Plongée aux mélanges

CTD 69
Plongée aux mélanges
Laurent FLORY
Moniteur Nitrox confirmé # 491
Prérequis à la discussion
•
•
•
•
Notion de pression
Loi de Dalton
Accidents biochimiques
Principe des ADD
La loi de Dalton au cœur de la
plongée mélange
PP
/
PA
/
x
% gaz
plan
• Un peu d’histoire : l’air et ses limites
•
•
•
•
•
•
•
Les gaz utilisés en plongée
Les mélanges: types et notation
Le NITROX
Le TRIMIX
Les dangers des mélanges
La réglementation
conclusion
Un peu d’histoire
Le passage de l’air à d’autres
mélanges…
histoire
• Limites air => plongées à 50/60m max
– narcose
– toxicité O2
– Densité du mélange (effort ventilatoire)
– Déco lente (différenciel de tension et de PP
N2)
histoire
• Pour dépasser les limites de l’air deux
approches sont tentées :
Diminuer la proportion de diluant
Modifier le diluant (N2)
Augmenter l’O2
Plongée mélanges
Plongée NITROX
=>
=>
+ profondeur max augmentée
+ Diminuer risque ADD
- déco plus délicate
- Limiter profondeur
- nouveaux types ADD
histoire
NITROX :
• 1870 : Henri Fleuss 1ere plongée avec un
mélange enrichi à 50% d’O2
MELANGES:
• 1930 US navy remplace de l’Azote par un autre
gaz inerte l’hélium car c’est un gaz :
– De densité 7 fois inférieur à l’air
– Neutre biochimiquement
– Peu narcotique
plan
• Un peu d’histoire : l’air et ses limites
• Les gaz utilisés en plongée
•
•
•
•
•
•
Les mélanges: types et notation
Le NITROX
Le TRIMIX
Les dangers des mélanges
La réglementation
conclusion
Les gaz utilisés
De l’oxygène + ….
Les mélanges en plongée
Le premier mélange c’est l’air :
• 21% O2 (indispensable à la vie)
• 79% N2 (on parle de diluant)
• Tout mélange en plongée contiendra de
l’oxygène indispensable à la vie et un ou
des diluants combinés en fonction de leur
caractéristiques…
L’oxygène
• Indispensable à la vie animale, consommé dans
la respiration, mais dans de justes proportions :
PPO2
Conséquence
< 0,10 bar
perte de conscience
< 0,16 bar
Hypoxie
= 0,21 bar
Normoxie
> 0,50 bar
Début toxicité pulmonaire
> 1,4 bar
Début toxicité Système nerveux central
PPO2 max mélange fond plongée tek
> 1,6 bar
exposition max dans l’eau
PP02 max déco plongée TEK
PPO2 max FFESSM
> 3 bar
exposition max en caisson
L’azote
Les plus
Les moins
Présent dans l’air
saturant
Coût très faible
Difficile à respirer en
profondeur =>
essoufflement
Narcose PP N2> 3.2b
faible conductivité
thermique 26,5
L’Hélium
Les plus
Les moins
Léger (poids
Très saturant (2,65 fois plus vite
moléculaire 4) que l’azote en saturation et
désaturation)
Cher
Peu narcotique Très bonne conductivité
0,23 rapporté thermique (156 contre 26,5 pour
azote)
à l’azote
SNHP PP He > 13,6 b
SNHP premiers petits signes vers 100m ; symptôme entre 200 et 300m :
tremblement des mains et des bras, vertiges, nausées perturbation cérébrale
Néon
Les plus
Relativement léger
Les moins
SNHP
Peu narcotique 0,28
rapporté à l’azote
Conductivité thermique
moyenne
Coût très élevé
Hydrogène
Les plus
Les moins
Le plus léger des diluant Très bonne conductivité
thermique 187
Peu narcotique 0,54
rapporté à l’azote
Explosif à +4% d’O2
Coût faible
=> Usage Professionnelle lors d’expérience COMEX 700m en saturation
Argon
Les plus
Les moins
Tres bon pouvoir isolant Très narcotique 2,33 fois
(conductivité de 18,1)
plus que l’azote
Coût faible
Poids moléculaire élevé
40
plan
• Un peu d’histoire : l’air et ses limites
• Les gaz utilisés en plongée
• Les mélanges: types et notation
•
•
•
•
•
Le NITROX
Le TRIMIX
Les dangers des mélanges
La réglementation
conclusion
Les mélanges en plongée
Notation et nommage des
mélanges les plus usuels
notation
• On distingue
– les mélanges binaires (2 gaz)
– des mélanges ternaires (3 gaz) dont le trimix, les calculs sont
beaucoup plus difficile qu’avec les mélanges binaires.
