Le Nitrox et ses limites de profondeur

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La plongée Nitrox

ses limites d’exposition et de profondeur

Depuis 1995 en France, la plongée Nitrox1 jusqu’à 40m accroit la sécurité des plongeurs ama­teurs dont les profils différents (corporels, d’âge, de condition physi­que, de fatigue lors des séjours plongée, de stress) influent sur le dégazage de leur organisme à la remontée par rapport à ce qui est calculé pour les paliers. Différences qui sont facteurs d’accident de compression à défaut de parvenir à adapter les algorithmes de calcul, au cœur de nos ordinateurs, aux profils différents d’utilisateurs que la population visée: des plongeurs jeu­nes, en pleine forme, pour lesquels leurs données ont été validées…

Pour les profils de personnes différentes, le Nitrox atténue les risques en réduisant le dégazage à la décompression qu’ils ressentent par une moindre fatigue et la disparition des maux de tête au décours des plongées. Plus léger à respirer, il rend plus agréa­bles les plongées à 40 tout en offrant une sensation de lucidité au regard des effets narcotiques (mê­me légers) de la plongée à l’air, avec l’avantage de réduire la consommation d’environ 10 à 15% par rapport à une même plongée à l’air.

Combien ça coute ?

Le prix des blocs fournis pour les plongées Nitrox se justifie par l’oxygène qui coute aux clubs environ 6 à 9/m3 en 2016. À ce prix, il nous faut compter pas plus de 4 d’O2 pour le gonflage d’un 15L vide en NX32 (2583L d’air + 417L d’O2), et 7 en NX40 (2279L d’air + 721L d’O2) que les clubs nous facturent en comptant la marge de cout d’amortissement du matériel et de maind’œu­vre, hors fourniture du bloc en luimême. Les plongées Nitrox restent plus chères même si elles ne semblent pas induire une différence de cout à l’étranger où beaucoup de centres de plongée ne nous donnent plus le choix de plonger à l’air pour leurs plongées limitées à 130pieds (40m) selon les normes internationales (PADI et consorts).

En plongées plus profondes à l’air, l’emport du Nitrox en petite bouteille relais (pony de 6L) présente l’intérêt de réduire leurs paliers à condition d’utiliser un ordinateur multigaz pour tenir compte, dans ses calculs, du passage sur le bloc de déco à un certain moment de la remontée. S’ajoute l’avantage de limiter les bulles résiduelles pour les plongées suivantes, et d’une moins grande fatigue au sortir de ces plongées.

La toxicité de l’oxygène sur le système nerveux central, quand il est respiré à trop forte pression, justifie une limitation de durée d’exposition avec la profondeur. Ce qui explique la profondeur maximale d’utilisation des mélanges gazeux (la MOD dans le jargon des plongeurs tek, pour Maximum operating depth) que l’on s’interdit de franchir, sauf brièvement dans des cas exceptionnels comme l’assistance d’un plongeur plus profond en difficulté; une profondeur qui se calcule selon le critère de pression d’oxygène (PO2) du mélange gazeux respiré qui ne doit pas dépasser 1,6bar en France (art.A322‑92 du Code du sport), 1,4bar à l’étranger:

Ainsi, la plongée Nitrox se limite à 30 ou 40m selon une teneur d’O2 réglée autour de 40 ou 32% au gonflage des blocs (= Nx40 ou 32, dit aussi NITROX40 ou 32). Et ce, pour une durée d’exposition maximale de 45min (150min en durée cumulée sur la journée) selon les calculs du risque hyperoxique à 1,6bar de l’agence fédérale américaine NOAA (Diving Manual 5th Edit.2013, p.323). À la différence, l’oxy­gène des mélanges fond Trimix est généralement limité à 1,4bar pour tenir compte de l’exposition hyperoxique qui s’allonge avec les paliers Nitrox/O2 des plongées profondes. Il est main­tenu à 1,3bar tout au long de la plongée recycleur à régulateur automatique des mélan­ges (les eCCR)sauf lors des dix premiers mètres de descente pour limiter les pics hyperoxiques avec la pression qui double afin de préserver le capital de tolérance nerveuse à l’oxygène dans la limite d’exposition de 3h30min par jour, 16h maximum par semaine. Aussi pour limiter sa pneumotoxicité avec l’enchainement des plongées dans la journée, et par prévention en cas de pas­sage en caisson des suites d’un accident de décompression, car il y a risque pulmonaire si la dose d’OTU cumulée avec l’oxygénothérapie dépasse 1425.

