Barotraumatismes | laplongee

Les barotraumatismes

Les accidents liés à la pression :

Ce sont les accidents dus aux variations de pression et de volume, en particulier dans les cavités de l’organisme humain, ils sont appelés barotraumatismes. Il existe plusieurs types de barotraumatismes :

A°) La surpression pulmonaire

L’accident de surpression pulmonaire est le plus grave, mettant en jeu la vie de la victime, et survenant lors d’une remontée trop rapide ou à bouche fermée, sans évacuation de l’air contenu en excès dans les voies aériennes. Les conséquences en sont une distension puis une rupture des alvéoles pulmonaires et des vaisseaux adjacents avec irruption d’air dans les espaces voisins et possibilité d’embolies gazeuses multiples. Cet accident doit pouvoir être évité par une solide formation des plongeurs. Un antécédent de pneumothorax contre-indique formellement la plongée pendant au moins six mois.

Le phénomène de surpression pulmonaire peut être expliqué grâce à la loi de Mariotte : en effet, à température constante, le volume d'un gaz varie de manière inversement proportionnelle à la pression absolue à laquelle il est soumis.
Soit P1 * V1 = P2 * V2

Par exemple :
admettons que les poumons contiennent à la surface 6 litres d'air, le plongeur reçoit par son détendeur de l'air à la pression absolue à laquelle se trouve le plongeur.
À 80 m, la pression absolue est de 9 bars. Le volume occupé par un litre d'air est donc 9 fois moins important.
Ainsi, à 80 m, le volume d'air dans les poumons est de 9 * 6 = 54 L
À l'inverse, la pression diminuant lors de la remontée, l’air reprendra son volume, plus important. Le plongeur ne doit donc pas bloquer ses poumons, mais expirer lors de la remontée afin de laisser l’air s’échapper et ne pas provoquer une surpression pulmonaire.
Si la température baisse, alors le volume occupé par 1L d’air diminuera lui aussi car V=T/P => lors de la descente, la température diminue et la pression augmente, ce qui donnera un quotient de plus en plus petit.

B°) L’oedème pulmonaire
L’oedème pulmonaire est de plus en plus décrit comme un accident de plongée ayant un caractère multifactoriel pouvant révéler une cardiopathie ou une hypertension artérielle silencieuse mais survenant néanmoins la plupart du temps chez des sujets sans antécédents particuliers. Il est favorisé par l’hyperpression hydrostatique liée à l’immersion, à une combinaison trop serrée, à des efforts et aux résistances ventilatoires du détendeur.
En plongée, l’oedème pulmonaire est aussi dû à une inhalation, même faible, d’eau de mer. L’eau agresse la paroi alvéolaire, détruisant le surfactant pulmonaire, qui protège les cellules de l’alvéole. Cela va entrainer une impossibilité des échanges gazeux au niveau des alvéoles lésées, jusqu’à la noyade.
La prévention nécessite d’éviter les efforts en eau froide, les remontées rapides avec stress, les combinaisons trop serrées et les détenteurs mal réglés, trop durs.

C°) L’hypoxie

L’accident survient essentiellement lors de la plongée en apnée. Lors de la remontée, la pO2 baisse très rapidement jusqu’à atteindre la valeur limite présyncopale, la plupart du temps quelques mètres avant le retour en surface. Cet accident hypoxique est appelé le rendez- vous syncopal des sept mètres. Il est donc indispensable de ne jamais plonger seul et d’assurer une surveillance attentive et constante des apnéistes, les syncopes survenant le plus souvent sans aucun symptôme préalable.

D°) L’hyperoxie

L’organisme ne supporte pas, même pour une courte durée, une pression artérielle d’oxygène supérieure à 1,6 bar si l’oxygène est respiré pur ou en cas de mélange avec utilisation d’air naturel ou de mélanges hyperoxygénés. Il s’ensuit un stress oxydatif. Il peut arriver une crise d’épilepsie de type grand mal, une syncope parfois précédée d’angoisse, de malaise. La prévention consiste à ne pas inhaler de l’oxygène pur en dessous de six mètres et à ne pas inhaler de l’oxygène dans des mélanges enrichis en dépassant la limite de 1,4 bar, voire 1,3 bar.

E°) Les microbulles

Dans notre corps nous possédons du gaz, nous estimons qu'environ 90% de ce gaz est dissous dans les tissus, mais les 10% restant sont sous forme de micros bulles. Ces microbulles ne sont pas très graves et très importantes en général, mais il vaut mieux éviter d'en avoir, du moins en avoir le moins possible. Elles ne sont détectables qu’avec des instruments perfectionnés pour cela, on ne les sent pas avant qu'il y ait une anomalie. Elles sont principalement présentes dans les tissus et le sang. Elles peuvent subvenir suite à des plongées répétitives (sur plusieurs jours), suite à des plongées successives (plusieurs fois dans la journée), lorsque la deuxième plongée est plus profonde que la première dans le même jour... et peuvent ainsi engendrer des problèmes de pathologie.

Les microbulles se créent principalement dans les parois des vaisseaux sanguins car ils sont irréguliers, ainsi c'est un excellent endroit pour que les noyaux des bulles se logent. Lors de la remontée, des microbulles vont par la suite se regrouper autour de ces noyaux, ce qui va former de grosses bulles.

