Partie I Evolution de la décompression, des premiers ... - Diving4XS
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Gestion <strong>de</strong> <strong>la</strong> Décompression : <strong>Partie</strong> I<br />
<strong>Evolution</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>décompression</strong>, <strong>de</strong>s <strong>premiers</strong> jours à<br />
maintenant...<br />
Introduction, un peu D'histoire...<br />
L’inci<strong>de</strong>nce <strong>de</strong> <strong>la</strong> pression quant à l’apparition <strong>de</strong> certaines lésions a été constatée<br />
assez tôt dans l’histoire.<br />
Au XVII e siècle, VON GUERICKE inventa une pompe à dépression qui modifiait<br />
<strong>la</strong> pression atmosphérique (pompe à vi<strong>de</strong>).<br />
Cette expérience fût reprise par Robert BOYLE en 1670 qui enferma dans le<br />
récipient une vipère et qui <strong>la</strong> décomprima à l’ai<strong>de</strong> <strong>de</strong> sa pompe: il observa alors<br />
«qu’elle se débattait furieusement; et présentait <strong>de</strong> remarquables bulles dans les<br />
liqui<strong>de</strong>s et diverses parties du corps, telle que l’humeur aqueuse <strong>de</strong> l’un <strong>de</strong> ses<br />
yeux…». Mais BOYLE fut loin <strong>de</strong> relier ces acci<strong>de</strong>nts aux gaz inertes contenus<br />
dans l’air, et surtout à l’azote.<br />
La première tentative sous-marine remarquable <strong>de</strong> l’époque fut conduite par<br />
Edmond HALLEY, astronome ang<strong>la</strong>is (qui donna son nom à une fameuse comète) inventa en<br />
1689 <strong>la</strong> première cloche. Les seules observations faites à partir <strong>de</strong> ses<br />
expériences furent sur certains facteurs qui influençaient <strong>la</strong> <strong>décompression</strong> :<br />
• <strong>la</strong> composition <strong>de</strong>s gaz inspirés (CO 2 et O 2 ) ;<br />
• <strong>la</strong> modification cardio-vascu<strong>la</strong>ire due à <strong>la</strong> température (eau froi<strong>de</strong>) et aux<br />
efforts inspiratoires générés par <strong>la</strong> pression hydrostatique ;<br />
• <strong>la</strong> stature <strong>de</strong>s plongeurs ;<br />
• <strong>la</strong> forme physique.<br />
C’est au dix-neuvième siècle que le problème se révèle crucial en termes<br />
économiques. L’essor <strong>de</strong> l’industrie, <strong>de</strong>s chantiers navals, <strong>de</strong>s constructions <strong>de</strong><br />
ponts, <strong>de</strong>s mines <strong>de</strong> charbon en terrain humi<strong>de</strong>, nécessitent que <strong>de</strong>s hommes<br />
travaillent sous <strong>de</strong>s pressions supérieures à <strong>la</strong> pression atmosphérique. Qu’ils<br />
soient immergés (les fameux «pieds-lourds» ) ou à sec (les ouvriers «tubistes»), les<br />
acci<strong>de</strong>nts sont fréquents.<br />
Ainsi les premières <strong>de</strong>scriptions d’acci<strong>de</strong>nts <strong>de</strong> <strong>décompression</strong> chez l’homme<br />
Patrick Crasson – Moniteur Fe<strong>de</strong>ral Page : 1 <strong>de</strong> 13 Date : 26/04/06
furent faites par TRIGER en 1841. Il observait <strong>de</strong>s mineurs <strong>de</strong> charbon qui<br />
travail<strong>la</strong>ient en atmosphère pressurisée afin d’éviter <strong>de</strong>s risques d’inondations –<br />
travail au sec à 20 m <strong>de</strong> fond pendant 7 heures.<br />
TRIGER remarque qu’en décomprimant les mineurs, ils présentent <strong>de</strong>s crampes et<br />
<strong>de</strong>s douleurs dans les muscles. Leurs symptômes furent traités vigoureusement<br />
par <strong>de</strong> l’alcool à l’intérieur <strong>de</strong> leur corps … et en friction à l’extérieur!<br />
Dès 1854 POL et WATELLE étudièrent <strong>de</strong> façon plus suivie les acci<strong>de</strong>nts <strong>de</strong><br />
<strong>décompression</strong> (ADD) et notèrent que le phénomène était associé à une baisse<br />
rapi<strong>de</strong> <strong>de</strong> pression après un séjour en surpression. Ils s’aperçurent aussi qu’un<br />
retour en pression supérieure après un ADD permettait <strong>de</strong> sou<strong>la</strong>ger certains<br />
symptômes. Ils ouvraient ainsi <strong>la</strong> voie <strong>de</strong>s futurs caissons thérapeutiques.<br />
Il faut attendre 1861 avec BUCQUOY pour voir apparaître <strong>la</strong> première hypothèse<br />
sur les bulles: «les gaz du sang…repassent à l’état libre sous l’influence <strong>de</strong> <strong>la</strong><br />
<strong>décompression</strong>…et occasionnent <strong>de</strong>s acci<strong>de</strong>nts comparables à ceux d’une injection<br />
d’air dans les veines» et il conseille <strong>de</strong>: «prendre toutes les précautions<br />
nécessaires pour obtenir une <strong>décompression</strong> lente…».<br />
Paul BERT (3), après avoir effectué <strong>de</strong> 1870 à 1890 <strong>de</strong> nombreuses<br />
expériences sur <strong>de</strong>s animaux qu’il autopsiait après leur décès, démontre dans sa<br />
publication en 1879 «<strong>la</strong> pression barométrique»1800 pages, que les bulles qui<br />
tuent sont composées essentiellement d’azote avec en plus 15 à 20 % <strong>de</strong> CO2.<br />
Il préconise alors: «<strong>la</strong> <strong>décompression</strong> brusque occasionne <strong>de</strong>s acci<strong>de</strong>nts multiples<br />
