Cours Thйorique du 05/12/2006

1
Cours Théorique du 05/12/2006
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006

• Physiologie
• Dissolution des Gaz
• En Plongée sous Marine

2
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
I - PHYSIOLOGIE A - Appareil respiratoire 1 -
Schéma de lappareil respiratoire 2 - Mécanisme
de lappareil respiratoire 3 - Volume et
capacité pulmonaire 4 - Schéma des échanges
Gazeux 5 - Fonctionnement des échanges
Gazeux 6 - Le surfactant 7 - Application à la
plongée B - Appareil circulatoire 1 -
Schéma de lappareil circulatoire 2
Définitions 3 - Mécanisme de lappareil
circulatoire 4 - Récapitulatif des Trois
phases de fonctionnement du cœur 5 - La
tension 6 - Le rythme cardiaque 7 -
Application à la plongée II DISSOLUTION DES
GAZ 1 Introduction 2 Mise en
Évidence 3 Mécanisme 4 Énoncé de la
loi de Henry 5 Facteurs Influents 6
Application à la plongée 7 Conclusion
3
I - PHYSIOLOGIE
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006

• A - Appareil Respiratoire
• 1 - Schéma de lappareil respiratoire
• 2 - Mécanisme de lappareil respiratoire
• 3 - Volume et capacité pulmonaire
• 4 - Schéma des échanges Gazeux
• 5 - Fonctionnement des échanges Gazeux
• 6 - Le surfactant
• 7 - Application à la plongée
• B - Appareil Circulatoire

II DISSOLUTION DES GAZ
4
Appareil Respiratoire
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
1 - Schéma de lappareil respiratoire humain
5
Appareil Respiratoire
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
2 - Schéma de lappareil respiratoire humain
6
Appareil Respiratoire
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
3 - Mécanisme de lappareil respiratoire humain
(1/2)
LINSPIRATION (ACTIVE)
Contraction et abaissement du diaphragme Contracti
on des muscles et soulèvement des côtes
La cage thoracique augmente de volume
Les poumons, organes  mous  suivent le
mouvement et augmentent de volume
Entrée dair dans les poumons
7
Appareil Respiratoire
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
3 - Mécanisme de lappareil respiratoire humain
(2/2)
LEXPIRATION (PASSIVE)
Relâchement et soulèvement du diaphragme Relâcheme
nt des muscles et abaissement des côtes
La cage thoracique diminue de volume
Les poumons, organes  mous  suivent le
mouvement et diminuent de volume
Expulsion de lair
8
Appareil Respiratoire
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
4 - volumes et capacités pulmonaires en litres
9
Appareil Respiratoire
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
5 - Schéma des échanges gazeux au niveau d'une
alvéole pulmonaire
10
Appareil Respiratoire
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
6 - Fonctionnement des échanges gazeux au niveau
d'une alvéole pulmonaire (1/2)
INSPIRATION
EXPIRATION
O2
CO2
11
Appareil Respiratoire
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
6 - Fonctionnement des échanges gazeux au niveau
d'une alvéole pulmonaire (2/2)
Les parois alvéolaires sécrète un SURFACTANT pour

• Réduire la tension superficielle de la paroi des
  alvéoles (élasticité à linspiration)
• Maintenir sa pression interne pour éviter aux
  alvéoles de se collaber

12
Appareil Respiratoire
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
7 - Application à la plongée
Accidents Barotraumatiques (Surpression
Pulmonaire, oreilles, sinus, ) Hypoxie / Anoxie
(pression partielle Oxygène trop faible lt 0,17 à
0,12 bar) Hyperoxie (pression partielle Oxygène
trop élevée gt 1,6 bars) Accidents de
décompression (Azote est dissous dans
lorganisme) Essoufflement ou Hypercapnie
(pression partielle CO2 gt 44 mmHg) NARCOSE ou
Ivresse des profondeurs (pression partielle Azote
gt 4 bars) La pression par la profondeur augmente
leffort à linspiration
Nota L'air sec est composé d'environ 78
dAzote (N²), de 21 doxygène (O²) et de 1 de
gaz dit "rares" dont 0,035 de Gaz Carbonique
(CO²)
13
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
I - PHYSIOLOGIE
A - Appareil Respiratoire B - Appareil
Circulatoire 1 - Schéma de lappareil
circulatoire 2 - Définitions 3 - Fonctionnement
de lappareil circulatoire 4 - Récapitulatif des
Trois phases de fonctionnement du cœur 5 - La
tension 6 - Le rythme cardiaque 7 - Application
à la plongée
II DISSOLUTION DES GAZ
14
Appareil Circulatoire
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
1 - Schéma de lappareil circulatoire humain
L'appareil circulatoire sanguin de l'homme est
clos La circulation est à sens unique.
15
Appareil Circulatoire
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
2 Définitions
Le Coeur

