Transcript La plongée au Trimix

La plongée au Trimix
Emmanuel Bernier
(d’après Jastrzebski, Césarano, Ricart)
(rév. 19/8/13)
1
Au programme…
•
•
•
•
•
Pourquoi du trimix ?
Historique
Rappels de physique
Caractéristiques He
He, O2 et déco
• Risques et accidents
• Planification
• Fabrication des
•
mélanges
Réglementation
2
Au programme…
•
•
•
•
•
Pourquoi du trimix ?
Historique
Rappels de physique
Caractéristiques He
He, O2 et déco
• Risques et accidents
• Planification
• Fabrication des
•
mélanges
Réglementation
3
Que désire le plongeur ?
Diminuer le risque d ’ADD
- Limiter la quantité de bulles
Moins de N2
Passer moins de temps au palier
- Être moins saturé en azote
- Désaturer plus rapidement
Rester plus longtemps au fond
 la quantité de gaz consommée
Descendre plus profond
- Éviter la narcose
- Éviter l’hyperoxie
- Éviter l’essoufflement
- Moins de N2
- Moins d’ O2
 NITROX
 RECYCLEURS
 TRIMIX
4
Bénéfices du Trimix
• Réduit la narcose
• Contrôle de la toxicité de l’O2
• Moins de paliers qu’avec l’héliox
(pour plongée inférieure à 2h)
• Densité inférieure à celle de l’air
 Meilleur travail des détendeurs en
profondeur
 Diminue le risque d’essoufflement
5
Inconvénients du Trimix (1/2)
• Problèmes thermiques réels et perçus
• Décompression plus complexe
• Décompression parfois plus longue qu’à
l’air
• Utilisation de mélanges de transits et
suroxygénés
6
Inconvénients du Trimix (2/2)
• Changements de gaz nécessaires sous
•
•
•
•
l ’eau
Maladie de décompression à l’He pouvant
être plus hasardeuse qu’à l’N2
Contre-diffusion isobare
Complexité de préparation et d’analyse
Coût de l’hélium et de l’O2 en circuit
ouvert
7
Différents mélanges
• Trimix : He + O2 + N2
• Héliox : He + O2 (cher !)
• Héliair : He + air  FO2 < 21%, peu d’He
(« giclette » : Tx 19/10)
• Triox (ou Hélitrox) : Trimix avec FO2 >
21%  prof. > 50m, pas de gaz déco,
déco < à une plongée à l’air (ordi air
utilisable)
8
Au programme…
•
•
•
•
•
Pourquoi du trimix ?
Historique
Rappels de physique
Caractéristiques He
He, O2 et déco
• Risques et accidents
• Planification
• Fabrication des
•
mélanges
Réglementation
9
Historique
•
•
•
•
•
•
•
•
1937 : plongée militaire (US Navy)
1968 : COMEX à -365m à l’héliox
1969 : 4 plongeurs à -102m (spéléo)
1983 : transfert de connaissance COMEX 
spéléo loisir
1985 : création de IANTD
1989 : 1ères formations trimix aux USA
1993 : 1ères formations trimix en France
1998 : trimix élémentaire
10
Au programme…
•
•
•
•
•
Pourquoi du trimix ?
Historique
Rappels de physique
Caractéristiques He
He, O2 et déco
• Risques et accidents
• Planification
• Fabrication des
•
mélanges
Réglementation
11
Compressibilité : Boyle - Mariotte
•
•
•
•
•
À T constante, P.V = Cste
Valide si P < 250 bar et T < 220°C
Gaz parfait : P.V = n.R.T
Gaz réel : P.V = Z.n.R.T
ZHe > Zair
12
Compressibilité de l’hélium
13
La pression partielle
PP
•
•
•
•
PP = Pabs x %
Pabs = PP / %
% = PP / Pabs
PP1 + PP2 + … + PPn = Pabs
Pabs
%
 C'est la pression partielle des gaz dans l'organisme qui
va déterminer leur effet sur celui-ci
14
PPO2
• Déco : PPO2 ≤ 1,6b
Profondeur maxi pour Nx70 ?
