Emmanuel Bernier (d’après Jastrzebski, Césarano, Ricart) La plongée au Trimix Emmanuel Bernier (d’après Jastrzebski, Césarano, Ricart) (rév. 19/8/13)

Au programme… Pourquoi du trimix ? Historique Rappels de physique Caractéristiques He He, O2 et déco Risques et accidents Planification Fabrication des mélanges Réglementation

Au programme… Pourquoi du trimix ? Historique Rappels de physique Caractéristiques He He, O2 et déco Risques et accidents Planification Fabrication des mélanges Réglementation

Que désire le plongeur ?  NITROX  RECYCLEURS  TRIMIX Diminuer le risque d ’ADD - Limiter la quantité de bulles Passer moins de temps au palier - Être moins saturé en azote - Désaturer plus rapidement Moins de N2  NITROX Rester plus longtemps au fond  la quantité de gaz consommée  RECYCLEURS Descendre plus profond - Éviter la narcose - Éviter l’hyperoxie - Éviter l’essoufflement - Moins de N2 - Moins d’ O2  TRIMIX

Bénéfices du Trimix Réduit la narcose Contrôle de la toxicité de l’O2 Moins de paliers qu’avec l’héliox (pour plongée inférieure à 2h) Densité inférieure à celle de l’air Meilleur travail des détendeurs en profondeur Diminue le risque d’essoufflement

Inconvénients du Trimix (1/2) Problèmes thermiques réels et perçus Décompression plus complexe Décompression parfois plus longue qu’à l’air Utilisation de mélanges de transits et suroxygénés

Inconvénients du Trimix (2/2) Changements de gaz nécessaires sous l ’eau Maladie de décompression à l’He pouvant être plus hasardeuse qu’à l’N2 Contre-diffusion isobare Complexité de préparation et d’analyse Coût de l’hélium et de l’O2 en circuit ouvert

Différents mélanges Trimix : He + O2 + N2 Héliox : He + O2 (cher !) Héliair : He + air  FO2 < 21%, peu d’He (« giclette » : Tx 19/10) Triox (ou Hélitrox) : Trimix avec FO2 > 21%  prof. > 50m, pas de gaz déco, déco < à une plongée à l’air (ordi air utilisable)

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Historique 1937 : plongée militaire (US Navy) 1968 : COMEX à -365m à l’héliox 1969 : 4 plongeurs à -102m (spéléo) 1983 : transfert de connaissance COMEX  spéléo loisir 1985 : création de IANTD 1989 : 1ères formations trimix aux USA 1993 : 1ères formations trimix en France 1998 : trimix élémentaire

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Compressibilité : Boyle - Mariotte À T constante, P.V = Cste Valide si P < 250 bar et T < 220°C Gaz parfait : P.V = n.R.T Gaz réel : P.V = Z.n.R.T ZHe > Zair

Compressibilité de l’hélium

La pression partielle PP = Pabs x % Pabs = PP / % % = PP / Pabs PP1 + PP2 + … + PPn = Pabs  C'est la pression partielle des gaz dans l'organisme qui va déterminer leur effet sur celui-ci

PPO2 Déco : PPO2 ≤ 1,6b Fond : PPO2 ≤ 1,5b, voir 1,4b MOD Profondeur maxi pour Nx70 ? Fond : PPO2 ≤ 1,5b, voir 1,4b MOD

Profondeur air équivalente (EAD) Profondeur à l’air qui donnerait la même PPN2 que le Trimix à la profondeur réelle PEAD x 0,8 = Préelle x FN2 Ex : Prof. : 90m PPO2 : 1,4b EAD : 30m FN2, FO2 ? PPN2 ≤ 5,6b ; en pratique, plutôt 3,5b (34m)

Profondeur narcotique équivalente (END) Effet narcotique de l’O2 Profondeur équivalente ne tenant compte que de la PPO2 et de la PPN2 PEND = PPO2 + PPN2 Ex : Prof. : 90m Mix : 14/54 END ?