• Cest lorgane moteur de la fonction cardiaque.
  Cest un muscle creux divisé en 2 moitiés
  indépendantes divisés en 2 parties (60 à 80
  pulsations/min)

• Oreillettes parties du cœur dont la paroi est
  très fine. Elle reçoivent le  sang des veines et
  le propulsent dans les ventricules.

• Ventricules  parties du cœur dont la paroi est
  épaisse. Ils reçoivent le sang des oreillettes et
  le propulsent dans les artères.

16
Appareil Circulatoire
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
2 Définitions
Grande circulation (organes cerveau)

• Artères  Acheminement du sang riche en oxygène
  du cœur vers les organes.
• Veines  Acheminent le sang appauvri en oxygène
  des organes vers le cœur.
• Capillaires  relient les artères et veines et
  effectuent les échanges gazeux entre le sang et
  les organes traversés

Petite circulation (Poumons)

• Artères  Acheminement du sang appauvri en
  oxygène du cœur vers les poumons.
• Veines  Acheminent le sang riche en oxygène des
  poumons vers le cœur.

17
Appareil Circulatoire
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
2 Définitions
Composition du Sang

• Globules rouges (hématies ou érythrocytes)
  transportent les gaz
• Globules blancs (leucocytes) c'est notre système
  de défense (bactéries, microbes,)
• Plaquettes (thrombocytes) responsables de la
  coagulation
• Plasma (90 d'eau) transporte les nutriments et
  les déchets

