Le nitrox

Le nitrox

Le nitrox

Le nitrox est un mélange binaire contenant de l'oxygène et de l'azote dans des proportions différentes de l'air. Il contient en effet plus d'oxygène et moins d'azote, ce qui le rend très intéressant dans le cadre de la prévention de l'accident de décompression. Il présente cependant certains risques spécifiques que nous allons aborder ainsi que leur moyens de prévention et la réglementation autour de son utilisation.

Avant ce cours, si vous n'êtes pas familier avec la physique, je vous invite à visionner/revoir le cours de physique concernant les pressions partielles.

Ce cours a vocation à vous amener les informations essentielles en tant que moniteur afin que vous puissiez l'utiliser en sécurité et construire vos cours.

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Le nitrox

Le nitrox

Spécificités de l'oxygène

Aspects Réglementaires

Calculs liés à l'utilisation

Le gonflage du Nitrox

Le nitrox

Le nitrox

Aspects réglementaires

Rappelons que le Code du sport impose une Pp O2 maximale de 1,6 bar.

Matériel

Prérogatives

Marquage

Le nitrox

Le nitrox

Spécificités de l'oxygène

Physiologie

Avantages Inconvénients

Physique

Le nitrox

Le nitrox

Spécificités de l'oxygène

L'effet Lorrain Smith : C'est une intoxication chimique à l'oxygène qui survient lorsque lorsque l'organisme est en contact avec une forte concentration d'oxygène sur une période prolongée.

Les risques physiologiques

L'effet Paul Bert ou la crise d'hyperoxie : C'est une intoxication neurologique à l'oxygène qui survient lorsque lorsque l'organisme contient une tension en azote superieure à 1,6 bar d'oxygène.

Physiologie

Physique

Détail

Détail

Le nitrox

Le nitrox

Le gonflage du nitrox

Á la main

Les compresseurs à membrane

Surpresseur

Utilisation de stick

Le nitrox

Le nitrox

Gonflage à la main

Cette méthode est la plus répendue car elle est la moins couteuse et permet de faire tout type de gonflage jusqu'à 100% d'oxygène. On mélange de l'air à de l'oxygène pur pour arriver au mélange que l'on souhaite. Cette technique est aussi appelé méthode des pressions partielles. Imaginons un bloc que l'on souhaite gonfler en 70/30 à 200 bars:

On commence par calculer la pression partielle que devrait représenter chaque gaz : Il faut 0,7 x 200 = 140 bar d'O2. Il faut 0,3 x 200 = 60 bars d'N2. On regarde ensuite ce qu'il reste dans le bloc : Imaginons qu'il reste 20 bars d'air Il reste 0,21 x 20 = 4,2 bars d'O2 Il reste 0,79 x 20 = 15,8 bars d'N2 On commence par calculer le complément en azote: Il manque 60 - 15,8 = 44,2 bars d'N2 Pour les avoir il faut rajouter 44,2 / 0,79 = 55,95 bars d'air On calcul ensuite la pression d'O2 pur à ajouter en fonction de la pression de départ de l'air ajouté et de la pression finale : 200 - 20 - 55,95 = 124,05 bar d'O2 pur à ajouter. On commence toujours par l'oxygène pur car ainsi on optimise l'utilisation de l'oxygène. On fait ensuite le complément à l'air. Cette méthode laisse plus de place aux erreurs de manipulation.

Attention à la manipulation de l'oxygène pur !

Le nitrox

Le nitrox

Sécurité et oxygène

La manipulation des équipements sous pression en général et de l'oxygène en particulier doit se faire avec une prudence accrue :

Document de conseils sur la manipulation d'oxygène (en anglais)

• Maintenez la station propre de toute graisse et poussière
• Utilisez des outils dégraissés ou graissés avec des graisses compatible oxygène
• Lavez vous les mains avant manipulation
• Vérifiez que les blocs que vous gonflez sont bien compatible oxygène si vous devez y injecter de l'oxygène pur
• En cas de doute refusez de gonfler
• Verifiez toujours que les vannes sont bien fermées avant de commencer
• Mettez en pression progressivement, par segment et avec des débits faibles
• Le débit d'oxygène pur ne doit pas éxcéder 7 b par minute pour éviter la compression adiabatique
• Le débit, une fois l'oxygène injecté, doit rester faible. Vous continuez à le mettre en pression !

Le nitrox

Le nitrox

Calculs liés à l'utilisation

Calculs liés aux mélanges

Calcul du SNC

Calcul des UPTD

Calcul des OTU

Calculs des UPTD

Les UPTD sont les Unités de Dose Toxic Pulmonaire ( Unity of Pulmonary Toxicity Dose ) et se définisse comme la dose toxique après avoir respiré de l'oxygène pur en surface durant 1 minute. Elles surveille l'exposition à l'oxygène dans le cadre de la prévention de l'effet Lorrain Smith. La quantité admissible maximale est de 1440 UPTD par jour en médecine et de 600 UPTD par jour en plongée.