1er chiffre
Mélange ternaire
Mélange binaire
% O2
% O2
2eme chiffre % diluant 1
Hélium si trimix ou héliaire
3eme chiffre % diluant 2 (facultatif) azote
dans trimix et heliaire
% diluant (facultatif)
Les mélanges « usuels »
binaires
ternaires
spécifiques
danger
•
•
•
•
L’air le plus utilisé
Nitrox en plein développement (sécurité)
Héliox peu narcotique mais très saturant
Héliaire le plus simple à produire des mélanges
ternaires, bonne tolérance profondeur déco très
rigoureuse
• Trimix bonne tolérance profondeur déco très
rigoureuse
•
•
•
•
Argox très isolant
Néox pas de narcose, léger mais trop cher
Hydrox TROP DANGEREUX
Hydréliox manipulation trop délicate
plan
• Un peu d’histoire : l’air et ses limites
• Les gaz utilisés en plongée
• Les mélanges: types et notation
• Le NITROX
– Base
– usages
•
•
•
•
Le TRIMIX
Les dangers des mélanges
La réglementation
conclusion
Le nitrox
Les bases
NITROX
• Mélange respiratoire composé d’oxygène
et d’azote dans des proportions différentes
de celle de l’air (arrêté du 9 juillet 2004)
(avec plus d’oxygène)
• Certains les appellent Surox pour
suroxygéné ou EAN (Enriched Air Nitrox
anglo-saxon)
Le tables de END
Profondeur réelle en mètres
12
15
18
20
22
25
28
30
32
35
38
40
Profondeur
pour
32/68
10
12
15
18
18
22
25
25
28
30
32
35
équivalente
les tables
36/64
8
12
15
15
18
20
22
25
25
en mètres
MN 90
40/60
8
10
12
15
15
18
20
22
Un peu de calcul
• Je plonge avec un mélange NITROX de
déco NX 75.
• Je ne souhaite pas dépasser le PP O2 de
1,5b
• Quelle est ma PMU (Profondeur Maximum
d’Utilisation ou MOD Maximum Operating
Depth) ?
réponse
• PP O2 max = 1,5
• Mélange 75%
=> on recherche la PA max (ou la PP sera
max cad à 1,5b)
PA=PP/%gaz
ici 2=1,5/75%
PA=2 à 10m
• PMU = 10m
Autre exemple
• Je plonge avec un mélange NX 50,
j’évolue à 22m.
• À quelle profondeur dois-je entrer dans
mes tables air MN 90 ?
réponse
• 22m => PA de 3,2 b
• NX 50 =>
• PP O2 = PA * % = 3,2*0,5 = 1,6b
• PP N2 est donc égale à
• PP N2= PA – PP O2 = 3,2 – 1,6 = 1,6 (PP O2 = PP N2 ici)
• A l’air j’ai une PP N2 de 1,6b à :
• PP N2 = PA*%
• 1,6 = PA * 0,8 (80% soit 0,8 d’azote dans l’air)
• Donc PA = 1,6/0,8 = 2 b
Réponse à 10m
plan
• Un peu d’histoire : l’air et ses limites
• Les gaz utilisés en plongée
• Les mélanges: types et notation
• Le NITROX
– Base
•
•
•
•
– usages
Le TRIMIX
Les dangers des mélanges
La réglementation
conclusion
Le nitrox
Quels usages ?
Stratégies
Optimisation
plongée /
décompression
Sécurité
« normale »
SAFE AIR
Augmentation
sécurité (diminue
les risques d’ADD)
Plongée nitrox
Plongée air + Déco nitrox
* Même durée de plongée, paliers
* Même profondeur que
diminués
l’air, utilisation bloc déco
•A paliers égaux, durée de
enrichi > 50%
plongée plus importante
+ déco logiciel ou ordinateur
Profondeur limitée par la Pp O2 :
Pp O2 max = 1,6 bars seuil
hyperoxique (arrêté du 9 juillet
2004)
Limite profondeur air (60m)
Matériel additionnel
•Planification et réalisation de la
•Déco nitrox mais respect
plongée au nitrox sur la base de
des tables MN 90 ou
paramètres de plongée air (tables ordinateur air
MN 90 ou ordinateur air) en
respectant la PMU
Profondeur limitée par la Pp O2 :
Pp O2 max = 1,6 bars seuil
hyperoxique (arrêté du 9 juillet
2004)
Limite profondeur air (60m)
Matériel additionnel
Avantages de la plongée nitrox confirmé
Calcul de déco avec Zplan 1.03
80
70
60m 15 min
60
60 m 25 min
50
50 m 15
40
50m 25 min
30
40m 15
20
40m 25 min
10
pu
re
90
O
2
N
X
ai
r
N
X
40
N
X
75
N
X
80
N
X
84
0
Durée de la
décompression en
fonction du mélange
nitrox utilisé
Les Avantages du NITROX
• Augmenter le temps d'immersion sans paliers
• Diminuer les risques d ’ADD pour un même profil de
plongée qu ’à l ’air « Safe Air »
• Diminuer le temps de paliers
• Diminuer le risque d'essoufflement pour un effort donné
• Respirer moins d’Azote qu’à l’Air, à profondeur identique
• Procurer un meilleur confort à l'issue de la plongée
• Lutte contre le froid plus efficace
• Diminuer le volume de gaz consommé
Les Inconvénients du NITROX
• Analyse personnelle et planification rigoureuse
indispensable
• Limitation de la profondeur par rapport à l'air.
