L’oxygène et ses dangers : l’hypoxie

Par Jean-François André

Dans les formations de plongée, on parle souvent d’accidents biochimiques, mais cela reste souvent très théorique. Comment se produit un accident de ce genre, dans la pratique, en fonction des différentes disciplines (apnée, trimix, recycleur)? Jean-François André aborde ici le cas de l’hypoxie.

Ce Gaz (l’oxygène) découvert par LAVOISIER en 1774, juste après avoir pris connaissance des travaux de Pierre BAYEN et Joseph PRIESTLEY, est un véritable paradoxe, il est à la fois nécessaire à la vie, mais aussi dangereux, et ce, à plusieurs titres.

1. a) En trop grande quantité : vous risquez l’hyperoxie neurologique.
2. b) si vous le respirez trop longtemps : vous risquez l’hyperoxie pulmonaire, voire aussi l’hyperoxie neurologique.
3. c) Si vous n’en respirez pas assez : c’est dans un premier temps l’hypoxie
4. d) Si vous n’en avez plus du tout ou presque plus : c’est l’anoxie.
5. e) En quantité normale, c’est la normoxie, situation de normalité qui permet la vie.

L’oxygène a aussi son petit caractère, dans le sens où il se comporte mal, lorsque sa collègue, la Pression Partielle de CO2, augmente de trop.

Nous allons essayer de comprendre ce phénomène afin de pouvoir l’éviter, à défaut de le contrôler.

Ce qu’il faut commencer par admettre, c’est que nous sommes dans le domaine physiologique, et non pas mathématique. Chaque corps est différent et ce d’un jour à l’autre, et donc ne se comportera pas de la même façon, en face du même problème. La sensibilité de chaque personne par rapport à l’oxygène est différente.

Des tables de toxicité à l’oxygène (NOAA) existent. Les ordinateurs de plongée gèrent aussi cela. Le mieux, c’est tout de même de comprendre le principe, afin d’adapter son comportement si nécessaire.

Rappelons les bases en plongée

La loi de Dalton, nous dit que :

Pression Absolue (Pa) = (Pression partielle du Gaz / % de ce même gaz)

Pression Partielle (Pp) = (Pression absolue x % du Gaz)

% du Gaz (%g) = (Pression Partielle / Pression Absolue)

Cette règle de plongée simple nous permet de trouver :

1°) La profondeur maximale d’utilisation d’un mélange

2°) La valeur que l’on va avoir en pression partielle, de façon à éviter les accidents.

3°) La valeur du % de gaz a mettre dans notre bloc afin de fabriquer nos mélanges.

Cette loi maîtrisée et intégrée correctement, vous permettra de calculer de bonnes données pour vos planifications de plongées mélanges, en y ajoutant quelques règles simples enseignées en plongée technique, ce type d’accident ne devrait pas arriver. Pourtant il est bien réel.

L’Hypoxie

L’état d’hypoxie est un réel danger, car aucun ou presqu’aucun symptôme n’existe. Il s’agit d’une baisse de la pression partielle d’oxygène.

Lorsque la pression partielle d’oxygène se situe en dessous de 0,16 Bar, et se situe au dessus de 0,1 Bar. Il s’agit d’une réaction de l’organisme suite à un manque d’alimentation en oxygène. Pour la définition du mot, hypoxie vient du Grec Hupo (sous) et oxus (oxygène), ce qui donne un sens à sa dénomination, tissus sous alimenté en oxygène par le sang. L’hypoxie est la conséquence de l’hypoxémie qui est en fait le vrai souci, car l’hypoxémie est le fait d’avoir un sang qui transporte peu d’oxygène. L’hypoxie est une conséquence d’une hypoxémie.

L’hypoxie concerne un nombre important de personnes, avec des degrés de gravité plus ou moins importants. Nous pouvons les classer dans au moins deux catégories :

• Le public atteint de maladie comme l’anémie, la pneumopathie chronique, l’insuffisance cardiaque. Cette liste n’est pas exhaustive, mais vous donne une idée. Nous pouvons croiser ces personnes dans la vie courante équipée de masque et de petits blocs d’oxygène pour les aider à respirer.
• Nous avons aussi le public qui se trouve dans une situation particulière, comme lors d’intoxication au monoxyde de carbone, lors de montée en altitude, et ce qui va nous concerner un peu plus, lors d’immersion sous-marine.