plus ou moins graves, qui s’expliquent tous aisément par le dégagement, tant<br />
dans les liqui<strong>de</strong>s sanguins qu’au sein <strong>de</strong>s tissus, <strong>de</strong> l’azote qui s’y était dissous en<br />
excès, à <strong>la</strong> faveur <strong>de</strong> <strong>la</strong> pression».<br />
Il préconise donc pour les ouvriers tubistes <strong>de</strong>s temps <strong>de</strong> <strong>décompression</strong> en<br />
fonction <strong>de</strong> <strong>la</strong> pression <strong>de</strong> travail.Il conseille: «<strong>de</strong> ne les <strong>la</strong>isser <strong>de</strong>scendre qu’une<br />
fois par jour dans les tubes»; quant aux scaphandriers, il conseille <strong>de</strong>: «les<br />
décomprimer très lentement et <strong>de</strong> les maintenir un «bon» quart d’heure à moitié<br />
chemin» et lorsqu’ils reviennent d’une plongée à 4 ata <strong>de</strong>: «leur faire respirer <strong>de</strong><br />
l’oxygène…aussitôt après leur retour à l’air libre» et conclut ainsi: «on ne paie<br />
qu’en sortant!»…<br />
Les travaux <strong>de</strong> Paul BERT orienteront d’ailleurs d’autres thèmes <strong>de</strong> <strong>la</strong> recherche<br />
concernant <strong>la</strong> réponse physiologique aux hautes pressions. C’est ainsi que par<br />
exemple une manifestation neurologique dans l’exposition à <strong>de</strong>s pressions élevées<br />
d’oxygène, dite crise hyperoxique, est couramment nommée aujourd’hui «effet<br />
Paul BERT».<br />
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Malgré à l’époque les prémices d’une vitesse <strong>de</strong> remontée à respecter et une<br />
vague notion <strong>de</strong> durée <strong>de</strong> remontée, <strong>la</strong> survenue ata continue.<br />
Au début du siècle, aux USA, le nombre important <strong>de</strong> plongée avait permis à<br />
KEAYS <strong>de</strong> réunir une banque <strong>de</strong> données qu’il a utilisées afin d’établir les<br />
<strong>premiers</strong> résultats sur les acci<strong>de</strong>nts <strong>de</strong> <strong>décompression</strong>. Les «Bends»<br />
représentaient 89 % <strong>de</strong>s acci<strong>de</strong>nts répertoriés, le reste étant attribué aux<br />
acci<strong>de</strong>nts du système nerveux (central et médul<strong>la</strong>ire).<br />
NB: les Bends: (to bend: se courber) vient du nom en ang<strong>la</strong>is donné aux travailleurs qui en 1871<br />
construisirent le pont St Louis qui traverse le Mississipi, ou pour d’autre le pont <strong>de</strong> San Francisco.<br />
Ceux-ci sortaient <strong>de</strong>s tubes sous pression en position «courbée» due aux douleurs articu<strong>la</strong>ires<br />
qu’ils ressentaient.<br />
Il semb<strong>la</strong>it donc que l’apparition <strong>de</strong> ces Bends était le véritable problème et que, si on trouvait un<br />
moyen <strong>de</strong> les prévenir par <strong>de</strong>s procédures <strong>de</strong> remontée sécurisantes, <strong>la</strong> majorité <strong>de</strong>s ADD serait<br />
supprimée.<br />
En 1907, <strong>la</strong> Royal Navy <strong>de</strong>manda donc à l’un <strong>de</strong> ses physiologistes <strong>de</strong> renom,<br />
J.S. HALDANE, <strong>de</strong> lui établir ces procédures, après <strong>de</strong>s plongées à l’air, jusqu’à<br />
une profon<strong>de</strong>ur <strong>de</strong> 204 pieds (7.2 ata = 62 mètres).<br />
Cette hypothèse <strong>de</strong> HALDANE est à <strong>la</strong> base <strong>de</strong> <strong>la</strong> plupart les tables actuelles, y<br />
compris dans leur principe, les algorythmes <strong>de</strong>s <strong>premiers</strong> ordinateurs <strong>de</strong> plongée.<br />
Depuis lors <strong>de</strong> multiples modèles voire algorythmes <strong>de</strong> <strong>de</strong>compression ont vu le<br />
jour et se sont affinés au travers <strong>de</strong> <strong>la</strong> recherche, <strong>de</strong>s nouvelles technologies, <strong>de</strong><br />
l'application statistique/probabiliste, etc...<br />
Gran<strong>de</strong>s Théories...<br />
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Haldane (Perfusion) et Neo-Haldaniens<br />
La presque totalité <strong>de</strong>s modèles <strong>de</strong> <strong>décompression</strong> repose sur le concept <strong>de</strong><br />
HALDANE; il s’agit d’une représentation <strong>de</strong> <strong>la</strong> charge et décharge en gaz inerte<br />
dans <strong>la</strong>quelle le facteur principal est le taux <strong>de</strong> perfusion <strong>de</strong>s tissus, et où<br />
l’organisme est approximé par un spectre <strong>de</strong> compartiments, chacun étant<br />
caractérisé par sa pério<strong>de</strong> et par <strong>de</strong>s critères <strong>de</strong> remontée.<br />
A <strong>la</strong> base: l’hypothèse <strong>de</strong> HALDANE, qui conduit à une solution dite exponentielle<br />
car <strong>la</strong> courbe représentative <strong>de</strong> <strong>la</strong> tension <strong>de</strong> gaz inerte en fonction du temps est,<br />
en termes mathématique ou physique, une courbe exponentielle.<br />
En pratique :<br />
T avec lequel P(T) atteint <strong>la</strong> <strong>de</strong>mi-saturation, c’est à dire quand P(T) = P0 + (Pf –<br />
P0)/2, T est appelé <strong>la</strong> pério<strong>de</strong>, comme toujours dans une progression<br />
géométrique (ou <strong>de</strong>mi-pério<strong>de</strong> chez nos amis anglo-saxons).<br />