• Risques hyperoxiques si la profondeur limite est dépassée.
• Risques hyperoxiques accrus en cas d'essoufflement.
• Manipulation des gaz plus contraignante.
• Manipulation délicate avec Oxygène.
• Préparation et planification plus rigoureuse
• Matériel dédié dégraissé si PP 02 > 40%
• Investissement matériels dédié O2.
• Procédure plus stricte lié à l’oxygène
Rafaël AUGER Moniteur Nitrox FFESSM.
plan
•
•
•
•
Un peu d’histoire : l’air et ses limites
Les gaz utilisés en plongée
Les mélanges: types et notation
Le NITROX
• Le TRIMIX
• Les dangers des mélanges
• La réglementation
• conclusion
Le trimix ou autre mélange tek
usuels
Trimix ou heliox
Objectifs
• Augmenter la sécurité en supprimant toute
narcose au-delà de 40m
• Autoriser des incursions jusqu’à 70m
(trimix normoxique) ou 120m (trimix
hypoxique)
Les soucis les risques
• Hélium est très saturant et désature très vite
2,65 fois plus vite que l’azote
=> risque d’ADD « immédiat »
• Procédure de décompression très strictes
• Temps / profondeur
• De grosses consommation de gaz => un volume
de gaz important => poids élevé
• Hélium est très conducteur => on a froid
• => équipement spécifique
L’équipement
• Combinaison étanche
• SSG gros volume double enveloppe (dite tek)
• Bloc fond volumineux et de gros volume 2x10
300b mini 12x12l ou 2x15 plus souvent
• Des blocs oxy pour une déco optimisée
grâce au nitrox (un ou deux mélanges de
déco)
⇒ mobilité et une « aquacité » très réduites
⇒ Gestion de l’autonomie délicate
Comment fait on ?
• Le choix d’un mélange va dépendre
– Du degré de narcose accepté (profondeur
équivalent narcose END)
– Du risque hyperoxique PPO2 accepté : de
1,4b au fond, 1,6b en déco
– Du coût
– Des difficultés de conception
Un exemple
Plongée à 82m avec un équivalent narcose
de 30m
• 82m => PA82 = 1+ 8,2 = 9,2 bar
• 30 m => PA30 = 1 + 3 = 4 bar
• PPN2 air à 30m = 4 * 0, 79 = 3,16 bar
% N2 à 82 m pour avoir PPN2 = 3,16 ??
• PPgaz = %gaz * PA
• Pour l’azote PPN2 = 3,16
%N2 = PPN2/PA = 3,16 / 9,2 = 0,34
Donc 34% N2
• Pour l’oxygène PPO2 = 1,4
%O2 = PPO2/PA = 1,4 / 9,2 = 0,15
Donc 15% O2
• Pour l’hélium 100 – 34 – 15 = 51 %
attention
• Le mélange et à 15% O2 en surface on à
donc PP02=0,15 le mélange est donc dit
hypoxique !!
• A quelle profondeur est-il respirable ?