Par sécurité, au regard de la profondeur limite d’utilisation, chaque plongeur est tenu de contrôler la teneur en O2 du bloc Nitrox qui lui est fourni, ou du pony pour la déco. Com­ment? Grâce à un analyseur d’oxygène obligatoirement à sa disposition pour vérifier le mélange; une erreur étant toujours possible au remplissage des bouteilles. L’instrument n’est fiable qu’à condition de prévoir le changement de sa cellule de mesure –à partir de 55 pour un analyseur tous les dixhuit mois environ, car de durée de vie limitée, même sans être utilisée, sinon faussant gravement les mesures malgré l’étalonnage, sem­bletil, bon: 20,9% dans l’air ambiant, sauf lorsque le pourcentage redescend à une valeur différente quand on ferme la bouteille contrô­lée: c’est signe que la cellule est usée.

Danger mortel : la noyade
par syncope avec convulsions

Audelà des limites d’exposition, un grave danger nous guette sans être forcément prévenu de son imminence par des nausées, vertiges, tremblements des lèvres et paupières, acouphènes ou des troubles visuels (éclairs, vision en tunnel par rétrécissement du champ), en raison de la soudaineté de déclenchement d’une crise à caractère épileptique qui nous menace sans avertissement. Elle touche 1plongeur sur 10 en hyperoxie avec des conséquences –perte de connaissance avec lâcher d’embout, convulsions souvent mortelles, car difficile de le sauver de la noyade en pareil cas.

… après un délai d’exposition

Le seuil de sécurité de 1,6bar/45min est variable selon les personnes, les jours et les conditions d’exposition comme les efforts de palmage à contrecourant, le froid, l’anxiété, la fatigue, le stress… qui élèvent le CO2 augmentant le débit sanguin cérébral –par action vasodilatatrice du CO2 et donc les risques hyperoxiques comme ce plongeur qui a été victime d’une crise hyperoxique en plongée Nitrox après 40min de palmage à contre-courant à 30m.

Aussi, notre tolérance diminue en plongée successive. Nos ordinateurs alertent du ris­que lorsque s’affiche un taux supérieur à 100% au compteur de durée maximale d’exposition hyperoxique à la PO2max réglée: le CNS clock qu’on pourrait traduire par comp­teur d’exposition O2 du système nerveux central. Dans l’intervalle des plongées, il est recommandé d’attendre que le CNS résiduel descende en dessous de 34% pour ne pas devoir limiter la durée et la profondeur de la prochaine plongée. Le délai de 90min pour réduire de moitié justifie une heure d’attente lorsque 50% s’affichent en surface, et deux heures quand nous avons 80% au compteur.

La table NOAA qui accorde une exposition exceptionnelle à l’O2 jusqu’à 2,0bar/30min2, laisse imaginer de possibles incursions sans risque hyperoxique jusqu’à 90m (PO2 = 2bar) en plongée à l’air, à condition d’une seule plongée dans la journée. Sauf à l’oxygène pur dont la pression doit absolument se limiter à 1,7bar (7m) car plus toxique que dilué dans un volume d’air (Nitrox). Seuls les militaires s’autorisent l’oxygène pur au palier de 9m, mais avec rinçage à l’air de 5min toutes les 25min, ainsi que de brèves incursions audelà de 7m en recycleur à oxygène pur.

