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Calories et Plongée

  Calories et Plongée

 Calories et  Plongée

 

Un des problèmes rencontrés par les plongeurs à chaque immersion est bien celui de la lutte contre le froid. La déperdition thermique est en effet  un problème majeur et omniprésent dans la pratique de cette activité, nécessitant un contrôle permanent pour en limiter les effets.

De nombreuses recherches ont été effectuées dans ce domaine, la plupart du temps dans des centres d'essais militaires . Il faut savoir que la conductibilité de l'eau est 25 fois supérieure à celle de l'air. Cela veut dire que dans l'eau la déperdition calorique est vingt-cinq fois plus importante que dans l'air. On comprend aisément que la pratique de toute activité subaquatique soit très gourmande en calories et que tous les moyens naturels ou non seront mis en oeuvre pour préserver le risque d'hypothermie.

 

Les échanges thermiques peuvent s'opérer de quatre façons :

Premièrement: échanges par conduction

Il s'agit d'un échange qui s'effectue à travers un solide ou un fluide statique. L'échange thermique dépendra directement du gradient de température entre les deux faces du solide mais aussi de sa conductibilité thermique et donc de ses caractéristiques physiques. En ce qui concerne le corps humain l’échange se fera directement entre la peau et le fluide ou le solide tel que la combinaison .

Deuxièmement : échanges par convection

La notion du mouvement effectué par le plongeur est dans ce cas pris en considération. Le gradient de température entre la  peau et l’eau, ainsi que la vitesse du déplacement de l'eau ont une importance capitale sur la déperdition calorique. Certains paramètres sont directement liés à la nature du fluide et conditionneront la qualité de la convection. En profondeur le poumon participe aux échanges par convection de par l'augmentation du volume ventilé, élimina nt ainsi un plus grand nombre de calories. Il faut savoir également que l'hélium a une conductibilité thermique six fois plus importante que celle de l'air. Cela intéressera évidemment la plongée « tek ». Chaque fluide qu'il soit liquide ou gazeux possède un  coefficient de conductibilité thermique spécifique et qui modifiera l'importance de la déperdition calorique. Ce coefficient de convection est d'environ 2,5 W par mètre carré et par degré C, pour un homme nu à l'air, alors qu'il pourra atteindre dans l’eau 100 W.

Troisièmement : échanges par rayonnement ou par radiation

Ce mode d’échange est beaucoup moins important que les précédents et concernera davantage le cas du plongeur en caisson sec.

Quatrièmement : échanges par évaporation

L'évaporation d’un liquide absorbe de l'énergie thermique . Le résultat se traduit par  l'abaissement de la température cutanée, en ce qui concerne l'homme. Ce mode d’échange est très limité en ce qui concerne les activités du plongeur et la nature du milieu ambiant. Dans l'eau la sudation existe mais demeure négligeable du fait de l'impossibilité de l’évaporation, ceci en ce qui concerne les combinaisons humides.

 

Dans l'eau la plus grande partie des pertes caloriques s'opère par le phénomène de convection alors que dans l’air un sujet perd sa chaleur essentiellement par radiation ( à 50 %) et par évaporation d'eau au niveau des poumons (25 %), le reste se faisant par conduction et convection. Dans le cas du plongeur, la déperdition se fera par conduction au contact direct puis par convection entre cette couche mince et le reste du milieu aqueux . La déperdition calorique dépendra directement du gradient de température entre le corps du plongeur et l’eau mais également de l'épaisseur de la couche de contact appelée aussi couche limite et de la vitesse du déplacement du liquide. Il est admis que dans une eau à 33 °C il existe un équilibr e appelé « neutralité thermique » où pertes et production de chaleur sont en équilibre au niveau de l'organisme. Tout écart par rapport à cette température idéale entraîne des mouvements d'échange thermique très sensibles.

 

Les poumons participent également de façon non négligeable aux échanges thermiques entre le plongeur et son environnement. À l'air libre cela représente environ 1 % alors que sous l’eau le gaz inspiré, qui a déjà tendance à se refroidir lors de sa détente, viendra aggraver ces pertes caloriques pouvant aboutir selon le gaz utilisé et sa température à une tendance hypothermique . Au cours des expérimentations en plongée profonde il a été démontré de façon évidente l’extraordinaire déperdition de calories selon la température des gaz inspirés ainsi que  leur nature. L'augmentation de la ventilation accroît également cette déperdition.

