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Niveau 4 Apnée Mandelieu décembre 2011 Fabrice DUPRAT Anatomie, Physiologie et Physique appliquées à la plongée libre.

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1 Niveau 4 Apnée Mandelieu décembre 2011 Fabrice DUPRAT Anatomie, Physiologie et Physique appliquées à la plongée libre

2 Niveau 4 Apnée Mandelieu décembre 2011 PHYSIOLOGIE ET ANATOMIE

3 Loreille.

4 Loreille Loreille externe : pavillon et conduit auditif. Loreille externe : pavillon et conduit auditif. Loreille moyenne : comprise entre le tympan et la fenêtre ovale (ou lon trouve les osselets Marteau-Enclume-Etrier). Les sons sont transmis par leur intermédiaire à loreille interne. Loreille moyenne : comprise entre le tympan et la fenêtre ovale (ou lon trouve les osselets Marteau-Enclume-Etrier). Les sons sont transmis par leur intermédiaire à loreille interne. Loreille interne : cavité creusée dans la boîte crânienne, 2 fonctions. Équilibration (par les trois canaux semi-circulaires) et audition (par la cochlée ou limaçon). Loreille interne : cavité creusée dans la boîte crânienne, 2 fonctions. Équilibration (par les trois canaux semi-circulaires) et audition (par la cochlée ou limaçon).

5 Les sinus.

6 Les os de la face sont creusés de cavités : les sinus. Ils sont naturellement ouverts et perméables. Dans les cas de rhume, sinusite, angine, allergie, il existe un gonflement de la muqueuse nasale qui peut obstruer ces canaux et léquilibre de pression ne se fait plus.

7 Les voies aériennes.

8 Les Voies Aériennes Supérieures. Fosses nasales : Fosses nasales : 1. Filtrent lair (poils et muqueuse). 2. Réchauffent lair. 3. Humidifient lair. Pharynx : 1. Rôle de défense de lorganisme (amygdales et végétations). 2. Tri entre lair et les aliments (luette et de lépiglotte). Larynx : les cordes vocales.

9 Les voies aériennes inférieures. Trachée : Trachée : 1. Conduit rigide. 2. Muqueuse avec des cils et du mucus. Bronches et bronchioles : 1. Deux bronches souches. 2. Division de deux en deux pour donner des ramifications de plus en plus étroites : bronchioles. 3. Lensemble constitue la partie non fonctionnelle de lappareil respiratoire soit lespace mort.

10 Les voies aériennes inférieures. Les alvéoles : Les alvéoles : Lieu des échanges gazeux entre lair alvéolaire et le sang. Les poumons : Entourés dune double enveloppe : la plèvre.

11 Mécanique ventilatoire. Les muscles ventilatoires : trois groupes définis par la direction de leur fibres. Les muscles ventilatoires : trois groupes définis par la direction de leur fibres. 1. Muscles transverses : perpendiculaires à laxe du rachis, il sagit du diaphragme, principal muscle inspirateur. 2. Muscles obliques : les fibres croissent en haut et en bas le rachis. Ce sont les intercostaux inspirateurs et expirateurs. 3. Muscles verticaux : les muscles paravertébraux et les grands droits de labdomen.

12 Mécanique ventilatoire.

13 Temps inspiratoire : Temps inspiratoire : 1. Le diaphragme sabaisse. 2. Les côtes se soulèvent. 3. Augmentation du volume pulmonaire. 4. Soit 16 à 20 inspirations par minute avec ½ litre. Temps expiratoire : 1. Réaction consécutive à linspiration. 2. Relèvement du diaphragme et abaissement des côtes 3. Mouvement passif. 4. Il est rejeté 79% dazote saturé en vapeur deau, 17% dO2 et 4% de CO2.

14 Les volumes pulmonaires. Le volume courant : est celui de linspiration ou de lexpiration courante soit VC=0,5 litre. Le volume courant : est celui de linspiration ou de lexpiration courante soit VC=0,5 litre. Le volume de réserve expiratoire : est le volume dune expiration forcée pratiquée à la fin dune expiration courante soit VRE=1,2 litre. Le volume de réserve expiratoire : est le volume dune expiration forcée pratiquée à la fin dune expiration courante soit VRE=1,2 litre. Le volume de réserve inspiratoire : est le volume dune inspiration forcée pratiquée à la fin dune inspiration courante soit VRI=2,5 à 3,5 litres. Le volume de réserve inspiratoire : est le volume dune inspiration forcée pratiquée à la fin dune inspiration courante soit VRI=2,5 à 3,5 litres. Le volume résiduel : est le volume que lon ne peut rejeter des poumons soit VR=1,3 litres. Le volume résiduel : est le volume que lon ne peut rejeter des poumons soit VR=1,3 litres.

