aresub/medecinesubaquatique/medecineplongee/memtoto/fopa.htm – Plongée et FOP