• Fond : PPO2 ≤ 1,5b, voir 1,4b
• MOD
15
Profondeur air équivalente (EAD)
• Profondeur à l’air qui donnerait la même PPN2
•
•
que le Trimix à la profondeur réelle
PEAD x 0,8 = Préelle x FN2
Ex :
–
–
–
–
Prof. : 90m
PPO2 : 1,4b
EAD : 30m
FN2, FO2 ?
• PPN2 ≤ 5,6b ; en pratique, plutôt 3,5b (34m)
16
Profondeur narcotique équivalente
(END)
• Effet narcotique de l’O2
• Profondeur équivalente ne tenant compte
que de la PPO2 et de la PPN2
• PEND = PPO2 + PPN2
• Ex :
– Prof. : 90m
– Mix : 14/54
– END ?
17
Au programme…
•
•
•
•
•
Pourquoi du trimix ?
Historique
Rappels de physique
Caractéristiques He
He, O2 et déco
• Risques et accidents
• Planification
• Fabrication des
•
mélanges
Réglementation
18
L’Hélium
• 2ème molécule la plus petite après
l’hydrogène
• 2ème élément le plus abondant de
l’univers après l’hydrogène : 25% en
masse contre 73% pour l’H2
• 0,0005% dans l’air
• Obtenu à l’état naturel par forage dans
des gisements en Russie, Algérie,
Canada, USA,…
19
Caractéristiques de l’Hélium
Chaleur Spécifique
(kJ/kg.K)
Cp
Cv
Conductivité
thermique à
20°C
(W/m.K)
0,09
14,235
10,096
0,186
4,003
0,18
5,234
3,153
0,151
N2
28,013
1,25
1,043
0,745
0,025
O2
31,998
1,43
0,913
0,652
0,026
Ar
39,948
1,78
0,523
0,313
0,018
CO2
44,010
1,96
0,825
0,630
0,016
Air
Mélange
1,29
1,009
0,721
0,025
Masse
Molaire
Densité
H2
2,016
He
20
Effet « Donald Duck »
• Vitesse du son dans l’He : 960 m/s (vs
330 m/s dans l’air)
•  fréquence de résonnance des cordes
vocales dans le pharynx rempli d’He
21
Au programme…
•
•
•
•
•
Pourquoi du trimix ?
Historique
Rappels de physique
Caractéristiques He
He, O2 et déco
• Risques et accidents
• Planification
• Fabrication des
•
mélanges
Réglementation
22
Perfusion / Diffusion
Diffusion
(cinétique de dissolution)
Perfusion
(cinétique de remplissage d’un tissu)
23
Le taux de perfusion
Solubilité gaz-sang x débit sanguin
Solubilité gaz-tissu x volume tissu
24
Diffusibilité
• Loi de Graham : la vitesse de diffusion
d’un gaz est proportionnelle à l’inverse de
la racine carrée de sa masse molaire
 L’He diffuse 2,65 x plus vite que l’N2
25
Solubilité
• He 4 x moins soluble que N2 dans les
graisses
• He 1,5 x moins soluble que N2 dans le
sang
 Taux de perfusion à l’He 2,7 x plus élevé
qu’à l’ N2
 Les tissus gras saturent et désaturent +
vite à l’He qu’à l’N2
26
Impact sur la décompression
• Les compartiments (au sens de Haldane)
raccourcissent : C5 N2  C2 He
• Compartiments directeurs très courts
(plongées profondes et brèves)
 Vitesses de remontée + lentes (10m/min)
 Paliers + profonds
27
2 gaz neutres à éliminer
• Modélisation + complexe
• Les calculs de tensions superficielles des gaz
montrent qu’une bulle d’He aura tendance à se
nourrir de l’azote environnant
 Éviter les bulles d’He en trimix
 Les paliers profonds permettent d’évacuer
efficacement les bulles circulantes avant
qu’elles n’atteignent une taille critique
28
Les modèles
• Haldaniens (Buhlmann) :
– À l’origine pour 1 seul gaz neutre
– Évalue la charge en gaz neutre
• VPM (V-Planner, HLPlanner) :
– Charge haldanienne avec bulles pré-existantes
– Prend en compte les phénomènes de tension
superficielle des bulles
– Évalue le comportement des bulles (croissance /
décroissance)
29
Déco à l’O2
•
•
•
•
Effet vasoconstricteur de l’O2 pur
 perfusion
 durée de la déco
Incidence pour les déco longues
30
Au programme…
•
•
•
•
•
Pourquoi du trimix ?