Une re<strong>la</strong>tion simple existant entre <strong>la</strong> pério<strong>de</strong> et <strong>la</strong> constante k: k.T = ln2, <strong>la</strong><br />
pério<strong>de</strong> T <strong>de</strong>venait donc, à l’instar du taux <strong>de</strong> perfusion exprimé dans k,<br />
caractéristique du compartiment considéré. Aussi le spectre <strong>de</strong> compartiments<br />
choisi par HALDANE fut-il associé à une liste <strong>de</strong> pério<strong>de</strong>s. En définitive on avait<br />
un modèle par perfusion limitante, reposant sur l’équation <strong>de</strong> HALDANE, avec une<br />
liste <strong>de</strong> compartiments caractérisés par leur pério<strong>de</strong> T et leur coefficient <strong>de</strong><br />
sursaturation critique Sc. Ce modèle fort souple (on peut modifier le nombre <strong>de</strong><br />
compartiments, les paramètres T et Sc) a perduré jusqu’à aujourd’hui et est<br />
communément désigné par modèle exponentiel, ou encore modèle haldanien.<br />
A partir du modèle, et pour toute exposition (temps/pression), HALDANE<br />
disposait alors d’abaques, c’est à dire d’une liste <strong>de</strong> courbes exponentielles. A <strong>la</strong><br />
fin <strong>de</strong> l’exposition et pendant que <strong>la</strong> pression absolue chute, il se peut que l’une<br />
<strong>de</strong>s courbes induise l’atteinte du seuil Sc associé, auquel cas le compartiment<br />
“fautif” <strong>de</strong>vient compartiment directeur provisoire et impose une arrêt <strong>de</strong> <strong>la</strong> chute<br />
<strong>de</strong> pression ambiante, autrement dit impose un palier. Pour <strong>de</strong>s raisons <strong>de</strong><br />
commodité les paliers furent échelonnés <strong>de</strong> 10 pieds en 10 pieds, ce qui justifie<br />
que dans les tables mo<strong>de</strong>rnes les paliers aillent en général <strong>de</strong> 3 mètres en 3<br />
mètres.<br />
Une table <strong>de</strong> plongée n’est rien d’autre que le résultat <strong>de</strong>s divers calculs<br />
d’abaques et compartiments directeurs, à partir d’expositions (temps/pression)<br />
bien listées. ...<br />
Le modèle <strong>de</strong> HALDANE présente beaucoup <strong>de</strong> raccourcis pour ne pas dire <strong>de</strong><br />
simplifications majeures.<br />
Pourtant ce modèle a connu un succès jamais démenti, et d’ailleurs les tables<br />
Patrick Crasson – Moniteur Fe<strong>de</strong>ral Page : 4 <strong>de</strong> 13 Date : 26/04/06
avec lesquelles nous plongeons, <strong>de</strong> même que les algorithmes <strong>de</strong> <strong>la</strong> plupart <strong>de</strong>s<br />
“ordinateurs <strong>de</strong> plongée”, reposent sur <strong>de</strong>s modèles haldaniens.<br />
Le modèle <strong>de</strong> Haldane fut, on l’a dit, remanié maintes et maintes fois par<br />
modification du nombre <strong>de</strong> compartiments, <strong>de</strong>s pério<strong>de</strong>s et <strong>de</strong>s paramètres <strong>de</strong><br />
remontée. Avec l’US Navy et <strong>la</strong> Marine Nationale Française notamment, divers<br />
auteurs apportèrent leur contribution à l’édifice pourpar exemple aboutir aux<br />
tables dites MN90 utilisées dans <strong>la</strong> Marine et par <strong>la</strong> FFESSM (Fédération<br />
Française d’Etu<strong>de</strong>s et Sports Sous-Marins) dans le cadre <strong>de</strong> <strong>la</strong> formation <strong>de</strong>s<br />
plongeurs et <strong>de</strong>s divers brevets <strong>de</strong> plongeurs. Une adaptation se fit également en<br />
1993/1994 pour les tables Lifras.<br />
Or une adaptation fructueuse se dégagea pour être définitivement structurée par<br />
WORKMAN (21) en 1965 aux Etats Unis: <strong>la</strong> variabilité <strong>de</strong>s seuils <strong>de</strong><br />
sursaturation critique en fonction <strong>de</strong> <strong>la</strong> profon<strong>de</strong>ur !<br />
Plutôt que d’associer à chaque compartiment un seul coefficient «Sc» comme<br />
dans le modèle haldanien d’origine, WORKMAN attribua à chaque p<strong>la</strong>ge <strong>de</strong><br />
profon<strong>de</strong>ur (<strong>de</strong> 10 pieds en 10 pieds) son propre seuil, appelé M-value.<br />
Une M-value, ou valeur maximum, est pour une profon<strong>de</strong>ur donnée et un<br />
compartiment donné, <strong>la</strong> tension maximum admissible d’azote à cette profon<strong>de</strong>ur:<br />
M = M0 + a.D où: D est <strong>la</strong> profon<strong>de</strong>ur. M0 est <strong>la</strong> tension maximum admissible<br />
quand D = 0, a est un coefficient déterminé expérimentalement.<br />
Le «M » <strong>de</strong> M_value signifie Maximum. Pour une pression ambiante donnée, une<br />
M_value est définie comme étant <strong>la</strong> tension maximale qu’un compartiment (tissu)<br />
hypothétique peut supporter sans présenter <strong>de</strong> symptôme <strong>de</strong> <strong>la</strong> ma<strong>la</strong>die <strong>de</strong> <strong>la</strong><br />
<strong>décompression</strong>. Les M_values représentent <strong>la</strong> limite <strong>de</strong> l’écart toléré entre <strong>la</strong><br />
tension du gaz inerte et <strong>la</strong> pression ambiante, et ce, pour chaque compartiment.<br />
En d’autres termes, les M_values sont « <strong>de</strong>s limites <strong>de</strong> surpression tolérée », «<br />
tension critique », « limite <strong>de</strong> sur-saturation ».<br />