Ces microbulles proviennent dans un premier temps du gaz dissout dans le sang et les tissus, puis par la suite par dilatation. Lorsque ces bulles atteignent une grosse taille, elles peuvent obstruer un vaisseau sanguin, ainsi se forme l’ischémie (une réduction du flux sanguin dans un vaisseau qui alimente des tissus et des organes qui, par manque d'oxygénation, peut développer des pathologies importantes et grandes). Les bulles peuvent également se former directement dans les zones tissulaires et appuyer sur les nerfs lorsqu'elles grossissent, cette pression peut provoquer des douleurs ou des liaisons, elle peut devenir très grave en causant des symptômes de maladie et des problèmes physiques.

Aussi, les bulles peuvent se détacher des parois et provoquer l'embolie.

Dans le corps humain, on dira que la tension d'un tissu est définie comme la pression d'un gaz dans ce tissu. De plus nous savons que le gradient de pression est la différence entre deux pressions ( ici nous parlerons de la différence entre le tissu et la pression extérieure ). Une bulle possède une molécule de gaz qui est adjacente à son tissu externe, elle est constituée d'une fine barrière appelée « tension de surface », nous pouvons la représenter comme un filet élastique, ou bien une membrane qui forme une frontière entre une zone gazeuse et une zone liquide.

Cette barrière est intéressante et importante car elle permet à la pression de la bulle d'être supérieure à celle de l’extérieur, si la pression du gaz est supérieure à la tension de la membrane, la bulle va grossir; dans le cas contraire, les molécules de gaz de la bulle vont se répandre de la bulle vers le tissu, créant ainsi une diminution de la bulle voir une disparition de celle-ci. Plus la taille de la bulle est petite, plus la pression entre celle-ci et l'extérieure sera grande.

On peut ainsi comparer ce phénomène avec celui des microbulles dans le sang et dans les tissus. Il est ainsi préférable de conserver les bulles les plus petites possible pour que la différence de pression soit la plus grande, de même pour la vitesse de transfert du gaz de la bulle vers les tissus.

La différence de pression ΔP est inversement proportionnel au rayon de la bulle.

Pour éviter cette formation de microbulles dans le sang il est préférable, si les conditions de l'individu lui permettent, de passer aussi vite que possible le gaz contenu dans le corps en forme de bulles sous forme de gaz dissout. Pour cela il est donc nécessaire de créer une substantielle différence de pression entre l’intérieur de la bulle et la tension de surface de celle-ci, pour cela il faut que la remontée soit optimisée de façon à ce que les bulles ne deviennent pas grosses. Par conséquent, il faut respecter les vitesses de descentes et de remontées, il serait préférable, pour éviter la création des microbulles, de descendre rapidement, mais de faire attention au départ du fond afin qu'il soit lent. Cette étape est très importante car c'est le moment où les premières bulles se forment. Ce comportement est connu sous le nom de « crushing » (écrasement) car il permet aux bulles qui sont déjà dans notre corps de subir une réduction de volume rapide.

Il faut savoir que quelle que soient la profondeur de la plongée et la durée, si celle-ci s'élève à plus de 3 mètres de profondeur, des microbulles se forment.

Aussi, lors de la remontée, le plongeur doit respecter les paliers de décompression, donc avoir une remontée lente. cela peut s'expliquer grâce à la loi de Henry : en effet, celle-ci énonce qu'"à température constante et à l'équilibre (=saturation), la quantité de gaz dissout dans un liquide est proportionnelle à la pression partielle qu'exerce ce gaz sur le liquide."

En profondeur, l'azote va donc se dissoudre plus rapidement. Si le plongeur remonte trop vite, la pression diminuera rapidement et l'azote va se dilater de façon proportionnelle, donc trop rapidement dans l'organisme. Cette dilatation va donc entrainer la formation de bulles plus grosses dans les vaisseaux sanguins.

Ce phénomène est comparable à l'ouverture d'une bouteille d'eau gazeuse : lorsque l'on ouvre la bouteille, l'azote va redevenir gazeux suite à la diminution de la pression. En fonction de la vitesse d'ouverture de la bouteille, il se formera une quantité de bulles différente. Nous pouvons vérifier ce phénomène avec une expérience :

Matériel :

- 2 bouteilles d'eau gazeuse en plastique

- une épingle

- une source de chaleur

Protocole :

-Ouvrir la première bouteille d'eau gazeuse normalement et observer ce qu'il se passe

- Dans la seconde bouteille, percer un petit trou à l'aide d'une épingle chauffée.

Observations :

Première bouteille : Des bulles se forment.

Seconde bouteille : Pas de bulles visibles.

Interprétation :

Dans la première bouteille, la chute de pression du gaz est forte en peu de temps; la quantité de gaz dissout doit donc elle aussi diminuer très rapidement, ce qui entraîne la formation de bulles.

Pour la seconde bouteille, la pression du gaz diminue doucement; la quantité de gaz dissout diminue donc elle aussi de la même façon. Il ne se forme donc pas de bulles.

-> Il est donc important pour le plongeur de respecter les paliers de décompression lors de la remontée pour éviter la formation de trop grosses bulles.