On remarque, en effet, que:

Les corailleurs plongeaient à l’air entre 80 et 90m en bi 18litres + la déco, comme toujours le cas sur la côte nordafricaine3, et même plus profond quel­ques fois (95100m) sans véritablement risque hyperoxique du fait de leur autonomie limitant l’exposition à moins de 20min au plus profond, aussi par souci ne pas allonger la décompression qui pouvaient dépasser 4h dont l’essentiel au sec: en caisson monoplace à bord du bateau que le plongeur regagne en 3min pour la suite des paliers à l’O2 pur après le dernier à 9m, selon les tables de recompression de surface. S’ajoutent les plongeurs amateurs qui s’aventuraient brièvement audelà de 100m, comme en Allemagne où ses lacs furent longtemps un terrain de jeux pour ces plongées extrêmes avant l’arrivée du Trimix;

Les plongeurs USNavy ont toujours les outils de décompression leur permettant d’envisager les plongées à l’air exceptionnellement profondes audelà de 190pieds/58m: jusqu’à 90m/25min avec les tables USN 2012 ou l’ordinateur Cochran NavyAIR79. Leurs longs paliers à l’oxygène pur à 9 et 6m (pas de palier à 3m) sont, non plus, sans danger d’hyperoxie en étant entrecoupés de pause de 5min toutes les 25min pour le rinçage à l’air;

Les nageurs de combat de la Marine s’autorisent l’u­sage des recycleurs ventraux à oxygène pur durant trois à quatre heures jusqu’à 7m de profondeur avec de possibles incursions à 10m (6min) et 18m (3min), tout comme les Navy UDT (Underwater démolition team) qui, avec leur recycleur Dräger MK-25, se donnent 15min pour le franchissement d’obstacles à 12m de profondeur, et 5min à 15m (US Navy Diving Manual, Revision 7)

Crise soudaine, sans signe d’alarme…

Les signes d’alarme que nous avons évoqués plus haut sont peu spécifiques et sans valeur pronostique de la crise comitiale hyperoxique qui menace aussitôt le plongeur: la perte de connaissance brutale et convulsions. Comme l’a décrit Paul Bert en 1878, trois phases se succèdent sans que rien ne puisse les arrêter, ni même la chute de PO2 pendant la remontée –le sauvetage de la victime qui continue de convulser pendant 1 à 2min. À commencer par une phase de contracture des quatre membres en extension (raidis), des muscles abdominaux forçant l’expiration (la victime coule…), qui dure environ 30s. Suivie d’une phase convulsive, de spasmes. Pendant 2 à 3min, le corps est agité par des secousses de plus en plus fortes et de moins en moins fréquentes. Et enfin d’un coma (inconscience qui résiste aux stimulus les plus vigou­reux) d’une dizaine de minutes.

En raison de la contraction extrême de ses mâchoires pendant la crise, il serait hypothétique d’imaginer –contrairement à ce que les moniteurs nous enseignent pouvoir remettre l’embout en bouche du plongeur pour qu’il ne se noie pas. Idée qu’on oublie à fortiori en recycleur sans le port d’une sangle buccale, comme les militaires, pour le maintien en bouche de l’embout au cas où… et pouvoir switcher sur la bouteille de secours (obligatoire audelà de 6m, selon l’art.A322‑94 du Code du sport) grâce au dispositif BOV (Bail out valve) de certains recycleurs. D’où les conséquences souvent dramatiques, sauf quelques cas exceptionnels qui ont été remontés suffisamment vite à la surface aussitôt la crise déclenchée.

Aptitudes à
plonger NITROX

Depuis 2012, le pratiquant doit simplement justifier de ses aptitudes de Plongeur Nitrox pour son utilisation jusqu’à 40m, et de Plongeur Nitrox Confirmé PN‑C pour son encadrant. Néanmoins, on remarque que le Nitrox au baptême ou l’exploration encadrée à 6m est possible sans formation spécifique préalable. La remontée avec changement de gaz (air ⇨’ Nitrox, O2), afin d’optimiser la décompression d’une plongée supérieure à 40m à l’air, relève seulement des compétences du Plongeur Nitrox confirmé PN‑C. Elle nécessite l’emport de bouteilles supplémentaires (pony Nitrox + éventuellement O2 à partir de 6m) pour réduire la durée des paliers jusqu’à 30% en plongée à 60m, à sécurité identique. En 2016, 3580 plongeurs (7,2%) ont été qualifiés Nitrox par la FFESSM (formation en deux plongées + théorie, environ 150), et 1345 (2,2%) Nitrox Confirmé (en qua­tre plongées + théorie, environ 300).