Le terme M_value est communément utilisé par les concepteurs <strong>de</strong> logiciel <strong>de</strong><br />
<strong>décompression</strong>.<br />
Bühlmann publia <strong>de</strong>ux jeux <strong>de</strong> M_values qui sont <strong>de</strong>venus très popu<strong>la</strong>ires chez les<br />
plongeurs ; le jeu ZH-L12 publié dans l’ouvrage <strong>de</strong> 1983, et le(s) jeu(x) ZH-L16<br />
publié dans celui <strong>de</strong> 1990 et suivants.<br />
A <strong>la</strong> suite <strong>de</strong>s travaux <strong>de</strong> WORKMAN les tables <strong>de</strong> l’US Navy puis <strong>la</strong> majeure<br />
partie <strong>de</strong>s tables et modèles ultérieurs utilisèrent le système <strong>de</strong>s M-values.<br />
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<strong>Evolution</strong> du modèle haldanien.<br />
5 compartiments dans le premier modèle 1907, 3 compartiments dans le modèle US Navy 1937, 4 + 3<br />
compartiments Table GERS 65, 12 compartiments Table MN90, 6, 8, 12, 16 compartiments selon les tables<br />
Les seuils « Sc » ont été rendus plus sévères au fil <strong>de</strong>s années<br />
Buelhmann (Perfusion)<br />
En Suisse cette fois, un chercheur particulièrement fécond et bien connu <strong>de</strong>s<br />
plongeurs <strong>de</strong> nos régionss, le Professeur BÜLHMANN (3), choisit <strong>de</strong>s seuils<br />
variables comme critère <strong>de</strong> remontée à partir d’un modèle haldanien. Chaque<br />
compartiment étant muni <strong>de</strong> 2 coefficients a et b (les “coefficients <strong>de</strong> BÜLHMANN”) (il<br />
existe un coeficient C, pour les ordinateurs...) déterminés expérimentalement, le seuil est<br />
défini par <strong>la</strong> pression absolue minimum admissible à <strong>la</strong> remontée: Pabs<br />
admissible = ( PN2 - a ).b où PN2 est <strong>la</strong> tension d’azote dans le compartiment<br />
considéré.<br />
Mais l’apport essentiel <strong>de</strong> BÜLHMANN concerne <strong>la</strong> plongée en altitu<strong>de</strong>. En effet<br />
BÜLHMANN prit l’air alvéo<strong>la</strong>ire comme référence <strong>de</strong> gaz respiré; or en altitu<strong>de</strong> le<br />
pourcentage d’azote dans l’air alvéo<strong>la</strong>ire s’éloigne nettement du pourcentage<br />
usuel reconnu dans l’air (79% environ):<br />
• d’une part <strong>la</strong> pression <strong>de</strong> vapeur d’eau reste à peu près fixe malgré <strong>la</strong><br />
modification d’altitu<strong>de</strong>,<br />
d’autre part <strong>la</strong> pression partielle <strong>de</strong> gaz carbonique n’évolue que très peu (et si elle<br />
varie en altitu<strong>de</strong> c’est à cause <strong>de</strong> l’hyperventi<strong>la</strong>tion générée par l’hypoxie).<br />
Par complémentarité (<strong>la</strong> somme <strong>de</strong>s pressions partielles étant égale à <strong>la</strong> pression absolue ambiante<br />
Patrick Crasson – Moniteur Fe<strong>de</strong>ral Page : 6 <strong>de</strong> 13 Date : 26/04/06
locale) <strong>la</strong> pression partielle d’azote n’est pas celle que fournit <strong>la</strong> loi <strong>de</strong> DALTON<br />
appliquée à l’air respiré. A partir <strong>de</strong> ses travaux, BÜLHMANN produisit <strong>de</strong>s jeux<br />
<strong>de</strong> tables mer/altitu<strong>de</strong> utilisés en Suisse, en Allemagne, et <strong>la</strong>rgement dans les<br />
algorithmes <strong>de</strong> certains ordinateurs <strong>de</strong> plongée du marché actuel. Notons<br />
toutefois que certains auteurs tels LE PECHON signalent qu’en haute altitu<strong>de</strong><br />
l’hypoxie <strong>de</strong> fait est un facteur favorisant et aggravant <strong>de</strong> l’acci<strong>de</strong>nt <strong>de</strong><br />
<strong>décompression</strong>, ce qui <strong>de</strong>vrait conduire à sévériser nettement les tables <strong>de</strong><br />
plongée en altitu<strong>de</strong>, option que ne retint pas BÜLHMANN.<br />
Hempleman (Diffusion)<br />
Une <strong>de</strong>s difficultés conceptuelles du modèle haldanien était d’approximer une<br />
situation d’hétérogénéité <strong>de</strong>s tissus par une liste <strong>de</strong> compartiments chacun<br />
homogène vis à vis <strong>de</strong> <strong>la</strong> charge et <strong>de</strong> <strong>la</strong> décharge en azote. Par ailleurs le modèle<br />
par perfusion limitante expliquait mal <strong>la</strong> réponse <strong>de</strong> certaines régions<br />
anatomiques à l’azote dissous: tendons, carti<strong>la</strong>ges,...<br />
Aussi HEMPLEMAN à partir <strong>de</strong> 1958 construisit-il en Angleterre avec le RNPL (Royal<br />
Navy Physiological Laboratory) un modèle basé sur les lois <strong>de</strong> <strong>la</strong> diffusion (équations <strong>de</strong><br />
FICKS) qui l’amena à l’expression d’une solution fort simple en ce qui concerne <strong>la</strong><br />
“courbe <strong>de</strong> plongée sans paliers” c’est à dire <strong>la</strong> durée maximum permise à une<br />
profon<strong>de</strong>ur donnée sans faire <strong>de</strong> paliers.<br />
Ce modèle, remanié <strong>de</strong>puis, s’inscrit dans toute une école qui produit <strong>de</strong>s courbes<br />
<strong>de</strong> sécurité <strong>de</strong> type hyperbolique: (profon<strong>de</strong>ur)a . (temps)b = constante.<br />