L’hypoxie et l’activité de plongée sous-marine

Différents modes de plongée existent, et tout le monde n’est pas concerné par l’hypoxie.

1°) Les plongeurs apnéistes

2°) Les plongeurs au trimix en circuit ouvert hypoxique

3°) les plongeurs recycleur en circuit fermé et en circuit semi-fermé.

Les plongeurs en circuit ouvert à l’air, à moins d’une erreur de gaz lors du gonflage de leurs blocs, ne sont pas concernés par cet accident chimique.

Les apnéistes et l’hypoxie

Cela ne se produit pas souvent. En tout cas lorsque le plongeur respecte les règles, et écoute son corps.

Vous avez dû voir, et notamment dans le film de Luc BESSON, le « Grand Bleu », lors de remontées un peu limites, vous avez des plongeurs qui perdent connaissance, ou alors ne répondent pas correctement aux questions posées par le Jury présent. C’est des symptômes Hypoxiques. Ces plongeurs ont trop « forcé », leur organisme a consommé trop d’oxygène stocké durant l’apnée et ils se retrouvent en hypoxie.

Souvenez-vous dans le film, du plongeur Japonais qui s’est évanoui avant même de commencer son apnée, il était assis sur le bord du bassin et faisait de grandes inspirations et expirations…

Le fait de brasser les gaz se trouvant dans nos poumons en réalisant de grandes inspirations et expiration, va modifier la répartition de ceux-ci. Notre dose d’oxygène va être un peu supérieure à l’habitude et la dose de dioxyde de carbone va diminuer au bénéfice de l’oxygène, du fait de l’hyperventilation.

Lorsque le plongeur va descendre, de par la loi de DALTON et grâce à l’augmentation de pression absolue, le reflexe respiratoire va être retardé et le plongeur va pouvoir rester plus longtemps sur le fond avant que son organisme, via les chémo-récepteurs, ne lui donne des informations lui signalant qu’il faut entamer la remontée. A un moment, il décide de remonter tout de même, la pression absolue diminuant, la Pression partielle d’oxygène, se trouve en dessous des valeurs limites, soit en valeur théorique 0,16 Bars de PPO2. Et là, son organisme se protège, il alimente au maximum, tous les organes vitaux, pour finir par le cerveau, et lorsqu’il ne peut plus, il « coupe » le circuit et là, c’est la perte de connaissance. C’est ce que l’on a nommé pendant assez longtemps, le « Rendez-vous Syncopal des 7 Mètres », mais cela n’a rien à voir avec une syncope.

On voit ainsi l’intérêt de plonger à deux dont un restant en surface en visuel sur celui qui s’immerge, et lorsqu’il voit son camarade en difficulté, il peut aller le chercher. Il se peut que cela se passe bien, qu’il n’y ait pas de séquelle. Mais s’il ne le remonte pas à l’air libre rapidement, le plongeur en difficulté chute vers le fond, la pression augmente à nouveau, pendant ce laps de temps son taux de dioxyde de carbone a augmenté, et le reflexe inspiratoire automatique va se remettre en place, il va se mettre à respirer de nouveau et puisqu’il est sous l’eau, se noyer. Si son binôme l’a remonté à la surface avant que ce reflexe ait eu lieu, le plongeur respirera à l’air libre et pourra sans doute être sauvé.

Vous n’avez que quelques minutes pour réagir. Les cellules de votre cerveau ne vont pas supporter très longtemps d’être sous-oxygéné.

Quelques règles de sécurité indispensables

1°) Ne faites jamais d’hyperventilation

2°) Ne plongez jamais seul

3°) Formez-vous à l’apnée dans une école si cela vous intéresse, vous verrez que les progrès sont rapides, et vous serez étonné de vos capacités. Des professionnels sont a votre service.

4°) L’utilisation de scooter sous-marin, et un facteur aggravant possible sans formation

5°) Pas d’apnée statique, ou alors sous surveillance active avec quelqu’un qui vous tient la main, et vérifie que vous êtes toujours conscient en vous demandant de répondre à une pression toutes les 5 secondes.

6°) Ne vous surestimez pas, restez humble devant l’élément. Donnez-vous du temps pour avancer.

