TPE 2016/2017
Les effets de la narcose sont similaires à ceux provoqués par certaines drogues et peuvent être extrêmement dangereux. Les plongeurs sont atteints de crise de fou rire, d'angoisse, avec des réactions lentes ou ils présentent un intérêt pour des objets comme un simple caillou. Ils inhibent également le jugement, réduisent la coordination et causent une perte de motricité.
Quand on fait de la plongée, les seuls échanges que l'on a se font par les poumons, qui reçoivent de l'air contenu dans la bouteille. Cet air étant composé de dioxygène et de diazote, on peut donc émettre une hypothèse qu'un de ces gaz se dissout dans le sang et il produit les effets cités ci-dessus. Le dioxygène n'est pas toxique pour l'organisme quand il est en petite quantité, il se dissout plus lentement que d'autres gaz, ce que nous allons vérifier dans l'expérience suivante :
Expérience :
Matériel :
- 2 ballons à fond rond et 2 bouchons (pour boucher les ballons)
- 1 cuve remplie d’eau
- 2 bouchons percés pour mettre une paille (pour boucher les ballons) et 2 pailles
- hélianthine
- eau oxygénée
- acide sulfurique
- chlorure de sodium
Protocole :
On produit du chlorure d'hydrogène :
- Mettre du chlorure de sodium dans un ballon
- Ajouter de l'acide sulfurique
- Chauffer pour faire réagir
Bilan de la réaction :
NaCl + H2SO4 → NaHSO4 + HCl
Expérience :
- Remplir le cristallisoir d’eau
- Ajouter quelques gouttes d’hélianthine.
- Remplir le ballon de chlorure d’hydrogène(HCl),
- Fermer chaque ballon par un bouchon puis remplacer le bouchon par le bouchon percé.
- Ajouter la paille, et plonger l’ouverture de la paille dans le cristallisoir.
Observations :
Avec le Hcl : On remarque que l’eau remplace le gaz en montant dans le ballon. Cela signifie que le gaz se dissout dans l’eau, qui est alors aspirée car la pression dans le ballon diminue. On peut vérifier la dissolution du gaz grâce à la couleur de l’hélianthine présente dans l’eau. En effet la couleur de l’hélianthine varie selon le pH : il est rouge dans un milieu au pH inférieur à 3.1 et jaune dans un milieu au pH supérieur à 4.4.
Or on remarque que l’eau qui monte dans le ballon passe du jaune au rouge.
La solution est donc acide. Il s’agit d’acide chlorhydrique qui résulte de la dissolution du chlorure d'hydrogène dans l’eau :
HCl+H20 →H3O+ +Cl-
On refait la même expérience avec du dioxygène (O2) à la place du chlorure d'hydrogène
- Remplir le cristallisoir d’eau
- Ajouter quelques gouttes d’hélianthine.
- Remplir le ballon de dioxygène,
- Fermer le ballon par un bouchon puis remplacer le bouchon par le bouchon percé.
- Ajouter la paille, et plonger l’ouverture de la paille dans le cristallisoir.
Observations :
On remarque que l’eau ne remplace pas l’O2 dans le ballon donc que ce gaz est très peu soluble dans l’eau.
Le dioxygène ne se dissout pas dans l'eau, ce qui veut dire que ce n'est pas lui qui est responsable de la narcose. On peut donc en conclure que c’est l’azote qui a des effets néfastes.
Comme nous l'avons dit auparavant, l'azote a des effets de drogue sur le plongeur, donc cela agit plus particulièrement au cerveau. Par exemple si le sujet manifeste des hallucinations cela signifie que l'information envoyée par l’œil est déformée donc il y a un problème au niveau de la transmission.
Dans le cerveau, les informations circulent dans les neurones sous forme d'un signal électrique. L'azote n'agissant pas sur les signaux électriques, il doit agir au moment du passage de l'information d'un neurone à un autre, c'est-à-dire au niveau des synapses.
On sait que le message est véhiculé d'un neurone à l'autre par des neurotransmetteurs, dont la dopamine, qui a des effets excitant, stimulant.
Elle est produite par des neurones, et sa production est régulée par une autre espèce chimique, elle aussi produite par des neurones: l'acide gamma amino butyrique ou GABA.
Or l'azote peut se fixer au niveau des protéines présentes sur les récepteurs à GABA des neurones.
L'azote renforce la réaction du neurone face à ce neurotransmetteur, et le neurone produit donc moins de dopamine.
Ce manque de dopamine explique les réactions lentes du plongeur atteint.
L'azote
La narcose :
La plongée présente de nombreux risques comme la narcose, celle-ci peut apparaître dès les premiers mètres, mais les symptômes s'aggravent quand on atteint les 30 mètres.
Il ne faut pas confondre la narcose avec le Syndrome Nerveux des Hautes Pressions (SNHP) qui lui apparaît à partir de 100 mètres.
Si le plongeur remonte trop rapidement, il se passe la même chose que lorsque l'on ouvre la bouteille d'eau gazeuse. En effet, l'azote stocké dans les tissus lors de la descente redevient gazeux puisque la pression diminue. Des bulles se forment alors et risquent de se bloquer dans les vaisseaux sanguins, particulièrement au niveau des articulations. C'est alors l'embolie gazeuse. La circulation sanguine est perturbée, avec des conséquences très graves, allant jusqu'à la paralysie voire le décès suivant les cas.
L'embolie
Les paliers permettent à l'azote qui s'est dissout dans le sang de repasser doucement sous sa forme gazeuse lors de la remontée.
On peut vérifier l'efficacité d'un dégazage très lent avec une expérience:
Matériel :
- une seringue sans aiguille d'un volume d'une centaine de millilitres
- eau gazeuse
- morceau de caoutchouc
Protocole :
- Remplir la seringue d'eau gazeuse
- Boucher ensuite l'embout avec un morceau de caoutchouc posé sur le plan de travail
- Comprimer le liquide en appuyant sur le piston de la seringue
- Observer
- Tirer ensuite sur le piston
- Observer
Observations :
Lorsque l'on appuie sur le piston de la seringue, l'eau se retrouve comprimée jusqu'à ce qu'on
ne puisse plus appuyer, le volume est donc au minimum et la pression au maximum.
Lorsque l'on tire sur le piston de la seringue, l'eau reprend du volume dans la seringue, le volume restant se remplissant d'air. La pression diminue donc. La diminution de pression étant rapide, il se forme des bulles.
-> Si on reproduit l'expérience en tirant cette fois-ci plus lentement le piston de la seringue, on observe que très peu de bulles se forment, voire pas du tout.
Il est donc vital pour le plongeur de respecter des paliers de décompression, pour que l'azote de son organisme s'évacue doucement, sans danger.
Quand une bulle se forme, c'est un accident de décompression. Dans ce cas, il faut absolument ré-compresser rapidement le plongeur dans un caisson spécial (caisson hyperbare), pour que la bulle d'azote qui s'est formée dans son sang se dissolve à nouveau. Une fois cette étape terminée, on décompresse très doucement l'air contenu dans le caisson, pour que l'azote contenu dans l'organisme du plongeur s'évacue normalement, comme s'il réalisait ses paliers.
L'azote est donc pour le plongeur un ennemi qui peut se révéler mortel, et vis-à-vis duquel il doit toujours rester vigilant, en respectant les règles élémentaires de la plongée.
