Plongée aux mélangesLaurent FLORY

Moniteur Nitrox confirmé # 491

CTD 69

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

PA % gaz

PP

/ /

x

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 diluantAugmenter l’O2Plongée NITROX

Modifier le diluant (N2)Plongée mélanges

=>+ profondeur max augmentée- déco plus délicate- nouveaux types ADD

=>+ Diminuer risque ADD- Limiter profondeur

histoireNITROX :• 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

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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 centralPPO2 max mélange fond plongée tek

> 1,6 bar exposition max dans l’eauPP02 max déco plongée TEKPPO2 max FFESSM

> 3 bar exposition max en caisson

L’azote

Les plus Les moinsPrésent dans l’air saturant

Coût très faible Difficile à respirer en profondeur => essoufflement

faible conductivité thermique 26,5

Narcose PP N2> 3.2b

L’HéliumLes plus Les moins

Léger (poids moléculaire 4)

Très saturant (2,65 fois plus vite que l’azote en saturation et désaturation)Cher

Peu narcotique 0,23 rapporté à l’azote

Très bonne conductivité thermique (156 contre 26,5 pour 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 Les moins

Relativement léger 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 moinsTres bon pouvoir isolant (conductivité de 18,1)

Très narcotique 2,33 fois plus que l’azote

Coût faible Poids moléculaire élevé 40

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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.

Mélange ternaire Mélange binaire

1er chiffre % O2 % O2

2eme chiffre % diluant 1Hélium si trimix ou héliaire

% diluant (facultatif)

3eme chiffre % diluant 2 (facultatif) azote dans trimix et heliaire

Les mélanges « usuels »• 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

binaires

ternaires

spécifiques

danger

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– 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 Profondeurpour

équivalente les tables

en mètres MN 90

32/68 36/64 40/60 12 10 8 8 15 12 12 10 18 15 15 12 20 18 15 15 22 18 18 15 25 22 20 18 28 25 22 20 30 25 25 22 32 28 25 35 30 38 32 40 35

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

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– Base

– usages• Le TRIMIX• Les dangers des mélanges• La réglementation• conclusion

Le nitrox

Quels usages ?

Stratégies Plongée nitrox Plongée air + Déco nitrox

Optimisation plongée / décompression

Sécurité « normale »

* Même durée de plongée, paliers diminués•A paliers égaux, durée de plongée plus importante

Profondeur limitée par la Pp O2 : Pp O2 max = 1,6 bars seuil hyperoxique (arrêté du 9 juillet 2004)

* Même profondeur que l’air, utilisation bloc déco enrichi > 50%+ déco logiciel ou ordinateur

Limite profondeur air (60m)Matériel additionnel

SAFE AIR

Augmentation sécurité (diminue les risques d’ADD)

•Planification et réalisation de la plongée au nitrox sur la base de paramètres de plongée air (tables 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)

•Déco nitrox mais respect des tables MN 90 ou ordinateur air

Limite profondeur air (60m)Matériel additionnel

0

10

20

30

40

50

60

70

80

air

NX 40NX 75NX 80NX 84NX 90

O2 pur

e

60m 15 min60 m 25 min50 m 1550m 25 min40m 1540m 25 min

Avantages de la plongée nitrox confirméCalcul de déco avec Zplan 1.03

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

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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 = 0,34Donc 34% N2• Pour l’oxygène PPO2 = 1,4%O2 = PPO2/PA = 1,4 / 9,2 = 0,15Donc 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 Mélange hypoxique au dessus de…

70 - 80 12 / 42 - 4 m85 - 95 10 / 52 - 6 m95 – 105 9 / 57 - 8 m105 – 120 8 / 62 - 10 m

Paramètres de calcul PPO2 max 1,3b END 30 m – 40 mSource : C verdier

plan

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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

Crise hyperoxique effet Paul Bert

Toxicité sur le système pulmonaire

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 annonciateursface 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

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Et la réglementation dans tout cela ?

Arrêté du 9 juillet 2004

• http://www.legifrance.gouv.fr/WAspad/Visu?cid=702842&indice=1&table=JORF&ligneDeb=1

Les cursus mélanges

Nitrox et trimix

NITROX conditions FFESSM

Plongeur Nitrox Plongeur Nitrox ConfirméNiveau I Niveau IIPrérequis

10 plongées 20m

Mêmes prérogatives qu’à l ’airPrérogativesUtilisation du mélange fédéral

40/60Utilisation de tous les mélanges

Décompression à l’oxygène

10 plongées 30-40m + 6 plongée nitrox-

Dont 4 pendant la formation

Moniteur Nitrox ConfirméPré requis E III

Prérogatives C’est une qualification supplémentaire et non un brevetEncadrement-formation des plongeurs nitrox et nitrox confirmés

Validation des plongées nitrox

NITROX les différentes écoles

FFESSM

CMAS

TDI

IANTD

Plongeur Nitrox Plongeur Nitrox Nitrox Diver EANx Diver

Plongeur Nitrox Confirmé Plongeur Nitrox Confirmé EANx Advanced Diver Moniteur Nitrox Nitrox Instructor EANx Instructor

Moniteur Nitrox Moniteur Nitrox Confirmé

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 élémentaire70m

Entry leveltrimix60m

Normoxictrimix diver60m

Trimix

120 m

Advanced level trimix100m

Trimix diver

100m

plan

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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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