Historique
Rappels de physique
Caractéristiques He
He, O2 et déco
• Risques et accidents
• Planification
• Fabrication des
•
mélanges
Réglementation
31
L’Hyperoxie : toxicité neurologique
• La toxicité est
– Dose dépendante : pression et temps d’exposition
– Fonction de l’environnement : ambiance sèche ou
non
– Variations inter ou intra individuelles
• En pratique :
– Décompression en eau : O2 à partir de 6 m (1,6
ATA)
– Décompression en caisson : O2 à partir de 12 m
(2,2 ATA)
– En thérapeutique : O2 jusqu’à 18 m (2,8 ATA)
32
La crise hyperoxique (1)
• Prodromes (rares) :
–
–
–
–
Troubles de la vision (tunnel) et de l’audition
Tremblements musculaires
Nausées, vertiges
Picotements autour de la bouche
• La crise :
– Phase tonique (30 sec)
– Phase clonique (2 à 3 min)
– Phase résolutive (10 min)
33
La crise hyperoxique (2)
• Conduite à tenir :
–
–
–
–
–
Soustraire au toxique
Prévenir la noyade
Prévenir une surpression pulmonaire
Prévenir un risque traumatique
Prévenir une récidive de la crise
• Se tester (sous contrôle)…
34
L’Hyperoxie : toxicité pulmonaire
• Irritation chronique des alvéoles
 Expositions longues
• Toux d’intensité croissante avec la durée
d’exposition
• Œdème pulmonaire
• Broncho-pneumonie réversible
• Diminution réversible de la capacité vitale
35
L’hyperoxie : contrôle (1)
• CNS Clock : toxicité neurologique
PpO2
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,7
1,8
%SNC/min
0,14
0,22
0,33
0,47
0,65
2,22
10,0
50,0
• %SNC/min x durée max = 100%
•
 risque de crise hyperoxique
Le %SNC est divisé par 2 toutes les 90 min à
l’air
0h30
1h00
1h30
2h00
2h30
3h00
3h30
4h00
4h30
5h00
6h00
7h00
8h00
9h00
10h
11h
0,794
0,630
0,500
0,397
0,315
0,250
0,199
0,158
0,125
0,100
0,630
0,040
0,025
0,016
0,010
0,007
36
L’hyperoxie : contrôle (2)
•
•
OTU (Oxygen Toxicity Unit) = UPTD (Unit Pulmonary Toxic Doses ) = 1 min d’O2 à 1b
 toxicité pulmonaire
PpO2
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
OTU/min
0,27
0,65
1,00
1,32
1,63
1,92
Méthode REPEX : dose limite quotidienne / cumulée
Nombre de jours
d’exposition
Dose limite par
jour
Dose limite
cumulée
Nombre de jours
d’exposition
Dose limite par
jour
Dose limite
cumulée
1
850
850
8
350
2800
2
700
1400
9
330
2970
3
620
1860
10
310
3100
4
525
2100
11
300
3300
5
460
2300
12
300
3600
6
420
2520
13
300
3900
7
380
2660
14
300
4200
37
L’Hyperoxie
(d’après Le Péchon)
38
L’Hypoxie
• Clinique : Syncope hypoxique brutale
(noyade)
• C.A.T. : Retour à une atmosphère
normoxique
• Prévention :
– Mélange adapté et contrôlé
– Profondeur d’utilisation (trimix hypoxique)
– Surveillance PPO2 (CCR)
39
L’Hypercapnie