• Ce mélange est respirable des que PPO2
dépasse 0,21 (ok à partir de 0,17 dans bcp de
calculs)
Or PPgaz = %gaz * PA
d’où PA=PPgaz/%gaz
PA = 0,21/0,15 = 1,4
• donc le mélange est respirable à une profondeur
de 4 m
Tableau Héliaire
Plage
d’utilisation
hélaire
70 - 80
85 - 95
95 – 105
105 – 120
12 / 42
10 / 52
9 / 57
8 / 62
Mélange
hypoxique au
dessus de…
-4m
-6m
-8m
- 10 m
Paramètres de calcul PPO2 max 1,3b END 30 m – 40 m
Source : C verdier
plan
•
•
•
•
•
Un peu d’histoire : l’air et ses limites
Les gaz utilisés en plongée
Les mélanges: types et notation
Le NITROX
Le TRIMIX
• Les dangers des mélanges
• La réglementation
• conclusion
Les problèmes liés à l’O2
Sur l’homme …
Les effets de l’O2 sur l’Homme une
histoire de pression et de temps
Pression +++
Durée +
Pression +
Durée +++
Toxicité sur le système
nerveux central
Toxicité sur le système
pulmonaire
Crise hyperoxique effet
Paul Bert
effet Lorrain Smith
Effet Paul Bert
• La crise hyperoxique
• Peu de signes annonciateurs
– Troubles de la vision (rétrécissement du champ de vision),
Troubles auditifs (sifflements), Anxiété, Irritabilité, Tremblements
des lèvres et des muscles maxillaires, Convulsions,
Contractions, crampes, Nausées (équilibre perturbé), Malaise
général
• Déroulement de la crise
– Phase tonique (contraction générale)
– Phase clonique (proche de la crise d’épilepsie)
– Phase résolutive (relâchement complet)
Paul Bert : prévention
• le jamais dépasser la PPO2 max 1,6b
• Adapter la PP02 max aux conditions : froid
efforts (en la diminuant)
• Utilisation de compteur SNC ou CNS
(système nerveux central)
• on parle aussi de CNS clock
• C’est un compteur qui s’incrémente d’une certaine valeur
pour chaque minute passée avec PP O2 élevée (plus on
est proche des 1,6b plus le compteur augmente vite)
Effet Lorrain Smith
• Toxicité pulmonaire lié à l’action oxydante
de l’oxygène à des PP 02> 0.5 b
• Apparition lente dans le temps
• Signes annonciateurs
face rose, gêne respiratoire, toux, brûlures
alvéolaires, puis au final œdème
pulmonaire.
Lorrain Smith prévention
• Très simple en plongée nitrox ou air :
durée d’exposition inférieur à 2H
(FFESSM)
• Utilisation de compteurs spécifiques UPTD
(Oxygen Pulmonary Toxicity Dose) ou
OTU (Oxygen Toxicity Unit).
• Logique de calcul proche du compteur
CNS
Les problèmes liés à l’hélium
Sur l’homme…
Le SNHP
• Syndrome nerveux des hautes pressions
• Au delà de 300m selon fructus
tremblement, difficulté de concentration
• (altération des récepteurs nerveux)
Les mélanges hypoxiques
• A introduire beaucoup d’hélium dans un
mélange la PP O2 peut baisser en
dessous de 0,16 b
• Le mélange n’est alors pas respirable
avant une certaine profondeur. Il faut
utiliser un mélange relais. Ce type de
mélange pour les grande profondeur est
dit hypoxique
Une vitesse de desaturation très
rapide
• Saturation et désaturation 2,35 fois plus
rapide que l’N2
• => des bulles pathogènes apparaissent
très vite si non respect des paliers
• + pb de gestion des ce type d’ADD en
caisson (manque de protocole)
Les problèmes liés aux
mélanges
et sur le matériel
Le dégraissage
• Une équation :
O2 + pression + graisse = EXPLOSION
Usage de matériels dégraissés, compatible
O2 pure et dédiés, au delà de 40% d’O2
(étude nasa)
=> Matériel spécifique
L’imprécision de la fabrication
• Une contrainte :
Fabrication non fiable à 100% car gonflage
souvent via des manomètres (pas assez
précis) et trop rapide => échauffement =>
modification pression
et donc nécessité impérative d’analyse
double des mélanges par le technicien de
fabrication et PAR LE PLONGEUR
Le temps d’homogénéisation
• l’O2 se mélange bien à l’air, analyse
mélange viable dans l’heure après le
gonflage
• L’He se mélange très mal à l’air ou aux
nitrox => laisser reposer au moins 24H et
rouler les bloc pour accélérer
l’homogénéisation du mélange
Le froid
• L’Hélium est 5,88 fois plus conducteur que
l’azote.
=> obligation d’utilisation d’une combinaison
étanche
=> malgré cela chaque injection = visite en
chambre froide ;-)
=> gonflage étanche à l’argox (super
isolant).
Le poids / la flotabilité
• 2 x 12 de mélange fond
• 2 x 6 de relais pour la déco
• 4-6 kg plomb pour tenir le palier sans les
blocs relais (approche IANTD)
• => besoin de forte flottabilité +
redondance pour la sécurité d’où les
doubles wings…
plan
•
•
•
•
•
•
Un peu d’histoire : l’air et ses limites
Les gaz utilisés en plongée
Les mélanges: types et notation
Le NITROX
Le TRIMIX
Les dangers des mélanges
• La réglementation
• conclusion
Et la réglementation dans tout
cela ?
