Les variations de pression et ainsi des volumes d’air présent dans le corps affectent également les poumons et la circulation du sang.

 

La loi de Henry

 

« La Loi de Henry (1803) nous renseigne sur ce point: "A température constante et à saturation, la quantité de gaz dissous dans un liquide est proportionnelle à la pression partielle qu'exerce ce gaz sur le liquide".

En clair, cela signifie que plus la pression est élevée (grande profondeur pour un plongeur), plus une grande quantité de gaz inerte pourra se dissoudre dans les tissus et le sang.

Lorsque la pression diminue rapidement, le gaz dissous se retrouve en "sursaturation" et doit former des bulles pour respecter l'équilibre dicté par la Loi de Henry.

 

C'est (presque) exactement ce qui se passe lorsqu'on ouvre rapidement une bouteille d'eau gazeuse: Sous l'effet de la décompression (la bouteille est maintenue sous pression, de sa production jusqu'à sa première ouverture), tous les gaz dissous forment instantanément des bulles qui remontent à la surface!

Sauf que dans la bouteille, les bulles peuvent s'échapper de l'eau, tandis que dans les tissus et le sang, les bulles restent piégées, provoquant l'accident. »

 

Variations de concentration de gaz pendant la plongée

 

Il faut savoir que l’air sur la terre est composé de 21% d’oxygène et de 78% d’azote.

Aussi, la concentration d’un gaz dans le sang augmente lorsque la profondeur de la plongée et donc la pression du mélange d’air respiré augmentent.

 

L’azote n’est pas consommé, mais ventilé par notre organisme qui emmagasine donc le volume d’azote plus élevé de l’air respiré par le plongeur en profondeur. Plus il reste longtemps et profond, plus l’organisme va absorber de l’azote. (saturation) 

 

 

Quand le plongeur remonte normalement, l’azote est éliminé par les poumons à chaque expiration ; des microbulles se forment en petite quantité (désaturation), ce qui n’est pas dangereux pour l’être humain.

Autre fait important : Malgré un respect des procédures de décompression, des bulles d'azote sont toujours présentes dans le corps humain après le retour en surface.

C’est pourquoi il faut toujours respecter un certain intervalle en surface et tenir compte de l’azote résiduel dans le corps pour planifier des plongées successives !

 

Accident de décompression

 

Quand il remonte trop rapidement ces microbulles deviennent plus nombreuses et leur taille augmente avec la baisse de la pression.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Les poumons ne peuvent plus les évacuer par la respiration et les bulles vont partir dans la circulation sanguine et finir par être bloquées dans les petits vaisseaux sanguins. Elles vont arrêter la circulation, c’est à dire l’apport en oxygène vers les tissus situés en aval.

C’est ce qu’on appelle un accident de décompression.

 

L'accident survient lorsque l'une de ces bulles vient se bloquer dans le corps humain alors qu'elle circulait dans le sang. Ces bulles peuvent se bloquer dans des articulation, dans le cerveau, voire dans le coeur. Ce blocage peut entrainer un arrêt cardiaque et donc la mort !

 

 

L’oxygène

 

Tout commence par la respiration.

Comme nous avons déjà expliqué, l’homme a besoin d’un équipement spécialisé pour se lancer dans les aventures sous-marines.

Le détendeur en fait partie.

 

                   

 

                       Le détendeur

 

 

 

 

 

 

C’est en effet, le détendeur qui permet au plongeur de respirer dans l’eau.

De plus, il joue un autre rôle virtuel : Il détend l’air sous haute pression de la bouteille à la pression ambiante.

 

 

« La respiration à pour but de fournir à l'organisme de l'oxygène, carburant essentiel au fonctionnement cellulaire, et de rejeter l'un de ses déchets : le CO2. Il faut donc qu'il y ait des échanges entre l'air contenu dans les poumons et la circulation sanguine, qui transporte l'oxygène et le CO2. Ces échanges se font au niveau des alvéoles qui mettent en contact l'air et le sang, via des capillaires sanguins. Ces alvéoles sont extrêmement fragiles et sont directement touchées en cas de surpression pulmonaire. »

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

« Le phénomène physique entrainant la surpression pulmonaire est simplement une application de la loi de Boyle Mariotte : l'air inspiré en profondeur se dilate lors de la remontée, donc si cet air n'est pas rejeté le volume des poumons augmente et si la limite d'élasticité des alvéoles pulmonaires est dépassée celles-ci se déchirent. »

 

 

 

 

 

 

On ne peut pas le répéter assez souvent : Lorsque la pression augmente, le volume d’air diminue.