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L’Hélium 2ème molécule la plus petite après l’hydrogène 2ème élément le plus abondant de l’univers après l’hydrogène : 25% en masse contre 73% pour l’H2 0,0005% dans l’air Obtenu à l’état naturel par forage dans des gisements en Russie, Algérie, Canada, USA,…

Caractéristiques de l’Hélium Masse Molaire Densité Chaleur Spécifique (kJ/kg.K) Conductivité thermique à 20°C (W/m.K) Cp Cv H2 2,016 0,09 14,235 10,096 0,186 He 4,003 0,18 5,234 3,153 0,151 N2 28,013 1,25 1,043 0,745 0,025 O2 31,998 1,43 0,913 0,652 0,026 Ar 39,948 1,78 0,523 0,313 0,018 CO2 44,010 1,96 0,825 0,630 0,016 Air Mélange 1,29 1,009 0,721

Effet « Donald Duck » Vitesse du son dans l’He : 960 m/s (vs 330 m/s dans l’air)  fréquence de résonnance des cordes vocales dans le pharynx rempli d’He

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Perfusion / Diffusion Diffusion Perfusion (cinétique de dissolution) (cinétique de remplissage d’un tissu)

Le taux de perfusion Solubilité gaz-sang x débit sanguin Solubilité gaz-tissu x volume tissu

Diffusibilité Loi de Graham : la vitesse de diffusion d’un gaz est proportionnelle à l’inverse de la racine carrée de sa masse molaire L’He diffuse 2,65 x plus vite que l’N2

Solubilité He 4 x moins soluble que N2 dans les graisses He 1,5 x moins soluble que N2 dans le sang Taux de perfusion à l’He 2,7 x plus élevé qu’à l’ N2 Les tissus gras saturent et désaturent + vite à l’He qu’à l’N2

Impact sur la décompression Les compartiments (au sens de Haldane) raccourcissent : C5 N2  C2 He Compartiments directeurs très courts (plongées profondes et brèves) Vitesses de remontée + lentes (10m/min) Paliers + profonds

2 gaz neutres à éliminer Modélisation + complexe Les calculs de tensions superficielles des gaz montrent qu’une bulle d’He aura tendance à se nourrir de l’azote environnant Éviter les bulles d’He en trimix Les paliers profonds permettent d’évacuer efficacement les bulles circulantes avant qu’elles n’atteignent une taille critique

Les modèles Haldaniens (Buhlmann) : VPM (V-Planner, HLPlanner) : À l’origine pour 1 seul gaz neutre Évalue la charge en gaz neutre VPM (V-Planner, HLPlanner) : Charge haldanienne avec bulles pré-existantes Prend en compte les phénomènes de tension superficielle des bulles Évalue le comportement des bulles (croissance / décroissance)

Déco à l’O2 Effet vasoconstricteur de l’O2 pur  perfusion  durée de la déco Incidence pour les déco longues

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L’Hyperoxie : toxicité neurologique La toxicité est Dose dépendante : pression et temps d’exposition Fonction de l’environnement : ambiance sèche ou non Variations inter ou intra individuelles En pratique : Décompression en eau : O2 à partir de 6 m (1,6 ATA) Décompression en caisson : O2 à partir de 12 m (2,2 ATA) En thérapeutique : O2 jusqu’à 18 m (2,8 ATA)

La crise hyperoxique (1) Prodromes (rares) : Troubles de la vision (tunnel) et de l’audition Tremblements musculaires Nausées, vertiges Picotements autour de la bouche La crise : Phase tonique (30 sec) Phase clonique (2 à 3 min) Phase résolutive (10 min)

La crise hyperoxique (2) Conduite à tenir : Soustraire au toxique Prévenir la noyade Prévenir une surpression pulmonaire Prévenir un risque traumatique Prévenir une récidive de la crise Se tester (sous contrôle)…

L’Hyperoxie : toxicité pulmonaire Irritation chronique des alvéoles Expositions longues Toux d’intensité croissante avec la durée d’exposition Œdème pulmonaire Broncho-pneumonie réversible Diminution réversible de la capacité vitale

L’hyperoxie : contrôle (1) CNS Clock : toxicité neurologique %SNC/min x durée max = 100%  risque de crise hyperoxique Le %SNC est divisé par 2 toutes les 90 min à l’air PpO2 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,7 1,8 %SNC/min 0,14 0,22 0,33 0,47 0,65 2,22 10,0 50,0 0h30 1h00 1h30 2h00 2h30 3h00 3h30 4h00 4h30 5h00 6h00 7h00 8h00 9h00 10h 11h 0,794 0,630 0,500 0,397 0,315 0,250 0,199 0,158 0,125 0,100 0,040 0,025 0,016 0,010 0,007

L’hyperoxie : contrôle (2) OTU (Oxygen Toxicity Unit) = UPTD (Unit Pulmonary Toxic Doses ) = 1 min d’O2 à 1b  toxicité pulmonaire Méthode REPEX : dose limite quotidienne / cumulée PpO2 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 OTU/min 0,27 0,65 1,00 1,32 1,63 1,92 Nombre de jours d’exposition Dose limite par jour Dose limite cumulée 1 850 8 350 2800 2 700 1400 9 330 2970 3 620 1860 10 310 3100 4 525 2100 11 300 3300 5 460 2300 12 3600 6 420 2520 13 3900 7 380 2660 14 4200