18
Appareil Circulatoire
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
3 - Fonctionnement de lappareil circulatoire
humain
Cerveau
poumons
CIRCULATION PULMONAIRE Petite circulation
O2
CO2
échanges au niveau dune alvéole pulmonaire
Coeur
CIRCULATION GÉNÉRALE Grande Circulation
CO2
foie
intestin grêle
O2
trajet de loxygène
trajet du dioxyde de carbone
échanges au niveau du muscle
muscle
19
Appareil Circulatoire
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
3 - Fonctionnement de lappareil circulatoire
humain
Révolution cardiaque
Myocarde vue de face
20
Appareil Circulatoire
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
4 - Récapitulatif des Trois phases de
fonctionnement
1/ Systole auriculaire contraction des
oreillettes 2/ Systole ventriculaire
contraction des ventricules 3/ Diastole
remplissage des oreillettes
5 - La tension
Systole cardiaque donne le chiffre le plus
élevé (pression maximale atteinte dans le circuit
sanguin) Diastole donne le chiffre le plus
faible (pression finale dans le circuit artériel)
21
Appareil Circulatoire
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
6 - Le rythme cardiaque
Laugmentation est causée par Effort
physique Stress (Adrénaline) Le volume sanguin
diminue (hémorragie) La pression partielle
d'Oxygène diminue (anémie) La pression partielle
de CO² augmente La température augmente
(fièvre) Déshydratation et inversement
22
Appareil Circulatoire
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
7 - Application à la plongée
Échanges gazeux Accidents toxiques (Oxygène et
CO² dissous) Accidents de décompression (Azote
dissous) La pression par la profondeur à une
incidence sur la tension sanguine
23
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
I - PHYSIOLOGIE
A - Appareil Respiratoire B - Appareil
Circulatoire
II DISSOLUTION DES GAZ
1 Introduction 2 Mise en Évidence 3
Mécanisme 4 Énoncé de la loi de Henry 5
Facteurs Influents 6 Application à la plongée 7
Conclusion
24
Dissolution des Gaz
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
1 - Introduction
Lorsqu'un gaz est mis en contact avec un liquide,
une partie de ce gaz se dissout dans le liquide.
Différents facteurs influencent le degré de cette
dissolution, en particulier la Pression et le
Temps.
Le corps humain étant composé à 70 d'eau il
s'effectue des échanges entre les mélanges gazeux
contenu dans les poumons et les tissus humains.
Le plongeur par la pression quil subit en
immersion est directement affecté.
25
Dissolution des Gaz
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
2 - Mise en Évidence
Poisson dans un bocal
Leau du bocal contient de lOxygène O² dissous
que le poisson absorbe et transforme en Gaz
Carbonique CO²
On pose une assiette sur le bocal pour empêcher
le poisson de sauter ou empêcher le chat de
lattraper
LOxygène ne se renouvellera pas et il ny aura
plus de problème avec votre poisson ( Couic ! )
Léchange gazeux avec le liquide se fait dans les
2 sens jusquà obtention dun équilibre entre les
deux corps.
26
Dissolution des Gaz
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
3 - Mécanisme
On considère une température constante et les
conditions extérieures restent stables
La quantité de gaz dissous dans le liquide est
appelée la TENSION.
La Pression (P) du gaz au dessus du liquide et la
Tension (T) du gaz dans ce liquide ? sétablit un
EQUILIBRE ou une SATURATION
P T
1
Si on augmente la pression du gaz ? le liquide
passe à un état de SOUS SATURATION
P gt T
2
Des molécules de gaz passeront alors dans le
liquide jusqu'à atteindre à nouveau la SATURATION
P T
3
Si on diminue la pression du gaz le liquide passe
en SURSATURATION
4
P lt T
Des molécules de gaz vont alors s'échapper du
liquide jusqu'à retrouver l'état de SATURATION
P T
5
27
Dissolution des Gaz
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
4 - Énoncée de loi de Henry
A température constante et à saturation, la
quantité de gaz dissous dans un liquide est
proportionnelle à la pression qu'exerce ce gaz
sur le liquide.
SATURATION Pression Tension
SOUS-SATURATION Pression gt Tension
SURSATURATION Pression lt Tension
28
Dissolution des Gaz
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
5 - Facteurs influents
De nombreux facteurs influent sur la quantité de
gaz absorbé par un liquide
LA PRESSION
Le plongeur immergé en profondeur
LA DUREE
La dissolution nest pas immédiate, agit donc sur
le temps de plongée
LAGITATION DU GAZ ET LIQUIDE
Effort important en plongée augmente la
dissolution des gaz
LA TEMPERATURE
La dissolution des gaz augmente quand la
température diminue
LA SURFACE DE CONTACT
Les poumons du plongeurs
LA SOLUBILITE DU GAZ
En plongée, pression partielle Azote importante
LA NATURE DU LIQUIDE
Dissolution de l'azote est différent suivant le
tissu organique muscle, graisse, os, ...
29
Dissolution des Gaz
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
6 - Application à la plongée
En plongée la valeur de dissolution de l'azote
est déterminée en fonction de la variation de
pression et du temps dexposition dans
l'organisme.
P T
P lt T
P gt T
Équilibre Saturation
Sous Saturation
Sursaturation
30
Dissolution des Gaz
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
A LA SURFACE La dissolution des gaz dans les
liquides de notre organisme se trouvent dans un
état de SATURATION ou EQUILIBRE

• A LA DESCENTE
• La pression augmente
• Les quantités de gaz dissous dans lorganisme
  augmentent
• L'organisme consomme l'oxygène dissout mais
  l'azote reste dissous dans les organes

• A LA REMONTEE
• La pression diminue
• L'organisme est en sursaturation
• L'azote dissous dans les tissus va tendre à
  retourner à l'état gazeux
• Formation de micro bulles d'azote dans les
  organes et le sang
• Les bulles sont acheminées par le sang vers les
  poumons et éliminées par la respiration

31
Dissolution des Gaz
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
7 - Conclusion
Vitesse de remontée adaptée et les paliers de
décompression réalisés correctement (courbe de
sécurité 15 à 17 m/min) ? Lazote est
évacué, ? Lorganisme retrouve l'état de
saturation et la remontée en surface peut se
faire en toute sécurité.
Vitesse de remontée rapide et/ou non respect des
paliers, ? La sursaturation sera trop
importante  SURSATURATION CRITIQUE ? Les bulles
ne pourront pas être éliminées par les poumons. ?
Ces bulles retournent dans la circulation
sanguine ? La pression baissant, la taille des
bulles augmente. ? Obstruction des vaisseaux
sanguins
ACCIDENT DE DECOMPRESSION
32
Cours Théorique Niveau 2
Hervé BOISOT 05/12/2006
Questions ?