Sous l’hypothèse retenue par HEMPLEMAN le facteur essentiel <strong>de</strong> <strong>la</strong> charge<br />
/décharge en azote est <strong>la</strong> diffusion limitante plutôt que <strong>la</strong> perfusion limitante:<br />
recevant par le sang <strong>de</strong> l’azote dissous, le tissu n’en prélève qu’une partie car il y<br />
a limitation due à <strong>la</strong> lente diffusion <strong>de</strong> l’azote dans ce tissu.<br />
Ce modèle s’harmonisait bien avec <strong>la</strong> compréhension <strong>de</strong> <strong>la</strong> charge et décharge<br />
dans les tissus carti<strong>la</strong>gineux, mais certaines hypothèses simplificatrices dans<br />
l’application <strong>de</strong>s lois <strong>de</strong> <strong>la</strong> diffusion soulevaient au moins autant <strong>de</strong> questions que<br />
le modèle haldanien.<br />
Spencer (Perfusion/Diffusion)<br />
Dans les années 1970, le Dr M. SPENCER (19) aux Etats Unis, observa <strong>la</strong><br />
présence <strong>de</strong> bulles détectées par l’intermédiaire d’un doppler dans le sang <strong>de</strong>s<br />
plongeurs après qu’ils avaient effectué <strong>de</strong>s plongées n’ayant produit aucun<br />
symptôme <strong>de</strong> <strong>décompression</strong>. Plus précisément cette détection par ultrason<br />
mettait l’accent sur <strong>de</strong>s embolies <strong>de</strong> gaz veineuses (appelées «venous gas emboli» ou VGE)<br />
Patrick Crasson – Moniteur Fe<strong>de</strong>ral Page : 7 <strong>de</strong> 13 Date : 26/04/06
et que celle-ci étaient en complète corré<strong>la</strong>tion avec l’apparition <strong>de</strong>s bends. Aucun<br />
bends ne se développait sans une détection antérieure <strong>de</strong> VGE.<br />
Le concept actuel <strong>de</strong>s tables US Navy qui vou<strong>la</strong>it qu’il n’y ait aucun problème lors<br />
<strong>de</strong> <strong>la</strong> remontée pour un temps illimité passé à 9 mètres était loin d’être confirmé.<br />
Diverses expériences <strong>de</strong> plongées exécutées en mer démontrèrent une<br />
augmentation d’apparition <strong>de</strong> VGE et <strong>de</strong> bends sensibles par rapport à celles<br />
exécutées en atmosphères sèche (caisson). Ce qui revient à penser qu’une table<br />
développée à partir d’un caisson est moins sécurisante qu’une table établie à<br />
l’ai<strong>de</strong> d’expérimentation in situ.<br />
En utilisant le modèle <strong>de</strong> <strong>décompression</strong> <strong>de</strong> HALDANE, on exposa à diverses<br />
pressions <strong>de</strong>s plongeurs humains et on observa à l’ai<strong>de</strong> du doppler l’apparition et<br />
le pourcentage <strong>de</strong>s VGE développés.<br />
En comparant ces données (donnant <strong>de</strong>s bends et <strong>de</strong>s VGE) avec d’autres tables (US Navy,<br />
British Navy, HEMPLEMAN…), on s’aperçut que <strong>la</strong> re<strong>la</strong>tion: P . t 1/2 = Cs notée par<br />
HEMPLEMAN semb<strong>la</strong>it correspondre à <strong>la</strong> banque <strong>de</strong> données SPENCER. Les<br />
courbes se ressemb<strong>la</strong>ient d'ailleurs approximativement.<br />
On considéra que 20 % d’apparition <strong>de</strong> bulles et moins <strong>de</strong> 5 % <strong>de</strong> douleurs<br />
articu<strong>la</strong>ires faibles représentaient un compromis raisonnable.<br />
En extrapo<strong>la</strong>nt ces données expérimentales <strong>de</strong> 20 % <strong>de</strong> VGE, on déduisit une<br />
courbe limite <strong>de</strong> <strong>décompression</strong> entre 6 et 60 mètres définie par l’équation:<br />
P = 490 . t -0.51 ou bien t = (465 / P) 2<br />
Nb: HEMPLEMAN, t max = (500 / P) 2, SPENCER, t max = (465 / P) 2 où t: durée maximale en min au fond<br />
(sans faire <strong>de</strong> palier) P: profon<strong>de</strong>ur en pied. (FSW)<br />
Les résultats sont très voisins, même si SPENCER est légèrement plus sévère.<br />
Certains ordinateurs <strong>de</strong> plongée actuellement sur le marché, intègrent les tables<br />
<strong>de</strong> SPENCER (par exemple les Suunto et variante Wienke pour Mares) dans leur algorithme.<br />
RGBM/Volume Critique<br />
La théorie du volume critique <strong>de</strong>s bulles fut énoncée vers 1977 par HEMPLEMAN<br />
et HENNESSY. Un modèle, dit RGBM (reduced gradient bubble mo<strong>de</strong>l), développé par<br />
B.R.WIENKE plus récemment, tente d'appliquer les caractéristiques <strong>de</strong><br />
croissance <strong>de</strong>s bulles aux problèmes <strong>de</strong> plongées répétitives.<br />
Enfin HENNESSY a proposé récemment (1989) une structuration du modèle.<br />
Ce <strong>de</strong>rnier avatar est connu du public sous l'appe<strong>la</strong>tion <strong>de</strong> "théorie <strong>de</strong>s bulles<br />
artérielles".<br />
Il ressort <strong>de</strong> cette théorie que:<br />
Patrick Crasson – Moniteur Fe<strong>de</strong>ral Page : 8 <strong>de</strong> 13 Date : 26/04/06
• les noyaux gazeux sont produits en permanence dans l’organisme par<br />
cavitation (niveau cardiaque) et par frottements (tribonucléation).<br />
• sans exposition hyperbare ces noyaux <strong>de</strong>meurent <strong>de</strong>s noyaux, mais s’ils<br />
apparaissent dans un contexte où <strong>la</strong> tension <strong>de</strong> gaz inerte environnante est<br />
plus élevée que <strong>la</strong> pression ambiante, les noyaux se transforment en bulles<br />