15 Les volumes pulmonaires. Capacité pulmonaire totale : VC+VRE+VRI+VR. Capacité pulmonaire totale : VC+VRE+VRI+VR. Capacité vitale: VC+VRE+VRI. Capacité vitale: VC+VRE+VRI. Capacité inspiratoire : VC+VRI. Capacité inspiratoire : VC+VRI. Capacité résiduelle fonctionnelle : VRE + VR. Capacité résiduelle fonctionnelle : VRE + VR.

16 Etirements spécifiques à l'apnée rubrique "Infos membres/Formations" rubrique "Infos membres/Formations"

17 Régulation de la ventilation. Le circuit dexécution : il entretient et assure la périodicité des cycles ventilatoires en fonction des ordres reçus. Le circuit dexécution : il entretient et assure la périodicité des cycles ventilatoires en fonction des ordres reçus. 1. Le centre nerveux : le bulbe rachidien (centre réflexe). 2. Les nerfs moteurs : partant du bulbe vers le diaphragme et les muscles élévateurs des côtes. 3. Les nerfs sensitifs : nerfs sensitifs de la paroi des alvéoles pulmonaires, par la voie des nerfs pneumogastriques. Il est ainsi constitué un circuit nerveux dont le fonctionnement rythmique provoque lalternance inspiration-expiration.

18 Application: Importance de la position de la tête

19 Régulation de la ventilation 2. Le deuxième circuit de commande : Le deuxième circuit de commande : 1. Supra-bulbaire, cest le cerveau. 2. Stimuli nerveux réflexes : récepteurs cutanés et les capteurs des muqueuses. 3. Stimuli humoraux : par la circulation sanguine qui véhicule des éléments chimiques tels que le CO2, des hormones… la variation de PH.

20 La circulation Les vaisseaux sanguins. Les vaisseaux sanguins. Le sang. Le sang. La circulation sanguine La circulation sanguine Le cœur. Le cœur.

21 Les vaisseaux sanguins. Artères : vaisseaux élastiques, contractiles. Le sang circule du cœur aux organes. Artères : vaisseaux élastiques, contractiles. Le sang circule du cœur aux organes. Capillaires : artères et veines, lieux des échanges entre les tissus et le sang. Capillaires : artères et veines, lieux des échanges entre les tissus et le sang. Les veines : vaisseaux peu élastiques, avec des valvules anti-retour. Progression du sang des organes vers le cœur. Les veines : vaisseaux peu élastiques, avec des valvules anti-retour. Progression du sang des organes vers le cœur.

22 Composition. Globules rouges (ou hématies) : fixent de manière réversible lO 2 et le CO 2. Globules rouges (ou hématies) : fixent de manière réversible lO 2 et le CO 2. Globules blancs (ou leucocytes) : défense de lorganisme. Globules blancs (ou leucocytes) : défense de lorganisme. Plaquettes (ou thrombocytes) : rôle dans la coagulation. Plaquettes (ou thrombocytes) : rôle dans la coagulation. Plasma : élément liquide (92% deau). Plasma : élément liquide (92% deau). Le volume sanguin total est égal à 7 à 8% du poids corporel (soit 1/13). Le volume sanguin total est égal à 7 à 8% du poids corporel (soit 1/13).

23 Fonction du coeur. Pompe aspirante et refoulante. Pompe aspirante et refoulante. Les contractions rythmiques chassent le sang dans les artères. Les contractions rythmiques chassent le sang dans les artères. Au repos, le rythme est de 60 à 75/ minute, ce qui met en circulation 6 l de sang /minute. Au repos, le rythme est de 60 à 75/ minute, ce qui met en circulation 6 l de sang /minute.

24 NOTIONS DE PHYSIQUE ET APNEE

25 Notion de pression La Pression = Force / Surface La Pression = Force / Surface La pression atmosphérique (P.atm) varie avec laltitude. Au niveau de leau 760 mmHg ou 1 bar.

26 Les variations de pression en plongée. Les variations de pression en milieu aérien sont très faibles. Les variations de pression en milieu aérien sont très faibles. Le milieu liquide est incompressible, une augmentation de pression enregistrée sera directement proportionnelle. Le milieu liquide est incompressible, une augmentation de pression enregistrée sera directement proportionnelle. À la surface, une colonne deau de 10 m exerce une pression égale à 1 bar. Cest la pression atmosphérique. La conséquence : un plongeur supporte tous les 10 mètres une pression supplémentaire de 1 bar qui sajoutera à la pression atmosphérique.