• Clinique : dyspnée, céphalées, sueurs,
vertiges, acouphènes, syncopes
(noyades)
• C.A.T. :
– Arrêt de l’effort et remontée adaptée
– Oxygénothérapie normobare en surface
• NB : L’hypercapnie abaisse le seuil de
toxicité de l’O2
• Efforts ventilatoires diminués avec l’He
40
Le froid
• Profondeur : thermocline, écrasement du
vêtement, densité du gaz respiré
• Conductivité thermique de l’He 6 x plus
élevée que celle de l’air
  conduction dans les poumons et dans
le vêtement sec
 Utilisation d’air ou d’Ar dans le vêtement
sec si possible
41
La contre-diffusion isobare
(dans le temps)
• L’He diffuse + vite que l’N2
• Passage gaz déco (N2)  gaz fond (He)
• Rapport P° gaz neutre / P° ambiante
Principe de désaturation et de resaturation durant un
échange gazeux de l’azote vers l’hélium
Taux de saturation
1,2
Pt
Pamb
1,0
0,8
He
0,6
0,4
N²
0,8
0
Temps 
42
La contre-diffusion isobare
(dans le temps)
 Ne pas resaturer de l’He sur de l’N2 !!!
43
La contre-diffusion isobare
(dans l’espace)
• Constitution d’un réservoir d’He au fond
•
•
•
(vêtement sec, oreille moyenne)
Au passage sur gaz déco : l’He diffuse dans les
tissus voisins (derme, vestibule) qui, dans le
même temps, se chargent en N2
Risque d’atteinte vestibulaire ou cutanée en cas
de forte saturation (plongée professionnelle
longue ou plongée très profonde)
V-Planner préconise ΔPPN2 < 0,5b
44
Le stress
Phase 1
• le plongeur
cherche à
résoudre son
problème
• il subit une
perturbation
mentale
• il n’est plus
disponible pour
les autres
Phase 2
• le plongeur perd
Phase 3
• le point de non
ses moyens
retour est atteint
• il perd de fait son
• la panique
autonomie et sa
s’installe
sécurité
• le plongeur suit
• ses réactions ne
son instinct de
sont pas adaptées à
survie
la situation
• le milieu devient
un piège …
problème
durée
45
Facteurs favorisant le stress
• Environnement :
–
–
–
–
–
Pression du temps
Profondeur
Visibilité
Courant
Froid
• Matériel :
– Encombrant
– Inadapté
– Défectueux
• Humain :
– Efforts
– Manque de
technique
– Les autres !!!
46
Accidents technologiques
• Erreur de gestion de gaz : ADD
• Mauvais contrôle de la composition des
mélanges :
– Acc. toxique avec syncope
– Surpression pulmonaire
– Noyade
• Défaut de protection thermique :
hypothermie, ADD
47
SNHP
• À partir de 150 à 180m à l’héliox
• Vitesse de descente
48
Cas réels
•
•
•
•
•
•
2000 – 2005, côte varoise
17 hommes
22 à 52 ans
Niveau III à MF1
5 nationalités
6 antécédents d’accident de plongée,
dont 4 OAM (ostéo-arthro-musculaires)
49
Les conditions
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Lieu
Prof.
Durée
Déco
%O2
%He
CCR
Dornier 24
Porque.
