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Synthese DAN/UWATEC

 Synthese DAN/UWATEC

 

Synthese DAN/UWATEC

On aurait pu croire que tout était acquis concernant les méthodes de décompression et que le plongeur serait en droit d’utiliser ad vitam eternam son ancien ordinateur de plongée, au pire sa table favorite ! Trop d’inconnues demeuraient cependant, avec des anomalies survenant lors de décompressions apparemment bien conduites.

La plupart des modèles actuels tirent leur origine du modèle de John Scott Haldane (1908) et de ses fameuses théories dont on sait maintenant qu’elles ne sont pas toujours vraies, même si elles ont permis de promouvoir avantageusement les procédures de décompression.

 Avec le temps de nombreux chercheurs devaient améliorer ces théories et aboutir à de nouvelles recherches ou découvertes :

* noyaux gazeux, présents dans l’organisme et capables d’initier la formation des bulles,

* élimination pulmonaire des bulles « capturées » par les alvéoles,

* passage de bulles d’azote dans le flux sanguin,

* existence de bulles silencieuses,

* rôle de la sursaturation des tissus, de la vitesse de remontée, de l’état du filtre pulmonaire,

* « blocage » circulatoire par l’agrégation cellulaire autour des bulles ,

* phénomène de sludge (sorte d’épaississement du sang),

* abrasion de l’endothélium vasculaire (paroi interne des vaisseaux) par l’embolie gazeuse,

* activation des leucocytes (globules blancs)  etc…

Les modèles non haldaniens sont maintenant une réalité : modèle statistique (Thalmann 1993, Hamilton, Weathersby, Van Lieuw…), Population Balance Model (Gurmen 1999), modèle linéaire exponentiel (Thalmann 1991), SLAB Model (Hennessy, Hempelmann 1988), modèle à perméabilité variable (Yount, Hoffmann), Reduced Gradient Bubble Model (Wienke 1992) et autres nouveautés (Imbert, Powell, Gurmen…). Autant dire que rien n’e st simple en matière de plongée et si les plus prestigieux chercheurs cherchent encore, c’est dire que l’observation est plus que jamais d’actualité car il est légitime de refaire parfois ce qui fut  fait plus tôt avec des moyens beaucoup moins précis (Doppler).

DAN et Uwatec décidaient donc conjointement de mieux comprendre la décompression, sous un jour nouveau, en explorant de manière pragmatique les réactions physiologiques des plongeurs à l’occasion de leurs plongées loisir. Uwatec est connu de la plupart des plongeurs comme étant un des plus grands fabricants d’ordinateur de plongée, sinon le pionnier mais

tout  plongeur averti devrait également connaître la signification du sigle  DAN.

Ces lettres signifient Divers Alert Network : en clair cela veut dire « réseau de sécurité des plongeurs ». Il s'agit en fait d'une organisation à but non lucratif née en 1980 à l'initiative de scientifiques hyperbares . Au départ, ces scientifiques américains et italiens avaient compris que tout ce qui touchait la plongée sous-marine nécessitait des compétences particulières n'ayant rien à voir avec des structures déjà existantes. Cette organisation s'est investie de missions tant sur la prise en charge des plongeurs accidentés ou en difficulté que sur l'enseignement et la recherche. La mission de DAN, définie par l'organisation elle-même, est de maintenir fonctionnel un réseau international de centrales d'alarme  actives  24 heures sur 24 en cas d'urgence, pouvant garantir à chaque plongeur une assistance spécialisée dans le monde entier. DAN veut également être présente pour tout ce qui touche les problèmes de plongée. DAN dirige également des programmes de recherche scientifique touchant la sécurité en plongée, organise des cours et des congrès afin de mieux faire connaître les phénomènes de la physiologie dans les activités de plongée sous-marine. Cette organisation également apporte son aide sur le plan financier et permet l'implantation de centres hyperbares dans des pays qui en sont dépourvus. Le réseau de DAN International se divise en cinq branches présentes sur les cinq continents. Ces centrales d'alarme principales se situent en Australie, en Suisse, au Japon, aux États-Unis et en Afrique du Sud. En ce qui concerne l'Europe il existe des branches de l'organisation dans chaque pays. DAN Europe  étend sa responsabilité et son action dans le Moyen-Orient et dans l'Océan Indien. Les plongées en Mer Rouge et aux Maldives sont assistées par l'Europe. Tout plongeur peut s'inscrire à cette organisation afin de bénéficier des avantages qui lui sont propres.