Donc le volume dans les bronches diminue également. Le sang afflue alors dans les poumons pour prendre de la place et éviter que le volume total des poumons soit réduit et donc que la cage thoracique soit écrasé.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pour le Dauphin,

quand la pression est élevée, l’air pulmonaire est isolé des alvéoles empêchant les échanges gazeux. L’azote ne peut donc pas franchir la membrane alvéolaire, ce qui permet d’éviter le mal des caissons ou des maladies de décompression lors de la remontée.

 

L'Homme possède 300 millions d’alvéoles  tandis qu’un dauphin de taille comparable en possède 450 millions, ce qui assure au dauphin une meilleure et plus rapide diffusion sanguine d’oxygène.

 

Selon Stenuit: « un dauphin, à volume pulmonaire égal, en inspirant trois fois plus d’air frais dont il tire deux fois plus d’oxygène, profite six fois plus que l’Homme du contenu de chaque inspiration ». 

Le dauphin extrait 10% d’oxygène au niveau de ses alvéoles contre 5% pour l’Homme.

 

Un renouvellement des gazs alvéolaires plus rapide permet au dauphin de constituer une réserve d’oxygène supérieure. 

De plus, la récupération après une plongée profonde se fait aussi avec facilité.

 

La cage thoracique du Dauphin est très mobile, les sept premières côtes reliées au sternum sont composées de deux segments osseux. Un segment vertébral s’articulant sur une vertèbre et un segment sternal s’articulant sur le sternum. Ces même segments sont reliés par une articulation mobile permettant l’adaptation de la cage thoracique aux fortes variations du volume pulmonaire lors de la plongée.

 

Le système vasculaire du dauphin a aussi des particularités d’adaptations à la plongée. Il a une aorte bulbeuse et élastique importante dans la régulation de la pression artérielle. De plus le système veineux a de nombreux sphincters. Ils sont nombreux dans les poumons et servent à réguler le stockage du sang dans le compartiment veineux.

 

Les réseaux admirables consistent en des ensembles de petites artères et petites veines enveloppées dans du tissu graisseux. 

Ils permettent la régulation de la pression et un stockage d’oxygène disponible pour les organes les plus sensibles; le cerveau, le coeur, la moelle épinière et le placenta.

Chez le dauphin, c’est le réseau admirable thoracique qui permet d’avoir un afflux plus important de sang. Ce qui explique comment ce mammifère marin peut atteindre des profondeurs aussi grandes jusqu’à 300 mètres.

 

La disposition des réseaux admirables

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Chez le dauphin le sang se retire des régions périphériques, pour se concentrer et rester à pression constante dans les organes vitaux.

Pour pallier à la diminution cardiaque le circuit sanguin prend une forme sélective. Seuls les tissus importants sont irrigués; le coeur, le cerveau, la moelle épinière, l’oeil, la glandes surrénales et le placenta. 

Ainsi, la pression sanguine dans le nouveau circuit reste élevée et l’irrigation est correcte dans les organes d’importance majeure.

Cette circulation sélective permet d’importante économie d’oxygène.

 

 

Le dauphin a de nombreuses particularités hématologiques.

Il a un volume sanguin important, 7 à 15% du poids vif soit 70 à 150 mL/kg. Tandis que l’Homme a un volume sanguin de 7% du poids vif. Cet important volume sanguin représente une immense réserve d’oxygène lors de la plongée.

Ensuite, il a une concentration corpusculaire moyenne en hémoglobine importante, soit 37 à 44 pg par globule rouge contre 27 à 32 pg par globule rouge chez l’Homme.

Enfin, il a une hémoglobine avec une affinité basse pour l’oxygène, la pression partielle en oxygène correspondant à 50% de saturations de l’hémoglobine, est plus élevée chez le dauphin que chez l’Homme ce qui signifie que même à des pressions faibles, l’oxygène se dissocie facilement de l’hémoglobine pour être distribuer aux tissus périphériques.

 

Donc, un volume sanguin important associe à une concentration corpusculaire moyenne en hémoglobine augmente les capacités de stockage en oxygène chez le dauphin.

 

 

Chez l’Homme, la respiration est un réflexe tandis que chez le dauphin, la respiration est un acte volontaire. En effet, le dauphin ressent le besoin de respirer quand son taux d’oxygène sanguin devient inférieur à la normal. Ceci permet une utilisation maximale de l’oxygène.

 

Le point de rupture de l’apnée n’est pas connu chez le dauphin.