Le Plongeur Trimix en circuit ouvert et l’hypoxie

Cela est aussi assez rare si toutes les précautions sont prises, mais néanmoins l’accident peut exister.

En plongée, dès que vous utilisez autre chose que de “l’air du bon dieu”, il est indispensable de mettre en place une certaine rigueur.

Une bonne planification, un bon calcul de gaz, et un gonflage dans des conditions impeccables vont limiter l’erreur possible.

Ne jamais céder à la tentation de se fier à sa mémoire infaillible. N’oubliez jamais d’analyser et de noter et d’étiqueter vos gaz sur vos bouteilles et de remplir un registre.

En fonction de votre méthode de gonflage, attendez les délais requis afin de réaliser de nouveau vos analyses.

Différenciez vos différents blocs de décompression avec des marques non seulement visibles, mais aussi palpable, de façon à pouvoir identifier même au toucher vos blocs de décompression.

L’hypoxie en circuit ouvert ne peut arriver que dans certains cas rares :

1°) Mauvaise analyse des mélanges, ou erreur de gonflage.

2°) Pas assez de gaz de décompression pour finir votre plongée, donc vous n’avez pas calculé vos volumes correctement et vous devez repasser sur le mélange fond hypoxique.

2°) Vos blocs de décompression ne sont plus exploitables (fuites, pertes, problème détendeurs)

3°) Pas de procédures de secours mis en place avec la surface.

Alors avec toutes ces précautions comment l’hypoxie peut elle survenir ?

Lors de plongées en eau froide, sans avoir respecté les procédures dans ce milieu particulier, il est possible qu’en ouvrant vos blocs de décompression, ces derniers givrent et partent en débit continu. Là, il ne va vous rester que votre mélange fond, qui lui ne sera pas respirable en surface, ou dans les derniers mètres.

Un manomètre qui fuit, préférez les mano bouton (de qualité), n’hésitez pas a vérifier vos joints de moyenne pression. Cela va de soit, (mais pour l’avoir vu), préférez le DIN à l’Etrier.

Reste que le souci peut arriver. C’est à ce moment-là, où les procédures de communication avec la surface doivent avoir été très bien établies, claires et nettes. La mise en place de ligne de décompression de secours par cette même sécurité surface, va permettre de terminer cette plongée correctement. La codification des demandes du fond par des parachutes de couleur, est indispensable, et doit être planifiée et écrite en surface, à bord de votre support plongée.

Ces soucis hypoxique apparaissent généralement près de la surface, que ce soit à la descente, ou à la remontée. L’utilisation de mélanges dit « travel », nécessite une formation et une parfaite compréhension de ce que l’on fait.

La règle au minimum des tiers pour la planification, ne pas hésiter d’annuler si l’on ne se sent pas en forme, si la météo est litigieuse, une plongée peut sans aucun doute être reportée.

En circuit ouvert, vous n’avez de toute façon que des mélanges fixes, et vous n’aurez aucune autre solution pour vous en sortir que de compter sur un binôme, ou la sécurité surface pour vous venir en aide.

Sur ce type de plongée (hypoxique), il est indispensable de roder les procédures de sécurité avec les participants, que ce soit surface ou sous-marin, sur de petits fonds au préalable. Ne pas non plus compter sur son binôme, il faut penser que l’on plonge à deux, mais ne jamais faire ce type de plongée en ne comptant que sur l’autre. Le binôme peut donner un petit coup de main, mais ne comptez pas sur lui lors de plongées profondes, vous devez être autosuffisant.

Si vous n’avez aucune autre solution et n’avez pas prévu le problème, vous ne pourrez que faire surface, mais dans ce cas là, sans pouvoir effectuer correctement les paliers, ce qui ne va pas arranger les choses.

Le Plongeur recycleur et l’Hypoxie

C’est là où le nombre de cas possibles est au maximum, mais c’est aussi avec ces machines ou l’on a une solution supplémentaire pour s’en sortir seul.