L’Hyperoxie (d’après Le Péchon)

L’Hypoxie Clinique : Syncope hypoxique brutale (noyade) C.A.T. : Retour à une atmosphère normoxique Prévention : Mélange adapté et contrôlé Profondeur d’utilisation (trimix hypoxique) Surveillance PPO2 (CCR)

L’Hypercapnie Clinique : dyspnée, céphalées, sueurs, vertiges, acouphènes, syncopes (noyades) C.A.T. : Arrêt de l’effort et remontée adaptée Oxygénothérapie normobare en surface NB : L’hypercapnie abaisse le seuil de toxicité de l’O2 Efforts ventilatoires diminués avec l’He

Le froid Profondeur : thermocline, écrasement du vêtement, densité du gaz respiré Conductivité thermique de l’He 6 x plus élevée que celle de l’air  conduction dans les poumons et dans le vêtement sec Utilisation d’air ou d’Ar dans le vêtement sec si possible

La contre-diffusion isobare (dans le temps) L’He diffuse + vite que l’N2 Passage gaz déco (N2)  gaz fond (He) Rapport P° gaz neutre / P° ambiante

La contre-diffusion isobare (dans le temps) Ne pas resaturer de l’He sur de l’N2 !!!

La contre-diffusion isobare (dans l’espace) Constitution d’un réservoir d’He au fond (vêtement sec, oreille moyenne) Au passage sur gaz déco : l’He diffuse dans les tissus voisins (derme, vestibule) qui, dans le même temps, se chargent en N2 Risque d’atteinte vestibulaire ou cutanée en cas de forte saturation (plongée professionnelle longue ou plongée très profonde) V-Planner préconise ΔPPN2 < 0,5b

Le stress Phase 1 Phase 2 Phase 3 le plongeur cherche à résoudre son problème il subit une perturbation mentale il n’est plus disponible pour les autres le plongeur perd ses moyens il perd de fait son autonomie et sa sécurité ses réactions ne sont pas adaptées à la situation le point de non retour est atteint la panique s’installe le plongeur suit son instinct de survie le milieu devient un piège … problème durée

Facteurs favorisant le stress Environnement : Pression du temps Profondeur Visibilité Courant Froid Matériel : Encombrant Inadapté Défectueux Humain : Efforts Manque de technique Les autres !!!

Accidents technologiques Erreur de gestion de gaz : ADD Mauvais contrôle de la composition des mélanges : Acc. toxique avec syncope Surpression pulmonaire Noyade Défaut de protection thermique : hypothermie, ADD

SNHP À partir de 150 à 180m à l’héliox Vitesse de descente

Cas réels 2000 – 2005, côte varoise 17 hommes 22 à 52 ans Niveau III à MF1 5 nationalités 6 antécédents d’accident de plongée, dont 4 OAM (ostéo-arthro-musculaires)

Les conditions Lieu Prof. Durée Déco %O2 %He CCR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Dornier 24 Porque. Bananier Tombant Maeva Togo 98 m 93 m 103 m 80 m 75 m 85 m 95 m 96 m 9 mn 15 mn 18 mn 12 mn 13 mn 20 mn 17 mn 10 mn 72 mn 75 mn 80 mn 61 mn 73 mn 94 mn 90 mn 66 mn 65 mn 69 mn 70 mn 147 mn 79 mn 19 50 54 48 55 60 57 70 Non Oui

Les accidents Délais (min) Accident 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 30 150 120 125 Palier 9 m Palier 6 m Palier 24 m 35 Vestibulaire OAM Toxicité O2 Médullaire Vest / cérébral

Prise en charge O2 (éventuellement déco) Hydratation Aspirine

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Pourquoi ? Profondeur   Risque  Planification ADD, essoufflement, panne d’air, froid, stress, hyper / hypoxie

Choix du mélange PPN2 = 3,5 b (END = 34m) PPO2 = 1,5 b Nx 30% PPHe = Pabs – 5,0 Ex : 60m, 70m 60m : Tx 21/29 70m : Tx 19/38 Nx 30%

« Plan the dive, dive the plan » Planification « Plan the dive, dive the plan » Profondeur  choix des gaz (O2, He, N2) Durée  choix du volume des blocs (1/3 de sécu) Décompression  configuration, nb de mélanges Plan de secours (dépassement temps / profondeur, perte déco) Run-time : « je quitte à » Analyse de risques : « what if ?... »

