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Plongée sous marineAccident mécaniques
(cours de physique)
Hippocampe Club : Bernard Renauld 01/11/2016
Deux « lois » physiques :
Archimède (flottabilité)Mariotte (compressibilité des gaz)
La flottabilité
Notion de flottabilité
Un objet plongé dans l’eau peut :
Soit flotter
(flottabilité positive)
Soit rester en équilibre
(flottabilité neutre)
Soit couler
(flottabilité négative)
Principe d’Archimède
Tout corps plongé dans un fluide reçoit, de la part de celui-ci, une poussée
verticale, dirigée du bas vers le haut, égale à la masse du volume de fluide
déplacé.
Notion de poids apparent
Poids apparent = Poids réel – Poussée d’Archimède (Papp = Pre – Parchi)
Papp < 0 è l’objet flotte
Papp = 0 è l’objet reste en équilibre dans l’eau
Papp > 0 è l’objet coule
Notion de flottabilité
Un objet plongé dans l’eau peut :
Soit flotter (flottabilité
positive)
Papp < 0 è l’objet flotte
Cas du baigneur avec sa
bouée
Notion de flottabilité
Un objet plongé dans l’eau peut :
Soit rester en équilibre
(flottabilité neutre)
Papp = 0 è l’objet reste
en équilibre dans l’eau
Plongeur équilibré
Notion de flottabilité
Un objet plongé dans l’eau peut :
Soit couler (flottabilité
négative)
Papp > 0 è l’objet coule
Plongeur vidant son gilet
ou ses poumons
(poumon ballast)
Application à la plongée
En plus de son équipement classique (palmes, masque, tuba) le plongeur
porte sur lui:
Une combinaison de plongée
Un gilet de sécurité
Une bouteille
Equipé de la sorte, le plongeur flotte. En effet, le poids apparent de la
combinaison, du gilet de sécurité et de la bouteille est négatif.
Le plongeur devra prendre une ceinture du plomb avec lui pour pouvoir
descendre, et être en flottabilité nulle en fin de plongée
La pression et les volumes
lors de la descente
La pression atmosphériqueLa terre est entourée d’une couche d’air. Le poids de cet air exerce une
pression sur tous les corps. Plus nous montons en altitude, plus la couche
d’air est faible et plus la pression diminue. C’est la pression atmosphérique.
Au niveau de la mer, la pression atmosphérique est sensiblement de 1 bar, à
2000 m d’altitude elle est de 0,8 bar.
La pression relative
Un corps plongé dans l’eau subit une pression égale au poids de la colonne
d’eau située au dessus de lui. Cette pression varie donc avec la profondeur.
C’est la pression relative.
Elle augmente de 1 bar tous les 10 m.
La pression absolue
La somme de la pression atmosphérique en un lieu et de la pression relative
est la pression absolue. C’est la pression qui s’exerce sur tout corps
immergés dans l’eau.
Compressibilité des gaz• Les gaz sont compressibles :
Exemple : une pompe à vélo
• Lorsque la pression augmente le volume du gaz enfermé dans un récipient souple diminue
• L’être humain respire de l’air, le plongeur va évoluer dans un milieu où la pression évolue, les volumes d’air respiré vont varier
Application à la plongée
La variation de la pression absolue et la compressibilité des gaz sont à
l’origine des accidents que l’on appelle
accidents mécaniques ou barotraumatiques.
Tous ces accidents peuvent être graves
mais il très facile de les éviter.
Pour cela il suffit de:
bien comprendre leur mécanisme
et connaître leur prévention
Effet de la pressionsur la flottabilité
Les micro bulles d’air de la combinaison sont soumises à la pression de l’eau ; la combinaison s’écrase et perd du volume en fonction de la profondeur.
Il faut alors, compenser cette perte de flottabilité en immersion par un volume d’air adapté dans le gilet.
Les oreilles
Les causes
La pression absolue augmente lors de la descente. La pression sur le
tympan, qui sépare l’oreille externe de l’oreille moyenne, est donc de plus en
plus forte et pousse le tympan vers l’intérieur.
Les symptômes
Au début le plongeur ressent un changement d’audition, puis une légère
gêne. Si le plongeur continue à descendre cette légère gêne se transforme en
une vive douleur.
La Prévention
Afin d’éviter la déformation du tympan, le plongeur doit insuffler de l’air dans
son oreille moyenne par la trompe d’Eustache. C’est la manœuvre de
Valsalva. Cette manœuvre doit s’effectuer très régulièrement dans les 10
premiers mètres sans attendre la moindre gêne.
Le traitement
Aller consulter un médecin spécialiste ORL.
Le masque
Les causes
La pression absolue augmente lors de la descente. La pression déforme le
masque tant que sa jupe souple le lui permet. Puis le masque ayant atteint sa
limite d’élasticité, il agit comme une ventouse.
Les symptômes
Le plongeur a des troubles de la vision et surtout une douleur aux yeux. Des
saignements de nez peuvent apparaître.
La Prévention
Cet accident est très simple à éviter. Il suffit d’expirer par le nez lors de la
descente afin de rééquilibrer la pression dans le masque.
Ceci est à faire très régulièrement surtout dans les 10 premiers mètres.
Le traitement
Aller consulter un médecin.
Les sinus
Les causes
Les sinus sont des cavités osseuses reliées aux fosses nasales. Si les voies
de communications entre les sinus et les fosses nasales sont obstruées,
l’équilibre ne peut pas se faire.
