Pneumotoxicité de l'oxygène
En surface et en condition normoxique la PpO2 doit être comprise entre 19 et 21 % vol. (0.19 et 0.21 bar) et en aucun cas être inférieure à 18 % vol. (0.18 bar).
En plongée un accident (maladie) hyperoxique peut apparaître lors d’une immersion de plus de six heures à une PpO2 > 0,5 bar (risque d'inflammation du surfactant ) ce qui provoquent une altération des échanges gazeux puis d'Œdème aigu du poumon. Cependant cette maladie ne concerne que rarement les plongeurs sportifs en circuit ouvet.
L'œdème aigu du poumon est une affection pulmonaire secondaire due à l'inondation ou l'accumulation brutale de liquides au niveau des poumons (alvéoles ou des espaces interstitiels pulmonaires). Cet état va être responsable de troubles des échanges gazeux et peut entraîner une insuffisance respiratoire provoquée par un aplatissement des cavités pulmonaires (atélectasies)cequi induit une réduction de la capacité vitale (CV).
La réduction de la capacité vitale peut se calculer par la relation suivante :
%CV = -0.011(PpO2-0.5)x t
Question : Quel est le %CV après un plongée de 30’ avec une PpO2 se 1.4b ?
Solution : %CV = -0.011(1.4-0.5) x 30 = 0.297%
Un plongeur, respirant de l'air, qui passerait 6 heures de plongée à -14 mètres s'expose déjà à la limite des 0.5 bar.
Les effets nocifs de l'oxygène proviennent des propriétés chimiques des ions O- (on les appelle "radicaux libres"). Ces ions sont très réactifs et peuvent altérer nos cellules s'ils deviennent trop nombreux. Les mécanismes de régulation du taux de radicaux libres sont complètement dépassés si on respire un air trop riche en oxygène.
Les signes prédictifs sont :
- La face rose,
- Difficultés respiratoires (dyspnée),
- Toux,
- Brûlures pulmonaires,
De plus dans une eau inférieur à <16°C, la respiration d'un gaz dense et froid peut provoquer des lésions mécaniques et/ou inflammatoires de la membrane alvéolo-capillaire.
Les OTU (Oxygen toxicity units)
Limites admises.
En 1989 avec le chercheur Bill HALMILTHON, un nouveau terme fit son apparition, les UPTD pour Unit Pulmonary Toxic Dose. Actuellement le terme OTU (Oxygen Toxicity Units) est largement utilisé. Les OTU mesurent sur le long terme l’exposition à de faibles PpO2. Elles servent de guide pour la toxicité de l’oxygène. La règle de calcul est simple : 1 Otu = une exposition d’une minute à 1b d’oxygène.
En France, après des études menées par le Dr GARDETTE de la COMEX, la dose admissible pour un jour de plongée se situe à 600 OTU pour des activités opérationnelles et 850 OTU pour de la plongée loisir.
Une dose OTU correspond à une minute sous O2 100% à une pression de 1 bar.
Les OTU se calculent avec les formules suivantes : OTU = t x Kp
t = temps de plongée en minute (durée totale de l'immersion).
Question : combien d’OTU a-t-on accumulé avec une plongée de 30’ avec un PpO2 de 1.4 ?
Solution : PpO2 de 1.4 = Kp de 1.6 ð OUT = 30’ x 1.6 = 48 OTU
Ce qui est largement inférieur à la dose maximale journalière admissible de 850 OTU.
La table Repex
En plongeant plusieurs jours de suite, les tissus accumulent les OTU. Les physiologistes ont conçu une table supplémentaire à celle de Bill Hamilton pour améliorer la sécurité des plongeurs. Cette table donne la dose cumulée maximale à ne pas dépasser en fin de plongées répétitives (table REPEX).
Principe de prévention par calcul
Exemple n°1 : Quelle est la dose toxique pulmonaire accumulée après une plongée à 38 mètres de 60 minutes à l’air ?
Pression à 38 m = 4,8 bars. La PPO2 inspirée est de : 4,8x0,21 = 1 bar. A cette profondeur, le plongeur accumule exactement 1 UPTD/mn. Au bout de 60mn il aura accumulé 60 OTU, ce qui est très faible vis-à-vis de la limite imposée (~600 OTU à 1440 OTU).
Exemple n°2 : Quelle est la dose toxique pulmonaire accumulée après une plongée à 38 mètres de 60 minutes avec un Nitrox 32% ?
Pression à 38 m = 4,8 bars. La PpO2 inspirée est de : 4,8 x 0,32 = 1,54 bar. Le facteur Kp lu dans la table pour une valeur de 1,6 bar est : K = 1,93.
La dose toxique accumulée est donc de : 60x1,93 OTU/mn = 116 OTU, soit loin du maximum, il reste encore au plongeur : 1440-116 = 1'324 OTU.
Il faut toujours intégrer le fait qu’un séjour au caisson hyperbare puisse se produire et sachant qu’une table de recompression comme la table 6 de l’US Navy correspond à 400 UPTD, on voit que la marge de manœuvre des médecins traitants reste confortable.