La plonge au Trimix Emmanuel Bernier daprs Jastrzebski
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, O 2 et déco • Risques et accidents • Planification • Fabrication des • mélanges Réglementation 2
Au programme… • • • Pourquoi du trimix ? Historique Rappels de physique Caractéristiques He He, O 2 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 N 2 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 N 2 - Moins d’ O 2 NITROX RECYCLEURS TRIMIX 4
Bénéfices du Trimix • • • Réduit la narcose Contrôle de la toxicité de l’O 2 Moins de paliers qu’avec l’héliox (pour plongée inférieure à 2 h) • 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’N 2 Contre-diffusion isobare Complexité de préparation et d’analyse Coût de l’hélium et de l’O 2 en circuit ouvert 7
Différents mélanges • Trimix : He + O 2 + N 2 • Héliox : He + O 2 (cher !) • Héliair : He + air FO 2 < 21%, peu d’He • ( « giclette » : Tx 19/10) Triox (ou Hélitrox) : Trimix avec FO 2 > 21% prof. > 50 m, pas de gaz déco, déco < à une plongée à l’air (ordi air utilisable) 8
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Historique • • 1937 : plongée militaire (US Navy) 1968 : COMEX à -365 m à l’héliox 1969 : 4 plongeurs à -102 m (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
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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 PP 1 + PP 2 + … + PPn = Pabs % C'est la pression partielle des gaz dans l'organisme qui va déterminer leur effet sur celui-ci 14
PPO 2 • Déco : PPO 2 ≤ 1, 6 b Profondeur maxi pour Nx 70 ? • Fond : PPO 2 ≤ 1, 5 b, voir 1, 4 b • MOD 15
Profondeur air équivalente (EAD) • Profondeur à l’air qui donnerait la même PPN 2 • • que le Trimix à la profondeur réelle PEAD x 0, 8 = Préelle x FN 2 Ex : – – Prof. : 90 m PPO 2 : 1, 4 b EAD : 30 m FN 2, FO 2 ? • PPN 2 ≤ 5, 6 b ; en pratique, plutôt 3, 5 b (34 m) 16
Profondeur narcotique équivalente (END) • Effet narcotique de l’O 2 • Profondeur équivalente ne tenant compte • • que de la PPO 2 et de la PPN 2 PEND = PPO 2 + PPN 2 Ex : – – – Prof. : 90 m Mix : 14/54 END ? 17
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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’H 2 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 (k. J/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 N 2 28, 013 1, 25 1, 043 0, 745 0, 025 O 2 31, 998 1, 43 0, 913 0, 652 0, 026 Ar 39, 948 1, 78 0, 523 0, 313 0, 018 CO 2 44, 010 1, 96 0, 825 0, 630 0, 016 Air Mélange 1, 29 1, 009 0, 721 0, 025 Masse Molaire Densité H 2 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
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Perfusion / 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’N 2 25
Solubilité • He 4 x moins soluble que N 2 dans les graisses • He 1, 5 x moins soluble que N 2 dans le sang Taux de perfusion à l’He 2, 7 x plus élevé qu’à l’ N 2 Les tissus gras saturent et désaturent + vite à l’He qu’à l’N 2 26
Impact sur la décompression • Les compartiments (au sens de Haldane) raccourcissent : C 5 N 2 C 2 He • Compartiments directeurs très courts (plongées profondes et brèves) Vitesses de remontée + lentes (10 m/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’O 2 • • Effet vasoconstricteur de l’O 2 pur perfusion durée de la déco Incidence pour les déco longues 30
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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 : O 2 à partir de 6 m (1, 6 ATA) – Décompression en caisson : O 2 à partir de 12 m (2, 2 ATA) – En thérapeutique : O 2 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 – – – Phase tonique (30 sec) Phase clonique (2 à 3 min) Phase résolutive (10 min) • La crise : 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 Pp. O 2 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 0 h 30 1 h 00 1 h 30 2 h 00 2 h 30 3 h 00 3 h 30 4 h 00 4 h 30 5 h 00 6 h 00 7 h 00 8 h 00 9 h 00 10 h 11 h 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’O 2 à 1 b toxicité pulmonaire Pp. O 2 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 1 850 8 350 2800 2 700 1400 9 330 2970 3 620 1860 10 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 PPO 2 (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’O 2 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’N 2 Passage gaz déco (N 2) gaz fond (He) Rapport P° gaz neutre / P° ambiante 42