Si par exemple je fais deux plongée dans une journée : Une le matin à 30 mètres avec un nitrox 40/60 durant une heure, j'accumule alors : Pp O2 = 1,6 b UPTD = 1,93 x 60 = 115,8 UPTD Une l'après-midi à 20 mètres durant 1h30 avec un nitrox 40/60, j'accumule alors : Pp O2 = 1,2 b UPTD = 1,32 x 90 = 118,8 UPTD Soit un total de 234,6 UPTD pour la journée.

Particularités physiques

L'oxygène est un comburant, c'est à dire qu'il permet aux materiaux combustibles de s'enflammer. Lorsque l'oxygène est présent en grande quantité ( > 40% ), il peut, lorsqu'il est mis en pression de manière violente, enflammer les combustibles autour. C'est le phénomène de compression adiabatique : De plus si de la poussière ou de la graisse est présente cela va déclencher une explosion :

Mise en évidence

Un flexible

Un mélange graisse oxygène

Enfin la manipulation à elle seule peut générer des fuites et des explosions :

Chute d'une B50

Exemple d'accident

Calculs des OTU

Les OTU sont les Unités de Toxicité de l'Oxygène ( Oxigen Toxicity Unit ) et ont pour vocation à controler les deux types de toxicité de l'oxygène ( Paul BERT et Lorrain Smith ).

La quantité admissible est donnée par le tableau ci contre et les calculs se font comme les UPTD mais sur plusieurs jours. Si l'intervalle de surface est de 48 heures alors on reprt au jour 1.

L'effet Lorrain Smith

Le plongeur soumis à cela va ressentir les symptômes suivants :

Lorsque l'organisme est soumis à une concentration trop importante d'oxygène durant une période prolongée, l'oxygène "brule" les tissus organiques.

On considère qu'il y a surexposition à partir où l'on respire un gaz contenant une Pp O2 de 0,5 bar.

• Irritations au niveau de la cage thoracique
• Toux sèche
• Douleurs durant les mouvements respiratoires
• Lésions permanentes des organes en contact avec l'oxygène

Afin de surveiller cela on utilise différentes méthodes de calcul, notamment les UPTD et les OTU.

Le surpresseur

Un surpresseur est un piston actionné par de l'air qui comprime en une fois selon un ratio de compression. Il est utile lorsque l'on souhaite vider des B50 d'oxygène dans leur intégralité. Un ratio, par exemple, de 1 : 30 signifie que le surpresseur est capable de fournir une pression en sortie 3O x superieure à celle d'entrée. Lors de son utilisation avec de l'oxygène il faut faire particulièrement attention au débit qui ne doit pas dépasser 7 bars par minute afin de prévenir la compression adiabatique de l'oxygène. Il faut aussi, biensûr, qu'il soit dégraissé.

Les compresseurs à membrane

Ces compresseurs ont la capacité, grâce à une membrane, de séparer l'azote de l'air afin de créer directement du nitrox jusqu'à 40% d'oxygène. Cependant le gaz en sortie du compresseur est à 10 bars environ et nécessite d'être comprimé par un compresseur classique afin d'arriver à la pression de service des blocs. Le mélange ainsi créé ne nécessite pas de manipuler d'oxygène pur, ca qui réduit fortement les risques. Les mélanges contenant plus de 40% d'oxygène ne peuvent par contre pas être fabriqués grâce à cette méthode.

Marquage des blocs

L'utilisateur

Le fabricant

• % théorique du mélange
• % d'oxygène analysé
• Date d'analyse
• Nom du fabricant

• Pression du bloc
• % d'oxygène analysé
• Composition du mélange
• Prof. Max. d'Utilisation
• Date d'analyse
• Nom ou initales

ATTENTION, un mélange qui vient d'être fabriquer ne peut être analysé de suite et il faudra patienter 6 heures.

Lorsqu'on marque un bloc on commence par N ou Nx ou EAN ou EANx. On ajoute derrière le pourcentage d'oxygène puis en deuxième le pourcentage d'azote. Il est possible de ne mettre que le pourcentage d'oxygène.

Normes materiel

Il existe plusieurs normes sur le nitrox. Elles sont appliquées sur le materiel neuf vendu par les fabricants.

• Robinet en M26 nécessitant un détendeur spécifique

L'objectif est de faire en sorte de ne pas pouvoir monter un détendeur air, potentiellement pollué par mégarde.

• Les futs sont marqués en jaune et vert avec le sigle NITROX dessus

L'objectif est de faire en sorte de ne pas pouvoir monter un détendeur air, potentiellement pollué par mégarde.

Il est possible de trouver des blocs oxyclean "classique" en circulation. Ce sont des bouteilles qui ont été nettoyées pour pouvoir être utilisé avec du nitrox.