Faible risque de toxicité
pulmonaire de l’O2 en plongée loisir

Le risque de toxicité pulmonaire de l’O2 en plongée Nitrox semble relever de la fiction, voire de l’absurde, car supposant plus de 10h d’exposition à 1,6bar. Pensez donc! Mais c’est sans compter le cumul d’exposition lorsque les plongées Nitrox se répètent au rythme de trois ou quatre chaque jour, comme souvent le cas en mer chaude. Beaucoup ne s’en soucient guère jusqu’au jour où les signes d’inflammation pulmonaire sous l’action de l’oxygène (douleur à l’inspiration profonde, sensation de brulure, toux persistante) finissent par tirer la sonnette d’alarme. Ou en prenant conscience du risque des plongées Nitrox répétées en apprenant qu’un collègue a dû arrêter la plongée pendant plusieurs jours à cause de problèmes pulmonaires.

Car il y a un effet cumulatif sur les poumons qui peut astreindre à des pauses dans ces plongées afin de prévenir le risque d’inflammation des alvéoles. Comment l’estime-ton? Par l’OTU (Oxygen tolerance unit) qui mesure le cumul d’exposition à l’oxygène au fil des jours en additionnant le nombre d’unités de dose toxique pulmonaire UPTD (Unit pulmonary toxic dose) reçues par l’organisme4. Ce que nos ordinateurs indiquent en données brutes (comme ci‑dessus) ou sur une échelle de pourcentage par rapport à la dose tolérée par l’organisme qui ne doit pas dépasser 1500OTU (1425 exactement) sur 24heures, soit 850 OTU en tenant compte d’une marge de sécurité dans l’éventualité d’un accident de décompression dont le traitement en caisson (l’oxygénothérapie hyperbare) majore de 650 UPTD5 l’exposition pulmonaire (1500-650=850 OTU).

La table REPEX (REPetitive EXposition) proposée par Roger W.Hamilton (1989) donne la dose admise sur 24h pour les plongée Nitrox/ Trimix répétées dans la semaine: non plus 850OTU/24h mais seulement 700OTU si deux jours de plongée, 620OTU si trois jours, 525OTU si quatre jours, 460OTU si cinq jours… tout au plus 380OTU si une semaine de plongée sans break.

Comme l’a décrit J.LorrainSmith en 1899, l’atteinte pulmonaire est progressive avec diminution de la capacité vitale (CV). On observe au début une douleur à l’inspiration profonde, puis une toux devenant persistante et incontrôlable par irritation et inflammation des bronches, accompagnée d’une sensation de brulure dans la poitrine. Ce sont les symptômes connus des plongeurs qui régressent spontanément après plusieurs jours d’interruption de plongée. Autrement, il y a un risque d’aggravation pouvant conduire à un Syndrome de détresse respiratoire aigüe (SDRA) par destruction du surfactant6, et entrainer une fibrose pulmonaire avec possibilité de séquelles.

Le stress oxydatif

On peut également s’interroger sur les effets, à long terme, de la respiration de mélanges suroxygénés, liés au stress oxydatif causé par les radicaux libres (des électrons célibataires) dérivés de l’oxygène. Le problème est qu’ils réagissent avec les éléments de nos cellules au point se léser leur fonctionnement, à la base de la toxicité de l’oxygène touchant plus particulièrement le cerveau et les poumons, comme nous venons de le voir, et aussi susceptible de créer des dommages responsables de leur dégénérescence à la longue: les enzymes per­dent leur activité, les lipides membranaires sont détruits, et leur ADN altéré.

