Transcript Rappels de physique

CHOIX DES GAZ ET DES MELANGES
Rappel des formules indispensables et
mise en application dans les
plongées trimix
C PASCUAL IR 2707 CTRC
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Avant d’attaquer la profondeur …. et la pratique
un peu de théorie s’impose sur les formules
indispensables à la plongée aux mélanges
•
La base : la loi de DALTON
•
Pp
Ppo2 = P Abs X %
•
:
:
•
•
•
p
X %
% = Pp / Pabs
Pabs = Pp / %
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Le gaz carbonique quelques valeurs limites
Ppco2
Limites
0.0003
Dans l’air ambiant
Bien toléré
0.005
Maxi en caisson thérapeutique
Tolérance acceptable
0.015
Maxi quand Ppo2<1.6
Tolérance limite
0.03
Ppco2 maxi tolérable (premiers signes et
symptômes )
Essoufflement, nausées,
sueurs ,état ébrieux
0.07
Aggravation des symptômes
Céphalées vomissements
0.1
Syncope et mort
Perte de connaissance,
arrêt cardiaque
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Conséquences de l’augmentation du Co2
dans l’organisme
• 1ère cause de perte de connaissance en plongée
(Thomas et Shilling 1980)
• Essoufflement favorisé avec la densité du mélange
(effort respiratoire +++)
• Favorise la toxicité du CNS à l’O2 (toxicité sur le
système nerveux central.
• Une Ppo2 élevée=interaction du C02 sur la
respiration
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Interaction du CO2
• Favorise l’ADD, lorsque la pression augmente
l’hémoglobine est moins efficace et il y a plus de
CO2 libre qui favorise la constitution de noyaux
gazeux
(diminution des bicarbonates + diminution de
fixation de l’O2 sur les globules rouges )
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L’effet des gaz sous pression
Zut ça ne répond pas !!!!!!
6
•
Rappels profondeur et narcose
Zone plaisir PpN2 < 3.5 b
30m
40m
Zone à risques pour les plus sensibles
Zone à risque pour tous
60m
Limite maximum à l’air (20/80)….. Ppn2 = 5,6 bars
Zone
dangereuse
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Notion de profondeur narcotique
équivalente
• En tenant en compte que l’azote :
• PNE= (% N2/100 x Pabs x 10/0.79)- 10
ex à 90 m pabs =10
Pn2 de 3.5 = > (3.5 x 100) /10= 35 % de N2
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Les impératifs de base
Limiter au maximum la Narcose 0.45x Pabs < 0.35
O2
21 %
N2
79%
O2
55 %
O2: Pabs x 0,55
Danger> 1.4
N2
45 %
 Contrôler la toxicité de l’ 02
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Toxicité de l’ Oxygène
L ’effet Paul Bert ou neurotoxicité de
l’O2 correspond à des crises convulsives
survenant lors d ’expositions à de fortes
pressions partielles d’O2.

L ’effet Lorrain Smith ou histotoxicité
pulmonaire de l ’O2 correspond à des
phénomènes irritatifs au niveau du tissu
pulmonaire lors d ’expositions de longues
durées à des Pp0² supérieures à 0,5 b.
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Rappel des fourchettes d’utilisation pour
l’ oxygène
hypéroxie
Pp0² max si cond. diff.
