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BIA - CAEA

Le corps et ses contraintes

Dr Jean-Marc Duvivier, CAEAMédecin Aéro Classes 2 et 3

Les Facteurs Humains

I . EnvironnementII . Organes des sensIII . Activités particulièresIV . Conclusion

Les Facteurs Humains

I . EnvironnementII . Organes des sensIII . Activités particulièresIV . Conclusion

I . Environnement

1. Pratique et population concernée2. L’altitude3. Effets physiologiques de l’altitude

I . Environnement

1. Pratique et population concernée2. L’altitude3. Effets physiologiques de l’altitude

1 . Pratique et population concernée

• Activité de loisir : occasionnelle• Vigilance permanente : stress, fatigue• Altitude : soleil, hypoxie, froid• Activité physique : facteur de charge• On évite les contraintes : matériel et

réglementation

Aptitude médicale

• ULM : certificat médical par le médecin traitant

• Avion, planeur, ballon … : certificat médical par un médecin aéronautique

• Parachutisme : certificat médical par un médecin agréé parachutisme

I . Environnement

1. Pratique et population concernée2. L’altitude3. Effets physiologiques de l’altitude

2 . L’altitude

• Définie par l’ hypobarie : Diminution de la pression barométrique

• Composition constante jusqu’à 30 km alt.• Loi de Dalton : dans un mélange chaque

gaz se comporte comme s’il était seul• Variation de la température• Aussi variation de l’hygrométrie et de la

charge radiante

Historique

• 1590 : José de Acosta (jésuite), conquête des hauts plateaux andins

• 1643 : Evangelista Torricelli découvrit le baromètre à mercure

• 18ème siècle : Karl-Wilhelm Sheele, apothicaire suédois découvrit que l'air est composé de 2 gaz.

• 1774-1775 : Antoine-Laurent Lavoisier, chimiste proposa le nom oxygène pour le nouveau gaz isolé.

Historique

• 1er décembre 1783 : Jacques Charles et Nicolas Robert effectuèrent un vol en ballon à hydrogène et atteignirent l'altitude de 2700m. Charles fut le premier humain à souffrir d'une otite barométrique.

• 3 août 1787 : Horace-Bénédict de Saussure participa à la première expédition scientifique au sommet du Mont-Blanc. Manque d’oxygène.

Gaz Symbole Fraction

Azote N2 78 %Oxygène O2 21 %

Gaz rares 1 %

Argon Dioxyde de carbone Néon Hélium Méthane Krypton Ozone

dans la basse atmosphère jusqu’à 30 km

La composition chimique de l’atmosphère

Altitude(mètres)

(pieds)

PB0 = 1013 hPa760 mmHg

Courbe Pression-Altitude

5 50018 500

PB0/2

10 30033 800

PB0/ 4

1170038500

PB0/5PB0/10

16 10052800

PB

2 5008 000

PB0=3/4

Diminution pression barométrique

Diminution température :

• Diminution de 6,5°C / 1 000 m ou 2°C / 1 000 ft

• 15°C au niveau de la mer (atm. standard)• 0°C à 2 000 m• -10°C à 4 000 m• -25°C à 6 000 m• -56°C à 11 000 m

I . Environnement

1. Pratique et population concernée2. L’altitude3. Effets physiologiques de l’altitude

3 . Effets physiologiques de l’altitude

• L’hypoxie• La maladie de décompression ou

aéroembolisme• L’ébullisme• Les barotraumatismes• Le froid

3 . Effets physiologiques de l’altitude

• L’hypoxie• La maladie de décompression ou

aéroembolisme• L’ébullisme• Les barotraumatismes• Le froid

Rappels de physiologie respiratoire: Plusieurs zones d’altitude

• Zone indifférente: 0 à 1 500 m• Compensation complète: 1 500 à 3 500 m• Compensation incomplète: 3 500 à 5 500 m• Zone critique: au dessus de 5 500 – 6 000 m

Effets de l’hypoxie

• Hypoxie subaiguë : capacités physiques et intellectuelles diminuées, fatigue augmentée

• Hypoxie aiguë : risque de PCI• Dépend de la vitesse de montée, de la

durée du vol, de l’état de santé et de fatigue du pilote

3 . Effets physiologiques de l’altitude

• L’hypoxie• La maladie de décompression ou

aéroembolisme• L’ébullisme• Les barotraumatismes• Le froid

La maladie de décompression ou aéroembolisme

• Loi de Henry• Une partie de l’azote dissout dans

l’organisme devient gazeux et entraîne des troubles pathologiques dus à cet excès de gaz métaboliquement inertes