Effets du froid :

La lutte contre le froid sera déclenchée par l'organisme dès que le plongeur sera confronté au milieu aquatique si celui-ci est inférieur à la température de neutralité thermique (33 degrés). Pour se protéger du froid l'homme dispose de plusieurs mécanismes notamment la vasoconstriction cutanée qui va diminuer les échanges thermiques au niveau de la peau  et épargnera ainsi une perte calorique importante. La survenue des frissons est un mode de fabrication de chaleur qui viendra en renfort pour limiter cette déperdition.

C'est au niveau des extrémités que cette vasoconstriction est la plus sensible pouvant même aller jusqu'à une sensation semblable aux gelures . On comprendra aisément l'importance de la protection des extrémités par exemple par les gants ou les chaussons. Au niveau pulmonaire également des phénomènes de défense peuvent être mis en évidence en cas d'inhalation de gaz trop froid. C'est ainsi qu'il a été observé l'apparition de bronchospasmes lors de plongée à grande profondeur.

Cette déperdition calorique, si elle n'est pas compensée d'une façon ou d'une autre, aboutira à un état d'hypothermie qui va s'installer peu à peu et dont l'intensité aura des conséquences physiologiques de gravité variable. L'hypothermie provient du fait que le sujet perdra plus de chaleur qu’il ne peut en produire et que sa température interne descendra en dessous de 35 degrés. Au fur et à mesure que la température centrale du corps humain va descendre on verra apparaître des symptômes cliniques dont la gravité ira croissante et la classification présentée dans l'excellent ouvrage « Physiologie et Médecine de la Plongée » de B.Broussolle (Ellipses)  sera un aperçu très significatif.

37 degrés: température normale

36 degrés : augmentation du métabolisme, frissons, engourdissement psychique

35,5 degrés: limite des hypothermies expérimentales volontaires

34 degrés : limite des réponses normales

33 degrés : limite d’une hypothermie sévère

32 degrés : troubles de la conscience majeurs

31 degrés : pression artérielle difficile à mesurer

30 degrés : perte de conscience, rigidité musculaire spastique, hypertonie permanente due aux frissons, arythmie cardiaque et ventilatoire

28 degrés : risque de fibrillation ventriculaire

27 degrés : aréflexie totale, inconscience totale, mort apparente

25 degrés : fibrillation ventriculaire spontanée

24 degrés : oedème pulmonaire

20 degrés : arrêt cardiaque

18 degrés : température la plus basse d’une hypothermie accidentelle avec récupération du malade

9 degrés : température la plus basse d’une hypothermie thérapeutique

 

Il est bien évident que cette classification ne pourrait concerner le plongeur sportif que dans des conditions exceptionnelles ou accidentelles. On comprend aisément l'acharnement des fabricants à promouvoir des vêtements de qualité dont le seul but est de limiter au maximum la déperdition calorique afin d'améliorer le confort et la sécurité du plongeur en toute circonstance. Il suffit de considérer  l'éventail  des combinaisons proposées sur le marché pour comprendre que chaque circonstance de plongée pourra bénéficier d'un vêtement adapté qu'il soit humide ou sec.

Se souvenir également que le réchauffement du plongeur en hypothermie peut s'avérer délicat et qu'il faut éviter les deux écueils possibles qui seront le collapsus de réchauffement et la fibrillation ventriculaire.

Il est important aussi de savoir que toute vasoconstriction de quelque tissu que ce soit, en diminuant sa perfusion sanguine contribue à entraver la qualité de la décompression. La qualité du « dégazage » est proportionnelle à la vascularisation locale. Ceci constitue un facteur qu'il faudra prendre en considération dans le mode de décompression choisie et un programme adaptable sera en l'occurrence le bienvenu.

En tout état de cause mieux vaut agir en amont et privilégier la qualité de la protection qui aura d'autant plus d'importance que l'eau sera froide ou la plongée longue. Trop souvent certains plongeurs sous-estiment l’importance du vêtement notamment en eaux dites « chaudes »: les déperditions thermiques ne sont jamais négligeables et ont une importance directe sur le processus de décompression . Le T-shirt  n’est pas une protection acceptable et relève du plongeur folklorique ! Le port de gants et chaussons s’avère particulièrement efficace quand on imagine le véritable diffuseur de calorie que constitue par exemple une main. Un vêtement est aussi une parade aux contacts intempestifs avec la flore ou la faune parfois urticariante, tel le corail de feu.

Fort de tous ces conseils vous ne pourrez plus négliger cet important volet de la plongée sur la maîtrise en matière de déperdition thermique et vous garderez en mémoire l’équation :

 

Protection Thermique = Confort + Sécurité

 

 

                                                                                    Docteur Michel Struye

 

Bibliographie : « Physiologie et Médecine de la Plongée » de B.  Broussolle aux Editions Ellipses

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