Les outils Logiciels : Tables : V-Planner HL Planner MV-plan GAP … Tx 19/40, Nx 70 Tx 20/25, Nx 70

Évaluation de la consommation Configuration réelle Profondeur moyenne ordi et ΔP pendant la plongée Profondeur constante (25m) : ΔP sur 10 min en promenade ΔP sur 5 min en effort Gaz consommé (L x 1b) = Pabs (b) x conso (L/min) x durée (min) = ΔP (b) x vol bloc (L)

Évaluation des risques Milieu : Courant, froid, visibilité / égarement, obstacles Matériel : Flottabilité (), perte de gaz, erreur de gaz, panne d’ordi Plongée : Narcose, essoufflement, stress (P° du temps), consommation

Exemples Problème Solution Perte de gaz pendant le trajet bateau Aggravation des conditions météo Courant de surface à la mise à l’eau Difficultés pour s’équiper Erreur de site : fond + important La gueuse n’est pas sur l’épave La gueuse dérape Début d’essoufflement Emmêlement dans un filet Perte de la ligne de remontée Panne d’ordinateur  Paramètres de plongée Envisager l’annulation Parachute et récupération Pas de précipitation Remonter Dévidoir, limiter le temps de recherche Assurer la gueuse pour la retrouver Signaler, remonter sur la ligne Rester calme, attendre de l’aide Remontée au parachute Redondance, profondimètre, run-time

What if IANTD

Vérification d’avant plongée Équipement : ordi, flottabilité, … Stock de gaz Déroulement : descente, parcours, run-time Communication Sécu surface

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Les procédés Transfert à la lyre : He, O2, complément air ou Nx30 ou 32 ( END env. 35m pour 1,6b d’O2) He / O2 ou O2 / He Homogénéisation : 6h pour Nitrox, 12h pour Trimix Stick

Station trimix AdlM

Gonflage Trimix à la lyre Fond de bouteille : 50b de 20/40 Objectif : 200b de 25/25

Gonflage Trimix à la lyre 10 50 40 20 30 100 80 200 150 (bar) On a On veut Il faut ajouter Ajout He Ajout air Ajout O2 O2 He N2 Total

Les logiciels HLP Blender V-Planner

Les analyseurs Cellules O2 : Cellules He : Tension proportionnelle à la pp  calibration ! Durée de vie : 2 à 4 ans Coût : 50 à 80 € Cellules He : Mesure électrique de la conductivité thermique Durée de vie : 10 ans Coût : 160 € Analyseurs physico-chimiques : Cellule chimique pour l’O2 Mesure de la vitesse du son pour l’He

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Texte de référence Code du Sport – Partie réglementaire Livre III : Pratique sportive Titre II : Obligations liées aux activités sportives Chapitre II : Garanties d’hygiène et de sécurité Section 3 : Etablissements qui organisent la pratique ou dispensent l'enseignement de la plongée subaquatique Sous-section 2 : Etablissements qui organisent la pratique ou dispensent l'enseignement de la plongée autonome aux mélanges autres que l’air

Mélanges PPO2 comprise entre 0,16b et 1,6b Restriction FFESSM pour Trimix élémentaire : FO2 > 18% et FHe > 10% FO2 > 40% : bouteille et robinetterie compatible O2 pur Registre de gonflage : P°, FO2, nom, date Marquage : FO2, date, nom, MOD Identification des embouts de détendeurs Déco à l’aide de tables spécifiques ou ordinateur adapté

Directeur de Plongée Qualification afférente aux mélanges utilisés Enseignement jusqu’à 40m : E3 Explo jusqu’à 70m : E3 Au-delà : E4

Pratique en enseignement (annexe III-20a) Espaces d'évolution Niveau de pratique Compétence mini du GP Effectif maxi (hors GP) 0 - 40m P3 - Nitrox confirmé E3 - Trimix 4 40 - 60m E4 - Trimix 60 - 80m P3 - Trimix élémentaire

Pratique en exploration (annexe III-20b) Espaces d'évolution Niveau de pratique Compétence mini du GP Effectif maxi (hors GP) 0 - 70m P3 - Trimix élémentaire Autonomie 3 70 - 120m P3 - Trimix

Équipement Matériel individuel et collectif : idem air Ligne de descente et de remontée, en l’absence d’autre ligne de repère Bouteilles de secours avec mélange adapté Ligne de déco Copie de la planification Sécurité surface

That’s all folks…