La contre-diffusion isobare (dans le temps) Ne pas resaturer de l’He sur de l’N 2 !!! 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 N 2 Risque d’atteinte vestibulaire ou cutanée en cas de forte saturation (plongée professionnelle longue ou plongée très profonde) V-Planner préconise ΔPPN 2 < 0, 5 b 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 Phase 3 • le plongeur perd ses • le point de non • • moyens il perd de fait son autonomie et sa sécurité ses réactions ne sont pas adaptées à la situation • • • retour est atteint la panique s’installe le plongeur suit son instinct de survie 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 180 m à l’héliox • Vitesse de descente 48
Cas réels • • • 2000 – 2005, côte varoise 17 hommes 22 à 52 ans Niveau III à MF 1 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 %O 2 %He CCR Dornier 24 Porque. Dornier 24 Dornier 24 Bananier Dornier 24 Tombant Maeva Togo Tombant Dornier 24 98 m 93 m 98 m 98 m 98 m 103 m 80 m 75 m 85 m 96 m 9 mn 15 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 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 12 13 11 11 13 13 15 10 15 6 12 19 50 54 50 50 48 55 50 60 60 50 57 55 70 50 Non Non Non 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 0 125 Palier 9 m Palier 6 m 0 15 5 Palier 24 m 35 Vestibulaire OAM OAM OAM Toxicité O 2 Médullaire Vest / cérébral 51
Prise en charge • • • O 2 (éventuellement déco) Hydratation Aspirine 52
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Pourquoi ? • Profondeur Risque Planification • ADD, essoufflement, panne d’air, froid, stress, hyper / hypoxie 54
Choix du mélange • • PPN 2 = 3, 5 b (END = 34 m) PPO 2 = 1, 5 b PPHe = Pabs – 5, 0 Ex : 60 m, 70 m Nx 30% – 60 m : Tx 21/29 – 70 m : Tx 19/38 55
Planification « Plan the dive, dive the plan » • Profondeur choix des gaz (O 2, He, N 2) • 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 … – – – Tx 19/40, Nx 70 Tx 20/25, Nx 70 … • Tables : 57
Évaluation de la consommation • Configuration réelle • Profondeur moyenne ordi et ΔP pendant la • plongée Profondeur constante (25 m) : – ΔP sur 10 min en promenade – ΔP sur 5 min en effort • Gaz consommé (L x 1 b) = 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
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Les procédés • Transfert à la lyre : He, O 2, complément • • • air ou Nx 30 ou 32 ( END env. 35 m pour 1, 6 b d’O 2) He / O 2 ou O 2 / He Homogénéisation : 6 h pour Nitrox, 12 h pour Trimix Stick 64
Station trimix Adl. M 65
Gonflage Trimix à la lyre • Fond de bouteille : 50 b de 20/40 • Objectif : 200 b de 25/25 66
Gonflage Trimix à la lyre (bar) On a On veut Il faut Ajout ajouter He Ajout air Ajout O 2 10 50 40 0 20 20 He 20 50 30 30 0 0 N 2 20 100 80 0 Total 50 200 150 30 100 20 67
Les logiciels • HLP Blender • V-Planner 68
Les analyseurs • Cellules O 2 : – 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’O 2 – Mesure de la vitesse du son pour l’He 69
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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 • PPO 2 comprise entre 0, 16 b et 1, 6 b • Restriction FFESSM pour Trimix élémentaire : • • • FO 2 > 18% et FHe > 10% FO 2 > 40% : bouteille et robinetterie compatible O 2 pur Registre de gonflage : P°, FO 2, nom, date Marquage : FO 2, 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 40 m : E 3 Explo jusqu’à 70 m : E 3 Au-delà : E 4 73
Pratique en enseignement (annexe III-20 a) Espaces d'évolution Niveau de pratique Compétence mini du GP Effectif maxi (hors GP) 0 - 40 m P 3 - Nitrox confirmé E 3 - Trimix 4 40 - 60 m P 3 - Nitrox confirmé E 4 - Trimix 4 60 - 80 m P 3 - Trimix élémentaire E 4 - Trimix 4 74
Pratique en exploration (annexe III-20 b) Espaces d'évolution Niveau de pratique Compétence mini du GP Effectif maxi (hors GP) 0 - 70 m P 3 - Trimix élémentaire Autonomie 3 70 - 120 m P 3 - 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
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