en se nourrissant <strong>de</strong> l’azote dissous voisin, du gaz carbonique tissu<strong>la</strong>ire et<br />
<strong>de</strong> <strong>la</strong> vapeur d’eau due à <strong>la</strong> cavitation.<br />
• Si les bulles sont générées dans les tissus articu<strong>la</strong>ires (tendons...) <strong>de</strong>s<br />
douleurs locales apparaissent: c’est l’acci<strong>de</strong>nt <strong>de</strong> type I.<br />
• Si les bulles sont générées dans les capil<strong>la</strong>ires, elles vont être transportées<br />
jusqu’au filtre pulmonaire. Et là l’accumu<strong>la</strong>tion <strong>de</strong>s bulles entraîne une<br />
baisse <strong>de</strong> <strong>la</strong> performance du filtre pouvant aller jusqu’à <strong>de</strong>s “shunts”<br />
pulmonaires.<br />
• Or si une bulle est réinjectée dans <strong>la</strong> circu<strong>la</strong>tion artérielle, elle peut migrer<br />
en aval vers le système nerveux, lequel est déjà chargé en azote dissous à<br />
cause <strong>de</strong> sa richesse en lipi<strong>de</strong>s. Dans un tel site <strong>la</strong> bulle n’aura plus qu’à se<br />
nourrir d’azote, grossir, provoquer l’ischémie du tissu et enfin l’acci<strong>de</strong>nt<br />
neurologique: le type II.<br />
Il faut ajouter les shunts cardiaques comme facteurs favorisants, avec le foramen<br />
ovale pour lequel il y aurait perméabilité. En effet <strong>de</strong>s travaux (1992) <strong>de</strong> CROSS,<br />
EVANS, THOMSON, LEE et SHIELDS font état que 30% environ <strong>de</strong> <strong>la</strong><br />
popu<strong>la</strong>tion présente un foramen ovale plus ou moins perméable.<br />
Il est à noter que le modèle RGBM, développé aux débuts <strong>de</strong>s années 1990 par<br />
Bruce Wienke, tire également ses sources <strong>de</strong>s théories VPM. Cependant, ce<br />
modèle ayant été commercialisé, il est plus difficile d’obtenir <strong>de</strong>s détails<br />
permettant <strong>de</strong> comprendre les différences <strong>de</strong> ce modèle avec VPM.<br />
D’après <strong>de</strong>s messages récents publiés par B. Wienke, il semblerait que le modèle<br />
RGBM ait récemment évolué en se désolidarisant <strong>de</strong> plus en plus du modèle à<br />
bulle « gé<strong>la</strong>tine ». Cet algorithme a été partiellement introduit dans certains<br />
ordinateurs <strong>de</strong> <strong>décompression</strong> immergeables (Suunto, Mares) Le modèle RGBM a<br />
également été, par exemple, implémenté dans sa totalité dans l’ordinateur<br />
immergeable multigaz HsExplorer et dans le logiciel GAP.<br />
Le thème <strong>de</strong>s bulles circu<strong>la</strong>ntes est d'ailleurs encore aujourd'hui très à <strong>la</strong> mo<strong>de</strong>,<br />
par exemple avec les campagnes d'étu<strong>de</strong> menées par le DAN (Dive Alert<br />
network), mais il n'en <strong>de</strong>meure pas moins qu'il faut gar<strong>de</strong>r <strong>de</strong> <strong>la</strong> pru<strong>de</strong>nce car,<br />
contre toute attente, <strong>la</strong> corré<strong>la</strong>tion entre le taux <strong>de</strong> bulles circu<strong>la</strong>ntes et l'acci<strong>de</strong>nt<br />
Patrick Crasson – Moniteur Fe<strong>de</strong>ral Page : 9 <strong>de</strong> 13 Date : 26/04/06
<strong>de</strong> <strong>décompression</strong> n'est pas bien cernée.<br />
Deciem (Perfusion/Diffusion)<br />
Les progrès dans <strong>la</strong> précision <strong>de</strong> <strong>la</strong> détection <strong>de</strong>s bulles circu<strong>la</strong>ntes par effet<br />
DOPPLER ont ouvert <strong>de</strong> nouveaux champs d’investigation: d’une part il n’est plus<br />
utile d’aller avec le cobaye observé jusqu’à l’acci<strong>de</strong>nt, ensuite cette technique<br />
permet d’évaluer l’efficacité d’une table <strong>de</strong> plongée, enfin en abandonnant tout<br />
modèle déterministe on peut construire <strong>de</strong>s tables à partir <strong>de</strong> <strong>la</strong> seule observation<br />
<strong>de</strong> l’effet DOPPLER (exemple: les tables DCIEM au Canada).<br />
Au Canada pour les tables DCIEM, entre 1983 et 1986, tous les profils <strong>de</strong><br />
plongées testés furent contrôlées par un microprocesseur. Les plongées<br />
successives furent testées jusqu’à trois plongées mais par contre, <strong>la</strong> correction<br />
due à l’altitu<strong>de</strong> ne fut pas vérifiée.<br />
Ce modèle a l’originalité d’avoir lié l’effet <strong>de</strong> perfusion d’un tissu par un gaz inerte<br />
introduit par HALDANE, avec l’effet <strong>de</strong> <strong>la</strong> diffusion décrit par HEMPLEMAN.<br />
De plus à l’inverse <strong>de</strong> nombreux modèles, celui-ci a servi réellement à<br />
l’é<strong>la</strong>boration <strong>de</strong> tables utilisées encore aujourd’hui. On peut même dire<br />
qu’actuellement, c’est <strong>la</strong> table qui a été <strong>la</strong> plus testée parmi celles utilisées dans<br />
le mon<strong>de</strong>, et est encore plus conservatrice que les tables <strong>de</strong> l’US Navy, <strong>de</strong> <strong>la</strong><br />
Royal Navy et les tables BÜHLMANN<br />
VPM (Perfusion/Diffusion)<br />
On attribue VPM aux chercheurs <strong>de</strong> l’Université <strong>de</strong> Hawaï qui, dans les années 70<br />
et 80 ont jetés les bases actuelles du VPM ou « Tiny bubble mo<strong>de</strong>l » modèle <strong>de</strong> <strong>la</strong><br />