En Recycleur SCR (Semi Fermé) dans le cas où la bouteille de Nitrox est vide, la pression partielle d’oxygène diminue petit à petit, et descend jusqu’à des valeurs dangereuses. La plupart des recycleurs disposent d’alarme sonores, visuelles et même « vibrantes » pour certains. Mais au cas où le plongeur ne s’en aperçoive pas, l’hypoxie peut arriver et la perte de l’embout, suite à la perte de connaissance, peut engendrer une noyage. C’est exactement le même processus que le plongeur apneiste. Le contrôle régulier des manomètres peut éviter cela. Vous pouvez avoir aussi dans la mesure ou tous les tests préalables n’ont pas été faits, un soucis de débit de mélange qui va réduire l’arrivée de gaz, et dans ce cas-là, le moindre effort fera chuter cette pression partielle, et si en plus vous êtes près de la surface, cela peut déclencher cette hypoxie.

En recycleur CCR (Fermé), l’utilisation de diluants hypoxiques est très fréquent, même pour de petites plongées, ce type de mélange permet de rincer rapidement le système, et de donner une amplitude quasi infinie à la plongée en terme de profondeur. Facile à utiliser, car ce sont souvent des Héliair (hélium + air).

Néanmoins ces diluants nécessitent quelques précautions particulières.

Toutes la partie planification, gonflage, étiquetage est strictement à l’identique du circuit ouvert ou semi-fermé. Par contre, l’utilisation du recycleur CCR via sa pression partielle constante d’oxygène va permettre de rester même en surface avec un diluant hypoxique.

La fuite métabolique du système Kiss associée ou non à un solénoïde va permettre de maintenir une pression partielle d’oxygène suffisante. Ce dans la mesure ou tout se passe bien, ou tout fonctionne correctement.

Alors pas d’hypoxie possible en Recycleur? Malheureusement si!

Par exemple :

Lors de trajet en capelé en surface pour se rendre à la ligne de mouillage avec un diluant hypoxique, et un recycleur n’étant pas équipé de solénoïde ou avec un solénoïde défectueux.

Auquel cas, la pression absolue à laquelle vous êtes (1 Bar) ne va pas permettre de vous en sortir, alors que si vous étiez descendu immédiatement au lieu de rester en surface, Dalton aurait fait son travail et vous auriez rapidement récupéré une pression partielle au dessus des limites dangereuses, ce qui vous aurait permis de «régler» correctement cette pression partielle, et dans le cas ou vous remarquez que le comportement est anormal, vous pouvez passer sur le Bail-out, et finir votre plongée en toute sécurité.

Alors que le fait de rester en surface fait fonctionner votre ADV (Additional Diluent Valve), lors de vos inspirations ; si vous avez un diluant de type 10/50/40 par exemple, vous n’allez pas aller bien loin, avant de perdre connaissance, si il y a la moindre défaillance dans le système d’injection d’oxygène, ou si vous n’injectez pas manuellement comme cela doit se faire. De plus en surface, peu de chance de voir ou d’entendre les alarmes. Vous cumulez les risques, donc une des règles d’or, à l’aller comme au retour, pas de surface en recycleur, le capelé n’est pas l’idéal. Passez sur votre Bail-out (secours), si besoin est de rejoindre le quai ou une embarcation.

Un autre cas possible, comme en circuit ouvert, une bouteille d’oxygène vide, et dans ce cas-là, vous n’aurez plus que votre diluant pour finir la plongée. Une solution existe, si toutefois la procédure Bail-out, ou sécurité surface ne fonctionne pas (Murphy is back), c’est de terminer la plongée en inspirant sur le diluant, mais en rinçant le système tous les deux ou trois cycles inspiratoires, cela peut permettre d’avoir un gaz respirable, vous fonctionnez en fait comme avec un semi-fermé, ce n’est pas la solution idéale, mais c’en est une. Un diluant avec 10% d’oxygène, peut vous permettre de terminer les paliers de 6 mètres.

Un autre cas fréquent, le plongeur recycleur arrive en surface, tout c’est bien passé. Il ferme le bloc oxygène pour des raisons économiques par exemple, son phare lui échappe… Il se ré-immerge immédiatement pour aller le récupérer, mais en oubliant de ré-ouvrir sa bouteille d’oxygène. La descente se passe bien, la pression absolue faisant son travail, mais à la remontée, sa consommation métabolique associée à la baisse de pression absolue, fait qu’il ne va sans doute pas arriver en surface conscient. Si personne ne le voit, il chute et se noie.