• L’azote est environ 5 fois plus soluble dans la graisse humaine que dans l’eau

• La diffusion est lente : intervalle de 24h00 entre la plongée et un vol

3 . Effets physiologiques de l’altitude

• L’hypoxie• La maladie de décompression ou

aéroembolisme• L’ébullisme• Les barotraumatismes• Le froid

L’ébullisme

• La température d’ébullition de l’eau est fonction de la pression : l’eau bout à 100 °C sous une pression de 1 013 hPa

• Si PB = 63 hPa l’eau bout à 37°C càd quand l’ altitude > 19 200 m (63 000 ft)• existence d’ébullisme limité aux zones non

protégées de l’organisme (observations en caissons à dépression)

• Soyouz 11 le 28 juin 1971 (3 morts/3)

Grand caisson d’altitude du LAMAS - Brétigny

3 . Effets physiologiques de l’altitude

• L’hypoxie• La maladie de décompression ou

aéroembolisme• L’ébullisme• Les barotraumatismes• Le froid

Les barotraumatismes

• Loi de Boyle-Mariotte : P * V = cste

• Troubles ORL : Otites barotraumatiques Sinusites barotraumatiques

• Aérodontalgies• Troubles digestifs

Otites barotraumatiques

Oreille externe

Oreille moyenne

Oreille interne

osselets

Trompe d’Eustache

Otites barotraumatiques

• Douleur surtout à la descente : manœuvre de Valsalva

• Descente limitée à 500 ft/min• Pas de vol si problème ORL

Sinusites barotraumatiques

• Douleurs au niveau des sinus

3 . Effets physiologiques de l’altitude

• L’hypoxie• La maladie de décompression ou

aéroembolisme• L’ébullisme• Les barotraumatismes• Le froid

Le froid

• Échanges thermiques par conduction (K) : transferts de chaleur par contact avec un solide

• Conductivité thermique : très élevée pour les métaux, très faible pour le bois ou l’air

Le froid

• Échanges thermiques par convection (C) : transferts de chaleur dans des fluides

• Dépend du fluide : dans l’eau, les échanges par convection sont 26 fois plus élevés que dans l’air

• Dépend de la vitesse de déplacement : vent, eau calme ou agitée

Échanges thermiques : aussi

• Échanges thermiques par radiations (R) : rayonnements solaire et terrestre

• Échanges thermiques par évaporation : sudation

Les Facteurs Humains

I . EnvironnementII . Organes des sensIII . Activités particulièresIV . Conclusion

II . Organes des sens

1. La Vision2. L’Odorat3. L’Audition4. L’Orientation

II . Organes des sens

1. La Vision2. L’Odorat3. L’Audition4. L’Orientation

1 . La Vision

• Acuité visuelle• Vision des reliefs• Vision des couleurs• Le soleil • Vision de nuit

Perspective - Taille relative

Ombres

Ombres

Ombres

L’œil est sensible à la lumière

Rayonnements électromagnétiques

L’œil n’est sensible qu’à une petite fenêtrede l’ensemble des rayonnements électromagnétiques

UltraViolets

InfraRouges

Ondes radiosRayons X 400 nm 700 nm

Bleu Vert Rouge

Le monde visible n ’est qu ’une partie du monde réel.

Mais pourquoi les alarmes sont-elles rouges ?

400 700 nm

cônescônes

bâtonnets

Des performances visuelles très dégradées

La nuit : capacités visuelles dégradées

• Cécité centrale. Il faut regarder à côté.

• Faible résolution spatiale. Les détails fins sont gommés.

• Nécessité d’un temps d’adaptation. Attention aux lumières.

• Perte des couleurs. La nuit tous les chats sont gris.

II . Organes des sens

1. La Vision2. L’Odorat3. L’Audition4. L’Orientation

2 . L’Odorat

• Sert à détecter une odeur anormale : début d’incendie, fuite essence …

II . Organes des sens

1. La Vision2. L’Odorat3. L’Audition4. L’Orientation

3 . L’Audition

• Oreille externe et moyenne• Sert à détecter un bruit anormal• Utiliser pour estimer le régime moteur• Permet d’estimer sa vitesse • Indispensable pour la radio

Anatomie de l’oreille

II . Organes des sens

1. La Vision2. L’Odorat3. L’Audition4. L’Orientation

4 . L’Orientation : l’ oreille interne

Les Facteurs Humains

I . EnvironnementII . Organes des sensIII . Activités particulièresIV . Conclusion