0.12
anoxie
0.16
hypoxie
0.21
1.4
1.6
2.8
normoxie Pp0² max thérapeutique
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Effets suivant les Ppo2
Limites Ppo2 en
bars
Effets
CAT
anoxie
0.12
Syncope brutale
noyade , arrêt
cardiaque …
Passer sur un
mélange plus
oxygéné maintient
détendeur ,assister
remonter
hypoxie
0.16
Nausées, confusion
, souffrance des
organes
Passer sur un
mélange plus
oxygéné maintient
détendeur assister
remonter
normoxie
0.21
1.4
Comportement
normal
RAS
hypéroxie
Au-delà de 1.6
Troubles visuels
Convulsions
,noyade
Maintenir le
détendeur et
assister remonter
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Rappels des rapports profondeurs et toxicité pour l’ Oxygène
surface
surface
Pp 02 = 1 bar x 20 % soit 0,2 b
0, 3 b
10 mètres
0, 4 b
10 mètres
0, 6 b
20 mètres
0, 6 b
20 mètres
0, 9 b
30 mètres
0, 8 b
30 mètres
1, 2 b
40 mètres
1 b
40 mètres
1, 5 b
Avec un
Oxygène à
30 %
50 mètres
1, 2 b
50 mètres
1, 8
Intoxication
60 mètres
1, 4 b
60 mètres
2,1 b Intoxication
70 mètres
1, 6 b
70 mètres
2,4 B Intoxication
au delà
Intoxication
au delà
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Pour une Ppo2 limitée à 1.4
• Si nous reprenons l’exemple de 90 m
• (1.4 x100 ) /10=14% d’O2
• Avec (3.5 x 100)/10 = 35% de N2
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D’où le choix d’un autre gaz pour se
substituer à l’azote
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Les avantage du troisième gaz
Azote
Hydrogène
Oxygène
Hélium
Pouvoir
narcotique et
toxique
Narcose dès
5.6 bars de
Ppn2
0.54
0.17
<Ppo2<1.6
Pas de narcose
Masse
volumique g/l
à 1 bar
1.20
0.09
1.42
0.17
Risque et Seuil
toxicité :
60 m à l’air
utilise jusqu’à
450m de
profondeur
mais Très
instable
Pp02 < 1.6
En mélange
professionnel
150m( SNHP)
Solubilité dans
les graisses :
61
36
Risque
d’explosion au
contact des
corps gras
15
16
Modifier la densité
• Si on augmente la proportion d’O2 on augmente la
densité du mélange (nitrox ok car faible
profondeur d’utilisation)
• Si on rajoute de l’Hélium on diminue la densité,
on favorise la diffusion des gaz :
• 3.7 fois plus efficace dans l'évacuation du C02
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Si l’on rajoute de L’hélium
• Pour 90 m souhaités nous avions :
• 35% de N2 +14% d’O2
• Il faudra compléter avec :
100% - (35%+14%)= 51% d’Hé
Le mélange sera : du TX 14/51
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Hélium et décompression
L’hélium diffuse 2.65 fois plus vite que l’azote
• Les tissus saturent plus vite
• Ils désaturent plus vite (x 2.65)
• Les paliers seront plus profonds
• La bulle d’Hé une fois constituée absorbe les
bulles de N 2 avoisinantes
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Les bulles d’Hé
• Lorsque les bulles de Hé sont formées elles ont
tendance à se nourrir des bulles avoisinantes
He
HE
N2 +
+++
N2
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La contre diffusion isobarique
• Deux gaz comme l’Hé et le N2 peuvent circuler en
sens inverse dans un tissus sans changement de
pression
• Attention en situation d’urgence à la reprise des
mélanges fond au paliers .
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La conduction thermique
• Malgré sa chaleur massique 5 fois supérieure à
l’air il a une conductibilité plus importante, il
provoque donc une déperdition calorique
importante entre les parois respiratoires et le
mélange respiré, comme au niveau cutané
(combinaison étanches )
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La chaleur massique
• La chaleur massique ou chaleur spécifique[1] (symbole c ou s), qu'il
convient d'appeler capacité thermique massique, est déterminée par
la quantité d'énergie à apporter par échange thermique pour élever d'un
Kelvin la température de l'unité de masse d'une substance. C'est donc
une grandeur intensive égale à la capacité thermique rapportée à la
masse du corps étudié.
• L'unité du système international est alors le joule par kilogrammekelvin (J·kg-1·K-1). La détermination des valeurs des capacités
thermiques des substances relève de la calorimétrie.
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Tableau comparatif des chaleurs massiques
Masse
molaire
(kg/mol)
température
(°C)
Cv
capacité
massique
J/(kg.K)
Air
29×10-3
0-100
710
Azote
28,013×10-3
0-200
730
Helium
4,003×10-3
18
3160
Oxygène
31,999×10-3
13-207
650
Gaz
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Syndrome Nerveux des Hautes Pressions
(Peu probable en plongée TEK) à partir de 120m à l’héliox
Tremblements, difficultés de concentration ,troubles visuels .
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Particularités de l’Helium
• Distorsion vocale : Effet Donald Duck
l’hélium donne au son une vitesse différente qui en
modifie sa perception et sa propagation
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Merci de votre attention
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