Ce qui en l'occurrence nous paraît très important c’est le programme de recherche que DA N a mis en oeuvre dans des domaines aussi variés que le vol après immersion, le projet de plongée sécurité, les incidences sur les malformations cardiaques congénitales en plongée, asthme, diabète et plongées, physiologie de l'apnée, hypothermie et plongées , céphalées en immersion… Selon le niveau de compétence de chacun, que l’on soit simple plongeur ou moniteur, DAN apporte une réponse adaptée et une compétence à la mesure des différentes attentes.

Nous sommes particulièrement attentifs aux travaux effectués par DAN en ce qui concerne le suivi de plusieurs milliers de plongées et l'incidence que cet enseignement pourrait avoir sur les phénomènes de décompression. Cette étude internationale permettra en effet d'affiner les paramètres de la décompression et de pouvoir offrir aux plongeurs une sécurité accrue. On sait aujourd'hui que seule l'exploitation statistique de très nombreuses plongées pourra permettre une meilleure compréhension des phénomènes physiologiques étudiés dans des conditions très variées mais correspondant à la réalité du terrain. Cet enseignement est donc primordial pour les réflexions futures. Etude «  Plongée Sûre  » (Safe Dive Project ) :telle était la dénomination de l’étude réalisée par DAN et UWATEC entre 1994 et 1999 dans le cadre d'un programme destiné à mieux connaître la décompression chez les plongeurs loisir. Nous savons tous que l'expérimentation en caisson hyperbare est utilisée dans les  programmes de recherche sur la décompression mais cela ne peut reproduire de façon exacte les phénomènes étudiés en milieu naturel. DAN a donc proposé avec l'aide d’UWATEC, principal fabricant d'ordinateurs de plongée, de contrôler et d'étudier un grand nombre de plongées réalisées par des plongeurs volontaires, de forme physique moyenne , correspondant donc aux plongeurs standards. Toutes ces plongées ont été réalisées en milieu naturel, dans des conditions également standards et surtout en toute liberté. Les plongeurs ont donc pu évoluer sans aucune contrainte de quelque sorte que ce soit. Pour réaliser ce programme il a fallu mettre en oeuvre un protocole d'expérimentation avec l'aide de nombreux volontaires, à différents niveaux. Tous ces volontaires ont été hiérarchisés selon leurs compétences et leur rôle à jouer dans l'expérimentation. Les plongeurs de base ont été recrutés parmi la population locale des plongeurs, au-dessus d’eux dans l'échelle des compétences ont été formés des « opérateurs de recherche » puis des « techniciens de recherche » et enfin des « spécialistes de recherche » . Tout ceci étant contrôlé par le « superviseur local ». Les opérateurs et les techniciens étaient en général recrutés parmi les instructeurs ou les guides de plongée. Un enseignement spécial leur avait été prodigué afin d'appliquer un protocole parfaitement établi où chaque plongeur devait remplir un questionnaire et accepter à l'issue de la plongée l'examen Doppler dont le but était d’apprécier la quantité de bulles éventuelles générées durant la plongée . Il a fallu au préalable superviser et coordonner la formation et la mise en place de ces explorati ons afin que leur réalisation soit possible sur le plan technique. La qualité de la formation des opérateurs était en effet un élément primordial pour obtenir des résultats précis. Chacun avait des compétences particulières selon le rôle attribué. Un kit a été mis à la disposition de chaque opérateur ou technicien comprenant un manuel explicatif, un questionnaire, une « boîte noire » de plongée , une interface de lecture, un enregistreur Doppler avec ses accessoires. UWATEC a réalisé ces fameuses boîtes noires qui étaient en fait des