Les bouteilles de plongée sont marqué pour le type de gaz qu'elle peuvent contenir :

- Nitrox- oxygène- Groupe 1 / G1- Diving breathing gas Sont les marquages destinés aux blocs qui acceptent tous les types de gaz et toutes les méthodes de gonflage. - Air- Groupe 2 / G2Sont les marquages destinés aux blocs qui acceptent tous les gaz en dessous de 40% d'oxygène, et les méthodes de gonflage stick et membrane. Pas d'oxygène pur dans celles là !

Les bouteilles aluminium sont toutes compatibles oxygène à moins que ce soit spécifié et c'est au propriétaire de marquer son utilisation sur le bloc.

Avantages / Inconvénients

L'utilisation de nitrox présente plusieurs avantages mais aussi quelques inconvénients que vous devez connaitre et exposez aux plongeurs en formation ou pour décider de son utilisation.

Avantages

Inconvénients

• Diminution du risque d'ADD

ou

• Diminution du temps de palier si les ordis sont réglés nitrox
• Statistiquement, baisse de la consommation d'environ 10%

• Apparition de risques spécifiques Oxygène
• Pour accèder à cet avantage il faut que toute la palanquée soit réglé nitrox
• Limité la profondeur de plongée
• Plus lourd en materiel et entretien

Calculs liés aux mélanges

L'ensemble des calculs nécessaires est vu et travaillé dans la vidéo sur la loi de Dalton et les pressions partielles :

Calculs du SNC

Le SNC est l'abréviation pour horloge du Système Nerveux Central. Cette horloge surveille le risque d'intoxication à l'oxygène au cours des plongées. Souvent les ordinateurs le calcule. Le SNC part de 0 et va jusqu'à 100%. Lorsqu'il arrive à 100% il y a risque de cris hyperoxique et vous devez arrêter de plonger le temps qu'il redescende.

Le tableau à gauche exprime le temps de plongée possible en fonction de la Pp O2.

Le SNC augmente en pourcentage selon le temps en minute passé à une Pp O2 selon le tableau en bas :

Si part exemple je passe 30 minutes à 30 mètres avec un nitrox 40/60 mon SNC sera : PpO2= 0,4 x 4 = 1,6 bar Ce qui correspond à un % SNC de 2,22 par minute. Soit 2,22 x 30 = 66,6 % du SNC.

Quelques recommandations pratiques

Utilisation de stick

Le gonflage au stick consiste à créer un mélange suroxygéné à l'entrée de la prise d'air en y injectant de l'oxygène pur et en analysant le taux d'O2. Le mélange se fait grace à un boitier électronique qui règle le débit en oxygène. Cela permet de limiter la manipulation de l'oxygène pur àu minimum mais ne permet pas de faire des mélanges à plus de 40% car il devra ensuite passer par le compresseur.

Particularités physiques

L'oxygène est un comburant, c'est à dire qu'il permet aux materiaux combustibles de s'enflammer. Lorsque l'oxygène est présent en grande quantité ( > 40% ), il peut, lorsqu'il est mis en pression de manière violente, enflammer les combustibles autour. C'est le phénomène de compression adiabatique : De plus si de la poussière ou de la graisse est présente cela va déclencher une explosion :

Mise en évidence

Un flexible

Un mélange graisse oxygène

Enfin la manipulation à elle seule peut générer des fuites et des explosions :

Chute d'une B50

Exemple d'accident

Les niveaux nitrox

Le code du sport défini deux niveaux de certifications nitrox :

• Plongeur Nitrox : Apte à utiliser du nitrox dont la teneur en oxygène n'exède pas 40%
• Plongeur Nitrox Confirmé : Apte à utiliser des mélanges dont la teneur va jusque 100%

Afin d'enseigner le nitrox il faut être moniteur à minima E2 et Plongeur Nitrox Confirmé ( annexe III-17b ).

Les différentes phases de l'effet Paul BERT

Gardez à l'esprit que ce problème est cyclique. Tant que la personne reste à cette tension d'oxygène l'effet continue.

Phase tonique : Contractions musculaires généralisées, s'accompagnant d'un blocage respiratoire et d'une perte de conscience. Dure environ 1 minute. Phase clonique : Convulsions généralisées faisant penser à une crise d'hyperoxie. La personne risque alors de sectionner son embout et/ ou de le perdre. Dure environ 2 minutes. Phase de repos : Relachement musculaire, reprise de la ventilation. Dure environ 3 minutes. Si la personne n'a plus sont détendeur à ce moment là, elle se noie.

Exemple de crise d'hyperoxique :

Il existe des signes annonciateurs de la crise hyperoxique mais qui sont difficiles à analyser.

La crise hyperoxique est facile à éviter, il suffit de ne pas dépasser la Pp 02 max et de la réduire si les plongeurs présentent des facteurs favorisant.

Le calcul du SNC permet aussi de calculer le risque d'accident en foncion de la Pp O2 et de la durée de la plongée.