Ils sont facteurs de risque cardiovasculaires par sénescence des cellules endothéliales des vaisseaux sanguins, et de maladies neurodégénératives comme Alzheimer et la maladie de Parkinson qui sont davantage avancées par le stress oxydant. Mais seulement vrai quand l’équilibre est rompu avec l’alimentation normale qui apporte les substances antioxydantes qui neutralisent leur action. C’est le cas chez les sportifs en période d’entrainement intensif (de forte consommation d’oxygène) et les plongeurs qui, du coup, doivent consommer des aliments riches en antioxydant comme le thé vert, les jus de fruits, le vin rouge et le chocolat noir pour neutraliser les effets délétères de la plongée. Tout comme les fruits et légumes au menu, les salades accommodées d’une vinaigrette à l’huile d’olive se révèlent aussi un excellent moyen d’augmenter les antioxydants dans notre ration alimentaire

F.RENÉ

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1.Nitr pour nitrogenl’azote et ox pour oxygen, sous l’acronyme EAN (Enriched air Nitrox) chez les Anglo-saxons. EAN32 (32% d’O2) et EAN36 pour les profondeurs de 112ft (34m) et 95ft (29m) selon les standards américains qui fixent la limite hyperoxique PO2 à 1,4bar.

2.La tolérance neurologique à l’hyperoxie très diminuée dans l’eau explique la différence avec l’oxygénothérapie en chambre hyperbare (cais­son) où les patients supportent l’O2 trois fois plus longtemps, et davantage avec rinçage à l’air de 5min toutes les 25min jusqu’à 2,8bar.

3.Aujourd’hui en France, seuls les scaphandriers clas­seIII mentionB sont qualifiés pour la pêche du corail de 50 à 90m de profondeur, aux mélanges Héliox/Trimix. Par autorisation préfectorale à renouveler chaque année, une dizaine pratiquent actuellement en Corse, une quinzaine en Méditerranée continentale.

4.1UPTD=1' de respiration d’O2 pur à 1bar, 1,16UPTD à 1,1bar, 1,32 à 1,2bar, 1,48 à 1,3bar, 1,63 à 1,4bar, 1,78 à 1,5bar, 1,92 à 1,6bar, etc.

5.725UPTD avec la table CX30 en France, 645UPTD avec l’USNTT6

6.Film liquide tensioactif qui tapisse l’intérieur des alvéoles, les empêchant de se collaber au cours de l’expiration. Le surfactant joue également un rôle dans la perméabilité alvéolaire dont la dégradation provoque la fuite d’eau (plas­ma) hors des capillaires pulmonaires, inondant les alvéoles : l’œdème pulmonaire.

  • Article mis à jour le 06/10/2017
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  • Le Nitrox et ses limites de profondeur
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  • HISTORIQUE

    Depuis 1959 aux USA, le Nitrox n’était employé que par les militaires avant l’édition en 1979 des tables Nitrox 32% par NOAA (l’Agence américaine d’observation océanique et atmosphérique) pour réduire les paliers des plongées dans le cadre de la recherche scientifique sousmarine jusqu’à 34m, puis des tables NitroxII (36%) pour les plongées à moins de 30m, publiées douze ans plus tard. Après les premiers succès du Nitrox en plongée tek dans les années  80, il fallut attendre près d’une décennie avant que le Nitrox s’ouvre à un plus large public de plongeurs autour de l’engouement suscité aux USA par NAUI et PADI en 1992 et 1995. Ce n’est qu’en 1997 que le Nitrox fit sa timide arrivée dans l’enseignement de la plongée en France après que le projet ait pris corps durant l’année 1995 au sein de la fédération FFESSM qui servit de référence à la CMAS; timide par le défaut d’avoir rendu trop compliqué le Nitrox dans sa communication («c’est une affaire de spécialiste car l’oxygène sous pression est explosif», pouvaiton lire!) qui a été un frein à son développement en France.


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    Un commentaire

    1. Merci pour ce livre qui est le seul qui recense autant de choses sur le sujet

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