Dornier 24
Dornier 24
Dornier 24
Dornier 24
Dornier 24
Dornier 24
Bananier
Bananier
Dornier 24
Tombant
Maeva
Togo
Tombant
Dornier 24
Dornier 24
98 m
93 m
98 m
98 m
98 m
98 m
98 m
98 m
98 m
98 m
98 m
103 m
80 m
75 m
85 m
95 m
96 m
9 mn
15 mn
18 mn
18 mn
18 mn
12 mn
18 mn
13 mn
20 mn
17 mn
15 mn
12 mn
15 mn
10 mn
15 mn
20 mn
13 mn
72 mn
75 mn
72 mn
80 mn
80 mn
61 mn
73 mn
72 mn
94 mn
90 mn
75 mn
66 mn
65 mn
69 mn
70 mn
147 mn
79 mn
10
13
13
13
13
13
12
13
11
11
13
13
15
10
15
6
12
19
50
54
50
50
48
55
50
60
60
50
57
55
57
55
70
50
Non
Non
Non
Non
Non
Non
Non
Non
Non
Non
Non
Non
Non
Oui
Non
Oui
Non
50
Les accidents
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Délais (min)
Accident
30
150
0
0
10
120
10
0
120
125
Palier 9 m
Palier 6 m
0
15
5
Palier 24 m
35
Vestibulaire
OAM
OAM
OAM
OAM
OAM
Vestibulaire
Vestibulaire
OAM
OAM
OAM
OAM
OAM
OAM
Toxicité O2
Médullaire
Vest / cérébral
51
Prise en charge
• O2 (éventuellement déco)
• Hydratation
• Aspirine
52
Au programme…
•
•
•
•
•
Pourquoi du trimix ?
Historique
Rappels de physique
Caractéristiques He
He, O2 et déco
• Risques et accidents
• Planification
• Fabrication des
•
mélanges
Réglementation
53
Pourquoi ?
• Profondeur   Risque  Planification
• ADD, essoufflement, panne d’air, froid,
stress, hyper / hypoxie
54
Choix du mélange
•
•
•
•
PPN2 = 3,5 b (END = 34m)
PPO2 = 1,5 b
PPHe = Pabs – 5,0
Ex : 60m, 70m
Nx 30%
– 60m : Tx 21/29
– 70m : Tx 19/38
55
Planification
« Plan the dive, dive the plan »
• Profondeur  choix des gaz (O2, He, N2)
• Durée  choix du volume des blocs (1/3 de
•
•
•
•
sécu)
Décompression  configuration, nb de
mélanges
Plan de secours (dépassement temps /
profondeur, perte déco)
Run-time : « je quitte à »
Analyse de risques : « what if ?... »
56
Les outils
• Logiciels :
–
–
–
–
–
V-Planner
HL Planner
MV-plan
GAP
…
• Tables :
– Tx 19/40, Nx 70
– Tx 20/25, Nx 70
– …
57
Évaluation de la consommation
• Configuration réelle
• Profondeur moyenne ordi et ΔP pendant la
•
plongée
Profondeur constante (25m) :
– ΔP sur 10 min en promenade
– ΔP sur 5 min en effort
• Gaz consommé (L x 1b) = Pabs (b) x conso
(L/min) x durée (min) = ΔP (b) x vol bloc (L)
58
Évaluation des risques
• Milieu :
– Courant, froid, visibilité / égarement,
obstacles
• Matériel :
– Flottabilité (), perte de gaz, erreur de
gaz, panne d’ordi
• Plongée :
– Narcose, essoufflement, stress (P° du
temps), consommation
59
Exemples
Problème
Solution
Perte de gaz pendant le trajet bateau
 Paramètres de plongée
Aggravation des conditions météo
Envisager l’annulation
Courant de surface à la mise à l’eau
Parachute et récupération
Difficultés pour s’équiper
Pas de précipitation
Erreur de site : fond + important
Remonter
La gueuse n’est pas sur l’épave
Dévidoir, limiter le temps de recherche
La gueuse dérape
Assurer la gueuse pour la retrouver
Début d’essoufflement
Signaler, remonter sur la ligne
Emmêlement dans un filet
Rester calme, attendre de l’aide
Perte de la ligne de remontée
Remontée au parachute
Panne d’ordinateur
Redondance, profondimètre, run-time
60
What if IANTD
61
Vérification d’avant plongée
• Équipement : ordi, flottabilité, …
• Stock de gaz
• Déroulement : descente, parcours, runtime
• Communication
• Sécu surface
62
Au programme…
•
•
•
•
•
Pourquoi du trimix ?