Arrêté du 9 juillet 2004
• http://www.legifrance.gouv.fr/WAspad/Visu
?cid=702842&indice=1&table=JORF&lign
eDeb=1
Les cursus mélanges
Nitrox et trimix
NITROX conditions FFESSM
Plongeur Nitrox
Niveau I
10 plongées 20m
Plongeur Nitrox Confirmé
Prérequis
Niveau II
10 plongées 30-40m +
6 plongée nitroxDont 4 pendant la formation
Prérogatives
Mêmes prérogatives qu’à l ’air
Utilisation du mélange fédéral Utilisation de tous les mélanges
40/60
Décompression à l’oxygène
Moniteur Nitrox Confirmé
Pré requis
E III
C’est une qualification supplémentaire et non un brevet
Prérogatives
Encadrement-formation des plongeurs nitrox et nitrox confirmés
Validation des plongées nitrox
NITROX les différentes écoles
FFESSM
CMAS
Plongeur Nitrox
Plongeur Nitrox
Plongeur Nitrox Confirmé Plongeur Nitrox Confirmé
Moniteur Nitrox
Moniteur Nitrox
Moniteur Nitrox Confirmé
TDI
IANTD
Nitrox Diver
EANx Diver
EANx Advanced Diver
EANx Instructor
Nitrox Instructor
TRIMIX élémentaire
conditions FFESSM
• Etre au minimum titulaire du niveau III de la FFESSM ou
d’un brevet admis en équivalence.
•
Etre titulaire de la qualification de Plongeur Nitrox
Confirmé de la FFESSM ou d'un titre ou brevet admis en
équivalence.
• Avant l’entrée en formation, avoir effectué un minimum
de 15 plongées au delà de 40 mètres attestées sur le
carnet de plongée ou par mention sur le passeport ou
par fiche justificative dûment remplie
TRIMIX conditions FFESSM
• Avoir une qualification TRIMIX ELEMENTAIRE de la
FFESSM
• Avoir effectué 10 plongées Trimix, dont 5 entre 55 et 70
mètres et dont 5 avec remontée en utilisant un NITROX
et/ou des paliers oxygène depuis l’obtention de la
qualification « PLONGEUR TRIMIX ELEMENTAIRE »
• Etre titulaire de la qualification « Vêtement sec » de la
FFESSM ou d’une qualification équivalente ou présenter
une attestation d’utilisation de vêtement sec lors de 10
plongées en milieu naturel signées par le directeur de
plongée.
TRIMIX les différentes écoles
FFESMM
CMAS
TDI
IANTD
Trimix
élémentaire
70m
Entry level
trimix
60m
Normoxic
trimix diver
60m
Trimix
Advanced
level trimix
100m
Trimix diver
120 m
100m
plan
•
•
•
•
•
•
•
Un peu d’histoire : l’air et ses limites
Les gaz utilisés en plongée
Les mélanges: types et notation
Le NITROX
Le TRIMIX
Les dangers des mélanges
La réglementation
• conclusion
La plongée mélange c’est
• Accessible des le N1 (nitrox base)
• Une progression intéressante du nitrox
base au trimix
• Une école de la planification
• Un travail de maitrise de la plongée
(temps, profondeur, vitesse de remontée)
• La découverte de nouveaux «standards »
• Une grande ouverture d’esprit
La plongée mélange c’est
•
•
•
•
•
Plus de planification
Plus de préparation
Plus de matériel
Plus de coûts
Zéro improvisation
À ces conditions on a
• Plus de sécurité
• Plus de zone accessibles
• D’autres bonheurs
Petit tour du coté de la
plongée pro
Pour finir, avec ce que l’on ne
ferra jamais :
DE L’HELIUM A L’HYDROGENE, L’INTERVENTION HUMAINE A GRANDE PROFONDEUR (EXPERIENCE
COMEX)
B. Gardette, C. Gortan, H.-G. Delauze
DE L’HELIUM A L’HYDROGENE, L’INTERVENTION HUMAINE A GRANDE PROFONDEUR (EXPERIENCE
COMEX)
B. Gardette, C. Gortan, H.-G. Delauze
bibliographie
• Cours nitrox des moniteurs du Rhône
(Grobois, Firmin, Auger, Flory…)
• Documents COMEX
• Manuels IANTD
• Manuels FFESSM nitrox
• Manuels TDI
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