Les symptômes
Le plongeur ressent une douleur faciale, en général au front ou à la mâchoire,
ou une douleur dentaire.
La Prévention
Il n’y a malheureusement aucune manœuvre qui permette l’équilibrage des
sinus. Si au cours de la descente une douleur apparaît, le signaler au guide
de palanquée et remonter de 2 à 3 mètres puis redescendre alors lentement.
Si malgré cela la douleur réapparaît, il ne faut pas insister ni forcer. Une
remontée en surface s’impose.
Le traitement
Aller consulter un médecin spécialiste ORL.
Les dents
Les causes
Lorsque le dentiste met un amalgame sur une dent cariée, il se peut qu’il
prenne du « jeu » dans le temps. En descendant, la pression peut pousser cet
amalgame et venir appuyer sur le nerf.
Les symptômes
Le plongeur ressent une douleur dentaire.
La Prévention
Il n’y a malheureusement aucune manœuvre qui permette l’équilibrage au
niveau des dents. Si au cours de la descente une douleur apparaît, le signaler
au guide de palanquée et remonter de 2 à 3 mètres puis redescendre alors
lentement. Si malgré cela la douleur réapparaît, il ne faut pas insister ni
forcer. Une remontée en surface s’impose.
Le traitement
Aller consulter un dentiste.
La remontée
Contrairement à la descente, lors de la remontée, la pression absolue
diminue. Cette diminution de pression est à l’origine d’ un accident
mécanique ou barotraumatique :
la surpression pulmonaire
En plus, le temps passé en immersion et la vitesse de remontée sont à
l’origine de :
l’accident de décompression ADD
Il ne faut pas confondre ces deux accident.
Leur origine est totalement différente.
La surpression pulmonaire est due à une variation de volume (loi de Mariotte)
où le temps ne rentre pas en compte.
L’ADD est dû à une saturation de l’organisme (loi de Henry) où le temps, la
profondeur et la vitesse de remontée sont les causes de l’accident.
La surpression pulmonaire
Les causes
La pression absolue diminue lors de la remontée donc les volumes
augmentent. Si le plongeur bloque sa respiration, les alvéoles pulmonaires se
dilatent jusqu’à leur seuil d’élasticité. Passé ce seuil, il y a déchirement de
ces alvéoles.
Les symptômes
Au début le plongeur ressent une douleur thoracique. Cette douleur
s’amplifie et est accompagnée de crachats sanguinolents. Puis il y a une
perte de connaissance pouvant aller jusqu’au décès.
La Prévention
La prévention est très simple. Il suffit de respirer normalement. En cas de
panne d’air, il faut alors se forcer à expirer tout au long de la remontée. Ne
jamais faire d’apnée lors de la remontée.
Le traitement
Alerter les secours et évacuer d’urgence vers un centre hospitalier. Consulter
un médecin.
Lors de la remontée
En résumé deux accidents majeurs :
• La surpression pulmonaire due à une variation de volume (loi de Mariotte) où le temps ne rentre pas en compte. Lésion possible des poumons.
• L’Accident de Décompression dû à une saturation de l’organisme (loi de Henry) où le temps, la profondeur et la vitesse de remontée sont les causes de l’accident. Lésions multiples possibles.
Les autres incidents mécaniques lors de la remontée
• Au niveau des tympans• Au niveau des sinus• Au niveau du masque
Les oreilles
Les causes
La pression absolue diminue lors de la remontée. La pression sur le tympan,
qui sépare l’oreille externe de l’oreille moyenne, est donc de plus en plus
faible et pousse le tympan vers l’extérieur.
Les symptômes
Le plongeur ne ressent aucun symptôme car l’équilibrage des tympans se fait
naturellement
La Prévention
N’effectuer aucune manœuvre de compensation et surtout pas la manœuvre
de Valsalva qui augmenterait la déformation vers l’extérieur.
Le traitement
Aller consulter un médecin spécialiste ORL.
Les sinus
Les causes
Les sinus sont des cavités osseuses reliées aux fosses nasales. Si les voies
de communications entre les sinus et les fosses nasales sont obstruées,
l’équilibre ne peut pas se faire.
Les symptômes
Le plongeur ressent une douleur faciale, en général au front ou à la mâchoire,
ou une douleur dentaire.
La Prévention
Il n’y a malheureusement aucune manœuvre qui permette l’équilibrage des
sinus. Si au cours de la remontée une douleur apparaît, le signaler au guide
de palanquée et remonter alors très lentement.
Le traitement
Aller consulter un médecin spécialiste ORL.
Les dents
Les causes
Lorsque le dentiste pose un amalgame sur une dent cariée, il se peut qu’il
prenne du « jeu » dans le temps. A la remontée une bulle d'air emprisonnée
peut pousser cet amalgame qui devient alors un bouchon .
Les symptômes
Le plongeur ressent une douleur dentaire, jusqu’à la rupture partielle de la
dent.
La Prévention
La seule prévention possible est d'avoir une bonne hygiène dentaire et d'aller
consulter régulièrement son dentiste.
Le traitement
Aller consulter un dentiste.
Résumé• Deux lois physiques
• Archimède (flottabilité)
• Mariotte (compressibilité des gaz)
• Des applicationslors de la plongée sous-marine
• Uniquement de la prévention à mettre en œuvre