Historique
Rappels de physique
Caractéristiques He
He, O2 et déco
• Risques et accidents
• Planification
• Fabrication des
•
mélanges
Réglementation
63
Les procédés
• Transfert à la lyre : He, O2, complément
air ou Nx30 ou 32 ( END env. 35m pour
1,6b d’O2)
• He / O2 ou O2 / He
• Homogénéisation : 6h pour Nitrox, 12h
pour Trimix
• Stick
64
Station trimix AdlM
65
Gonflage Trimix à la lyre
• Fond de bouteille : 50b de 20/40
• Objectif : 200b de 25/25
66
Gonflage Trimix à la lyre
(bar)
On a
On
veut
Il faut
ajouter
Ajout
He
Ajout
air
Ajout
O2
O2
10
50
40
0
20
20
He
20
50
30
30
0
0
N2
20
100
80
0
80
0
Total
50
200
150
30
100
20
67
Les logiciels
• HLP Blender
• V-Planner
68
Les analyseurs
• Cellules O2 :
– Tension proportionnelle à la pp  calibration !
– Durée de vie : 2 à 4 ans
– Coût : 50 à 80 €
• Cellules He :
– Mesure électrique de la conductivité thermique
– Durée de vie : 10 ans
– Coût : 160 €
• Analyseurs physico-chimiques :
– Cellule chimique pour l’O2
– Mesure de la vitesse du son pour l’He
69
Au programme…
•
•
•
•
•
Pourquoi du trimix ?
Historique
Rappels de physique
Caractéristiques He
He, O2 et déco
• Risques et accidents
• Planification
• Fabrication des
•
mélanges
Réglementation
70
Texte de référence
• Code du Sport – Partie réglementaire
• Livre III : Pratique sportive
• Titre II : Obligations liées aux activités
•
•
•
sportives
Chapitre II : Garanties d’hygiène et de sécurité
Section 3 : Etablissements qui organisent la
pratique ou dispensent l'enseignement de la
plongée subaquatique
Sous-section 2 : Etablissements qui organisent
la pratique ou dispensent l'enseignement de la
plongée autonome aux mélanges autres que
l’air
71
Mélanges
• PPO2 comprise entre 0,16b et 1,6b
• Restriction FFESSM pour Trimix élémentaire :
•
•
•
•
•
FO2 > 18% et FHe > 10%
FO2 > 40% : bouteille et robinetterie
compatible O2 pur
Registre de gonflage : P°, FO2, nom, date
Marquage : FO2, date, nom, MOD
Identification des embouts de détendeurs
Déco à l’aide de tables spécifiques ou
ordinateur adapté
72
Directeur de Plongée
• Qualification afférente aux mélanges
utilisés
• Enseignement jusqu’à 40m : E3
• Explo jusqu’à 70m : E3
• Au-delà : E4
73
Pratique en enseignement
(annexe III-20a)
Espaces
d'évolution
Niveau de
pratique
Compétence mini
du GP
Effectif maxi
(hors GP)
0 - 40m
P3 - Nitrox
confirmé
E3 - Trimix
4
40 - 60m
P3 - Nitrox
confirmé
E4 - Trimix
4
60 - 80m
P3 - Trimix
élémentaire
E4 - Trimix
4
74
Pratique en exploration
(annexe III-20b)
Espaces
d'évolution
Niveau de
pratique
Compétence mini
du GP
Effectif maxi
(hors GP)
0 - 70m
P3 - Trimix
élémentaire
Autonomie
3
70 - 120m
P3 - Trimix
Autonomie
3
75
Équipement
• Matériel individuel et collectif : idem air
• Ligne de descente et de remontée, en
•
•
•
•
l’absence d’autre ligne de repère
Bouteilles de secours avec mélange
adapté
Ligne de déco
Copie de la planification
Sécurité surface
76
That’s all folks…
77