27 La flottabilité tout corps plongé dans un liquide reçoit une poussée de bas en haut égale au poids du liquide déplacé. Le principe dARCHIMEDE: tout corps plongé dans un liquide reçoit une poussée de bas en haut égale au poids du liquide déplacé. La notion de poids est remplacée dans et sous leau par celle de poids apparent ce qui donne : La notion de poids est remplacée dans et sous leau par celle de poids apparent ce qui donne : Poids apparent = Poids réel – Poussée dArchimède

28 Toujours ARCHIMEDE Poids réel > poussée archimède : Poids réel > poussée archimède : poids apparent Positif = flottabilité négative. poids apparent Positif = flottabilité négative. On coule…. Poids réel = poussée archimède : Poids réel = poussée archimède : poids apparent Nul = flottabilité neutre. On se maintient à la surface… Poids réel < poussée archimède : Poids réel < poussée archimède : poids apparent Négatif = Flottabilité Positive. On a du mal à faire le canard…

29 Le poids apparent dans leau dépend du volume de lapnéiste Le poids apparent dans leau dépend du volume de lapnéiste La combinaison augmente le volume donc la flottabilité La combinaison augmente le volume donc la flottabilité Le lest compense ou non la flottabilité de la combinaison Le lest compense ou non la flottabilité de la combinaison Les variations de pression (de profondeur) modifient le volume de lapnéiste donc son poids apparent Les variations de pression (de profondeur) modifient le volume de lapnéiste donc son poids apparent Application: le lestage

30 La compressibilité des gaz La loi de BOYLE MARIOTTE : La loi de BOYLE MARIOTTE : A température constante, le volume dun gaz est inversement proportionnel à la pression quil reçoit. A température constante, le volume dun gaz est inversement proportionnel à la pression quil reçoit. Le produit de la pression par le volume est constant : P*V = Constante. Le produit de la pression par le volume est constant : P*V = Constante.

31 Conséquences de Boyle et Mariotte Quand la pression augmente, le volume de gaz diminue. Quand la pression augmente, le volume de gaz diminue. Lestage. Lestage. Les accidents barotraumatiques. Les accidents barotraumatiques.

32 Composition de lair 20,90 % doxygène (O 2 ). 20,90 % doxygène (O 2 ). 79,00 % dazote (N 2 ). 79,00 % dazote (N 2 ). 0,03 % de dioxyde de carbone (CO 2 ). 0,03 % de dioxyde de carbone (CO 2 ). 0,07 % de gaz rares 0,07 % de gaz rares On retiendra 21% dO 2 et 79 % de N 2. On retiendra 21% dO 2 et 79 % de N 2.

33 Loxygène est le gaz vital :cest un carburant. Loxygène est le gaz vital :cest un carburant. Lazote est lagent de transport, il est neutre : cest un diluant. Lazote est lagent de transport, il est neutre : cest un diluant. Le dioxyde de carbone (toxique à grande dose) : cest lexcitant des centres respiratoires. Le dioxyde de carbone (toxique à grande dose) : cest lexcitant des centres respiratoires.

34 La dissolution des gaz dans les liquides. La loi de HENRY : la quantité dun gaz dissout dans un liquide est directement proportionnelle à la pression que le gaz exerce sur le liquide et ce à température donnée. La loi de HENRY : la quantité dun gaz dissout dans un liquide est directement proportionnelle à la pression que le gaz exerce sur le liquide et ce à température donnée. La conséquence est le risque de TARAVANA qui est laccident de décompression. Pour éviter cela, il est important de limiter le nombre de descentes soit en réduisant la fréquence soit en limitant la profondeur. La conséquence est le risque de TARAVANA qui est laccident de décompression. Pour éviter cela, il est important de limiter le nombre de descentes soit en réduisant la fréquence soit en limitant la profondeur.

35 Application: pression artérielle partielle en O 2 et CO 2 paO 2 paCO 2 Temps Seuil d'hypoxie (syncôpe) Seuil de rupture d'apnée 0,21

36 Les pressions partielles et la loi de Henry Loi de Henry: Dissolution d'un gaz = fonction (P partielle, t°)

37 Loptique et le son La vision : La vision : En dehors du masque (qui engendre des déformations) En dehors du masque (qui engendre des déformations) Champ visuel rétréci. Champ visuel rétréci. Les objets semblent rapprochés (3/4 d.réelle). Les objets semblent rapprochés (3/4 d.réelle). Les objets sont grossis (*4/3). Les objets sont grossis (*4/3). Laudition : Le sons se propagent plus vite dans leau que dans lair

38 Son et lumière dans leau La vision : La vision : Champ visuel rétréci par le masque Champ visuel rétréci par le masque Les objets semblent rapprochés (3/4 distance réelle) Les objets semblent rapprochés (3/4 distance réelle) Les objets sont grossis (4/3 de la taille réelle). Les objets sont grossis (4/3 de la taille réelle). Laudition : Le sons se propagent plus vite (1500 m/s) (dans lair 330m/s)


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