III . Activités particulières

1. Le vol à haute altitude2. La voltige3. Le vol sans visibilité : VSV4. Le survol maritime

III . Activités particulières

1. Le vol à haute altitude2. La voltige3. Le vol sans visibilité : VSV4. Le survol maritime

1 . Le vol à haute altitude

• Vol à voile : Planeur• Vol en montagne

La réglementation

• Arrêtés du 24 juillet 1991• Oxygène au dessus du FL125 soit 3 800m• Altitude max VFR: FL195 soit 5 800m• Systèmes d’inhalation avec bouteille et

masque à débit continu ou à la demande

Systèmes inhalateurs d’oxygène

• Systèmes homologués• Systèmes non homologués

Masque inhalation

EDS: Electronic Delivery System

Type d’activité

• Vols en montagne avec les thermiques mais surtout vols d’onde

• Souvent entre 3 000 et 5 000 m• Souvent vol de longue durée : fatigue• Peu fréquents : pb froid et durée du vol• Essentiellement épreuves de performance

Connaissance des limites

• Les systèmes actuels sont efficaces jusqu’à des altitudes > FL 195

• Les pilotes pensent connaître et maîtriser les signes d’hypoxie

• Ils n’ont pas conscience des effets sournois de l’hypoxie

• « Ils n’ont pas la notion » que la fatigue entraîne un risque de suraccident

III . Activités particulières

1. Le vol à haute altitude2. La voltige3. Le vol sans visibilité : VSV4. Le survol maritime

2 . La voltige

• L’Homme n’est sensible ni au déplacement ni à la vitesse. Il n’est sensible qu’à la variation de la vitesse, c’est-à-dire l’accélération.

Classification des accélérations selon l’axe

Accélération +GX

Inertie -GXAccélération -GX

Inertie +GX

Accélération -GZ

Inertie +GZ

Accélération +GZ Inertie -GZ

Accélération +GY

Inertie -GY

Accélération -GY

Inertie +GY

Bien remarquer :l’accélération et la forced’inertie correspondantesont des vecteurs de sens opposé.

Lorsque le facteur de charge revient à 1, les voiles gris et noir régressent immédiatement i.e. la vision redevient instantanément normale (intensité lumineuse, couleur, acuité…)

Globe oculaire et circulation rétinienne

Voiles gris et noir :

Perte de conscience :

Symptômes :- Perte de conscience inaugurale ou après voile gris ou noir- amnésie totale possible- souvenirs hallucinatoires possibles (visuels et auditifs)- mouvements cloniques possibles des membres supérieurs et de la tête

Mécanisme :Abolition de la circulation cérébrale

Globe oculaire et circulation rétinienne

Le risque de perte de conscience sous accélérations +Gz

- Association accélération +GZ - chaleur - digestion

- Perte de conscience inaugurale- Perte de conscience au cours des enchaînements -GZ/+GZ

(effet push-pull)- Perte de conscience retardée après une accélération brève et intense (G-pulse)- Quasi-perte de conscience

Accélérations de longue durée : risque de perte de conscience

Tolérance aux accélérations(sujets en état de relâchement musculaire)

Valeurs moyennesécart-type

Minimum

Maximum

Voile gris

4,10,7

2,2

7,1

Voile noir

4,70,8

2,7

7,8

Perte de conscience

5,40,9

3,0

8,4

III . Activités particulières

1. Le vol à haute altitude2. La voltige3. Le vol sans visibilité : VSV4. Le survol maritime

3 . Le vol sans visibilité : VSV

• Qualification IFR ( Instrumental Flight Rules) + avion IFR + pilote entraîné !!!

• Risque de désorientation temporo-spatiale, due à une discordance entre les informations:

- visuelles- vestibulaires- proprioceptives

Visualisations et codage coloré

Conséquence des seuils vestibulaires

Inclinaisoninfra-liminaire

Correctionsupra-liminaire

III . Activités particulières

1. Le vol à haute altitude2. La voltige3. Le vol sans visibilité : VSV4. Le survol maritime

4 . Le survol maritime

• Le but du canot de sauvetage n’est pas d’empêcher le naufragé de se noyer (c’est le rôle du gilet de sauvetage), c’est de le sortir de l’eau pour l’empêcher de mourir de froid.

• Pratiquement aucune chance de survie au-delà de 2h à 5°C et de 4h à 10°C

CONCLUSION

• Connaître ses limites, ne pas surestimer ses capacités

• Tenir compte du milieu environnant• Toujours rester vigilant

Ne pas hésiter à écourter ou annuler un vol

FIN

FIN