Dans le cas d’assistance ou de sauvetage de binôme, le plongeur recycleur doit être vigilant à sa pression partielle d’oxygène, les HUD (Head Up Display, systèmes d’alarme par voyant lumineux placé devant le masque) peuvent être là pour l’aider, mais il faut qu’il ait impérativement la maitrise de sa machine, afin de contrôler soit à l’oreille son solénoïde, soit qu’il pense a injecter manuellement, le risque dans ce cas de surdose d’oxygène est très peu probable lors de remontée d’assistance ou de sauvetage. Si cette action n’est pas faite, la perte de connaissance à la remontée comme à l’identique de l’apneiste va se produire sans aucun doute.

Donc le reflexe d’injecter de l’oxygène, mais aussi et surtout dans le cas d’utilisation de diluant air, l’utilisation de la lunette, c’est à dire expirer par le nez lors de le remontée, va permettre de rincer le gaz, d’injecter du diluant « frais » dans le système et sans doute permettre de remonter proche de la surface sans danger. Vous n’avez que ces deux choix là, mais ils existent et avec une réaction de ce type, vous ne vous mettez pas en danger.

Pour cela, comme en plongée en circuit ouvert aux mélanges, il est primordial de comprendre ce que l’on fait et de l’avoir assimilé. La connexion entre les cours théoriques et la pratique doit être évidente, c’est pour cela que l’utilisation progressive, et l’adaptation à la profondeur, ainsi qu’aux procédures de secours est indispensable à toutes plongées.

La zone la plus dangereuse en recycleur, où le plongeur doit être à 200% de vigilance, est l’immersion et le retour surface, c’est là que le danger se trouve, Bien plus présent qu’en profondeur. Donc cela veut dire aussi, que les essais, les tests dans peu d’eau pour vérifier une fuite sur un mano, ou un afficheur ou autre, ne doivent jamais se faire seul, sans sécurité.

En conclusion

L’hypoxie est un accident traître, car aucun signe préalable ne va vous prévenir. Les formations Trimix hypoxiques doivent être sérieuses et complètes. Les écoles de formation Trimix ont mis en place des standards issus d’expériences de cadres, ils ne sont pas là pour faire beau. Les critères doivent être respectés et réussis, sans quoi aucune validation n’est possible. Il en va de la crédibilité de la plongée technique. Si nous désirons pouvoir continuer ce mode de plongée, nous devons y veiller, et bien que tous les accidents ne puissent pas forcément être évités, il est indispensable que ceux ci, restent des accidents.

L’hypoxie peut être évitée, sans aucun doute en respectant les règles de fonctionnement. Cela n’arrive pas par hasard, même avec un dysfonctionnement matériel. Des procédures de secours existent, entraînez-vous régulièrement à celles-ci. Une plongée technique pour vérifier vos acquis avec votre binôme n’est pas une plongée de perdue, loin de là.

La plongée d’ordre général, bien que très ludique et très agréable, ne doit pas être une activité prise à la légère, loin de moi de vouloir dramatiser ou de noircir cette activité que je pratique régulièrement, mais il ne faut jamais rien laisser au hasard.

Nous n’avons jamais eu autant d’instruments fiables afin de tout vérifier avant, pendant la plongée. Ne laissons pas baisser notre vigilance en la confiant à tous ces systèmes de sécurité. Un appareil reste un appareil et notre jugement et notre réflexion restent primordiales. Avoir trop d’assistance pourrait à terme faire plus de tort que de bien, restons responsables de nos choix, et ne les confions pas à un simple ordinateur. Vérifions-les seulement avec un ordinateur.

Que ce soit par rapport à votre santé, votre condition physique, le temps de préparation de votre plongée, la météo, ou simplement y aller parce que c’est décidé depuis longtemps, écoutez ce que vous dit votre corps. C’est très souvent de simples détails qui arrivent, s’il n’y en a qu’un parce que vous avez (presque) tout prévu, cela ira sans soucis, par contre l’accumulation de détails fera que vous allez vous retrouver et peut-être aussi mettre des gens dans des situations très désagréables. Une plongée annulée ou reportée, c’est sympa aussi, et facile à reprogrammer.

La plongée même technique doit rester un plaisir, et jamais une obligation, ni une contrainte.