bulle minuscule. Par ses recherches sur <strong>la</strong> gé<strong>la</strong>tine et sur <strong>de</strong>s animaux, David E.<br />
Yount a <strong>la</strong>rgement contribué à ces travaux qui ont été repris et modélisés par<br />
Bruce Wienke en 1991 pour donner le modèle RGBM imp<strong>la</strong>nté dans certains<br />
algorithmes du marché.<br />
Le modèle prédit que tout être humain possè<strong>de</strong> un capital initial <strong>de</strong> micro-noyaux.<br />
La distribution <strong>de</strong> ces noyaux est exponentielle dans tous nos tissus, quel que soit<br />
lecompartiment considéré : beaucoup <strong>de</strong> petits noyaux et quelques gros.<br />
Au cours <strong>de</strong> son immersion, le plongeur va subir les effets <strong>de</strong>s variations <strong>de</strong><br />
pression et les micro-noyaux vont évoluer (grossir ou rétrécir) en fonction <strong>de</strong>s<br />
valeurs <strong>de</strong> tension <strong>de</strong>s gaz dissous et <strong>de</strong> <strong>la</strong> pression ambiante (effet Boyle/Mariotte +<br />
diffusion gazeuse). La cinétique d’une bulle fait également entrer <strong>de</strong>s notions <strong>de</strong><br />
tension <strong>de</strong> surface et <strong>de</strong> tension <strong>de</strong> réduction qui complexifient gran<strong>de</strong>ment<br />
l’évolution du noyau gazeux.<br />
Patrick Crasson – Moniteur Fe<strong>de</strong>ral Page : 10 <strong>de</strong> 13 Date : 26/04/06
Les expériences ont montrées que l’organisme était capable <strong>de</strong> supporter<br />
indéfiniment un certain nombre <strong>de</strong> bulles ou bien un nombre <strong>de</strong> bulles plus<br />
important mais pendant un temps limité. Nous aurons donc <strong>de</strong>ux manières <strong>de</strong><br />
calculer selon le paramètre choisi ; Il faut noter que pour <strong>de</strong>s plongées <strong>de</strong> durée<br />
moyenne à longue, les <strong>de</strong>ux façons <strong>de</strong> calculer mènent au même résultat.<br />
Le modèle VPM va chercher à calculer le nombre maxi <strong>de</strong> bulles « saines » que<br />
l’organisme peut tolérer indéfiniment. Mais on ne connaît pas le nombre <strong>de</strong><br />
noyaux présents, aussi, le modèle VPM va contourner le problème en établissant<br />
un lien entre le nombre <strong>de</strong> bulles (et donc le volume gazeux) et le diamètre<br />
minimum <strong>de</strong>s noyaux qui seront excités par une sursaturation donnée. En effet,<br />
pour provoquer <strong>la</strong> croissance d’un noyau, il faut lui appliquer une sursaturation<br />
minimale. En <strong>de</strong>ssous <strong>de</strong> cette valeur, le noyau ne sera pas excité. Connaissant <strong>la</strong><br />
distribution <strong>de</strong>s noyaux en fonction <strong>de</strong> leur taille, on en déduit « le nombre <strong>de</strong><br />
noyaux excités » et donc le volume gazeux dégagé.<br />
Les Ordinateurs<br />
Il faut bien comprendre que les modèles (Neo)Haldanien se caractérisent par :<br />
• un calcul <strong>de</strong> <strong>la</strong> charge/décharge <strong>de</strong> gaz par compartiment<br />
• un calcul <strong>de</strong> seuil tolérable lors <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>décompression</strong>, basé sur un ratio<br />
Tension/Pamb fixe ou sur une valeur variable selon <strong>la</strong> profon<strong>de</strong>ur :<br />
M_values<br />
Pour les concepteurs, il est donc facile <strong>de</strong> jouer sur ces paramètres pour adapter<br />
le modèle à ses convictions ou aux résultats d'expériences.<br />
Par exemple :<br />
1. On peut affiner en jouant sur le nombre <strong>de</strong> compartiments : A<strong>la</strong>din =<br />
ZHL8ADT = 8 compartiments ,MN90 = 12 compartiments, Bühlmann ZHL16<br />
= 16 compartiments, Logiciel Abyss = 32 compartiments, Tables Lifras 6<br />
(restreintes) à 9 compartiments (étendues).<br />
2. On peut modifier <strong>la</strong> pério<strong>de</strong> <strong>de</strong> chaque compartiment et pour chaque gaz<br />
(Workman, Spencer, Bühlmann, Hamilton, etc.)<br />
3. On peut présumer que <strong>la</strong> vitesse <strong>de</strong> décharge est plus lente que <strong>la</strong> vitesse<br />
<strong>de</strong> charge : Modèle asymétrique : Abyss, Spencer<br />
Patrick Crasson – Moniteur Fe<strong>de</strong>ral Page : 11 <strong>de</strong> 13 Date : 26/04/06
Etc..<br />
4. On peut modifier les ratios critiques (ou M_values) suite à <strong>de</strong>s étu<strong>de</strong>s<br />
doppler : modèle DCIEM (montre Citizen), modèle Spencer (ordinateurs<br />
Suunto)<br />
5. On peut proposer <strong>de</strong>s paliers profonds : Pyle stop, paliers arbitraires entre<br />
Pamb et 1er palier Haldanien : ordinateur VR3 <strong>de</strong> DeltaP ou Vytec DS.<br />
6. On peut <strong>la</strong>isser l'utilisateur paramétrer les coefficients servant aux calculs<br />
<strong>de</strong>s M_values (GF <strong>de</strong> <strong>de</strong>cop<strong>la</strong>nner ou <strong>décompression</strong> intégrée dans les<br />
ordinateurs <strong>de</strong>s nouveaux recycleur Inspiration et <strong>Evolution</strong> d’AP Diving)<br />
7. On peut proposer <strong>de</strong>s Zones <strong>de</strong> paliers au lieu <strong>de</strong> paliers Fixes (Mo<strong>de</strong>les<br />
RGBM )<br />
8. ...<br />
Nous verrons lors <strong>de</strong> <strong>la</strong> formation à <strong>la</strong> gestion <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>décompression</strong> à l'ordinateur<br />
(<strong>Partie</strong> II <strong>de</strong> <strong>la</strong> formation) , que si même certains ordinateurs sont plus plus en ligne<br />
avec les standarts / principes Lifras, qu'il n'empêche qu'une bonne connaissance<br />
<strong>de</strong> son ordinateur quel que soit-il permettra <strong>de</strong> toutes façons une meilleure<br />
gestion <strong>de</strong> sa <strong>décompression</strong>.<br />
Vous trouverez dans le document «Ordis et Lifras» un comparatif <strong>de</strong>s ordinateurs<br />
les plus popu<strong>la</strong>ires en ce moment (ce document est '<strong>de</strong> facto' en constante<br />
évolution) et permettra je l'espère <strong>de</strong> mieux comprendre et choisir son outil....<br />
Le futur ...?<br />
Bien que <strong>la</strong> compréhension globale du phénomène <strong>de</strong> <strong>décompression</strong> tend à se<br />
réduire, grâce en particulier à <strong>la</strong> conjonction <strong>de</strong>s modèles déterministes, <strong>de</strong>s<br />
théories sur les bulles, <strong>de</strong> l’estimation statistique, il n’en <strong>de</strong>meure pas moins que<br />
<strong>la</strong> susceptibilité individuelle, voir <strong>la</strong> variabilité intra-individuelle d’un jour à l’autre<br />
échappent par essence même à toute loi générale.,,,<br />
On peut donc penser qu’une technique capable <strong>de</strong> tenir compte <strong>de</strong> <strong>la</strong> spécificité<br />
<strong>de</strong> chaque individu pourra un jour apparaître : en ce sens l’avènement et<br />
l’utilisation récents <strong>de</strong> l’ordinateur <strong>de</strong> plongée immergeable sont prometteurs: les<br />
appareils les plus récents sont rég<strong>la</strong>bles (durcissement du protocole <strong>de</strong> <strong>décompression</strong> en cas<br />
<strong>de</strong> méforme, <strong>de</strong> plongée profon<strong>de</strong>,…) tiennent comptent <strong>de</strong> certains facteurs (température<br />
ambiante, venti<strong>la</strong>tion accélérée pouvant indiquer un travail muscu<strong>la</strong>ire soutenu…) réputés favorisant<br />
l’acci<strong>de</strong>nt <strong>de</strong> <strong>décompression</strong>, et adaptent le protocole <strong>de</strong> <strong>décompression</strong> in situ .<br />
Patrick Crasson – Moniteur Fe<strong>de</strong>ral Page : 12 <strong>de</strong> 13 Date : 26/04/06
Si dans le futur <strong>de</strong>s capteurs efficaces (et suffisament miniaturisés) transmettent à<br />
l’ordinateur <strong>de</strong>s paramètres tels que: taux <strong>de</strong> bulles circu<strong>la</strong>ntes dans le lit<br />
veineux, température périphérique, analyse sanguine,… et bien d’autres mesures<br />
qu’on n’ose imaginer, on aura alors une <strong>décompression</strong> personnalisée gérée par<br />
un algorithme adaptatif et instantanément évolutif... Mais nous n'en sommes pas<br />
encore là <strong>de</strong> suite...<br />
Si nous voulons être réaliste, <strong>la</strong> prochaine évolution majeure dans les ordinateurs<br />
<strong>de</strong> plongée viendra probablement <strong>de</strong> <strong>la</strong> possibilité pour un plongeur <strong>de</strong><br />
télécharger (via internet par exemple) dans son outil différents algorytmes qui seront<br />
adaptés à son profil / habitu<strong>de</strong>s <strong>de</strong> plongées et qu'il pourra sélectionner en<br />
fonction <strong>de</strong>s plongées qu'il compte réaliser.<br />
Conclusions<br />
Si les modèles haldaniens ou Néo-haldaniens ont permis <strong>de</strong> comprendre et <strong>de</strong><br />
limiter les acci<strong>de</strong>nts <strong>de</strong> type I (Bends, puces, Moutons, ma<strong>la</strong>ise,...), alors que les<br />
modèles sur les bulles permettaient <strong>de</strong> relier l’importance <strong>de</strong>s profils <strong>de</strong> plongée<br />
aux acci<strong>de</strong>nts <strong>de</strong> type II (vestibu<strong>la</strong>ire, cérébraux, médul<strong>la</strong>ire, ...), il n’en <strong>de</strong>meure pas<br />
moins que <strong>la</strong> maîtrise du phénomène n’est pas acquise.<br />
La faiblesse <strong>de</strong> certaines hypothèses du modèle par perfusion limitante,<br />
l’importance du phénomène <strong>de</strong> diffusion, <strong>la</strong> difficulté à quantifier le nombre <strong>de</strong><br />
noyaux gazeux initiaux et à repérer leurs lieux d’apparition, <strong>la</strong> susceptibilité<br />
individuelle et <strong>la</strong> qualité variable du filtre pulmonaire, montrent que les modèles<br />
déterministes peuvent encore apporter à <strong>la</strong> compréhension globale.<br />
Actuellement le mariage entre modèles par perfusion et les modèles par diffusion<br />
est consommé, et on s’intéresse à <strong>de</strong>s compartiments en série, ou bien à <strong>la</strong><br />
diffusion à l’intérieur <strong>de</strong> chaque compartiment.<br />
Last but not least, les tables sont validées statistiquement sur <strong>de</strong>s centaines <strong>de</strong><br />
milliers <strong>de</strong> plongées, mais effectuées par <strong>de</strong>s groupes <strong>de</strong> plongeurs homogène,<br />
différents <strong>de</strong> <strong>la</strong> popu<strong>la</strong>tion <strong>de</strong>s "plongeurs- loisirs".<br />
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