ordinateurs de plongée capables de recueillir tous les paramètres de la plongée tels que profondeur, temps d'immersion, température de l'eau, vitesse de remontée etc. L'écran de cet appareil ainsi que toutes les alarmes avaient été neutralisés et le plongeur utilisait librement la table où l'ordinateur de son choix. L'appareil d'UWATEC n'avait donc pour but que de recueillir le profil exact de la plongée et ses principaux paramètres. À l'issue de celle-ci, la lecture des paramètres était réalisée par l'intermédiaire d'un ordinateur et de l'interface spécifique. Toutes ces données étaient classées et complétées par l'examen Doppler. Cet examen était réalisé dans les trente minutes suivant l’émersion puis toutes les quinze minutes pendant 75 à 90 minutes. Il était demandé aux opérateurs de savoir procéder avec précision aux enregistrements sur bande magnétique . L'ensemble du dossier comportant donc pour chaque plongeur le questionnaire, les paramètres de la plongée et l'enregistrement Doppler était ensuite adressé à DAN pour lecture et interprétation des données, notamment les enregistrements Doppler qui ne peuvent être lus que par des personnes très entraînées et peu nombreuses. Venait ensuite l'étape statistique pour corréler tous les paramètres entre eux, notamment les niveaux de bulles appréciés par examen Doppler. Il existe des classifications bien précises pour évaluer la formation des bulles et po uvoir ainsi les classer en différentes catégories après écoute des enregistrements. La miniaturisation des appareils Doppler a permis de réaliser tous les enregistrements sur les bateaux dans des conditions acceptables. La précision des matériels utilisés a permis de garantir une fiabilité maximale. Il faut rappeler que l'effet Doppler n'est pas un enregistrement sonore direct des bulles mais qu'il est en fait la traduction sonore du réfléchissement d’une onde sur un obstacle éventuel, en l'occurrence des bulles. C'est ainsi que 16 230 plongées ont pu être étudiées entre 1994 et 1999. Toutes les plongées n'ont pas été exploitées  de façon optimale mais leur grand nombre a permis d'obtenir des résultats statistiquement exploitables. Cette étude a eu l’avantage d'être réalisée dans des conditions naturelles de plongée, s'adressant à une population standard de plongeurs, utilisant eux-mêmes toutes sortes de modèles de décompression sans aucune contrainte. C'est ainsi que les résultats portaient sur des plongeurs de tout âge, des deux sexes, de condition physique différente, de niveaux différents, réalisant des plongées de tous types , et correspondant ainsi à la réalité quotidienne de la pratique de ce sport. La plupart des autres collectes de renseignements ont toujours été réalisées dans des populations bien précises telles que les militaires ou les milieux professionnels. Bien entendu toute expérimentation doit faire l'objet d'une critique attentive et rigoureuse, soumise aux lois de la statistique avec la prise en compte des biais d'erreur et autres pondérations habituelles. Cette étude de grande envergure a pu être menée à bien grâce au bénévolat de tous les intervenants et l'aide matérielle de DAN et d'UWATEC qui ont pris à leur charge équipements Doppler, élaboration des ordinateurs et exploitation statistique des paramètres etc... Toutes les données recueillies ont été mises à la disposition des plongeurs et des fabricants, de façon gracie use. L'enseignement de cette recherche permet aux futurs ordinateurs de voir leurs programmes ajustés en fonction de l'enseignement recueilli. La plupart des chercheurs dans le domaine de la décompression sont convaincus que les modifications des programmes de décompression seront basées essentiellement sur l'exploitation statistique des données. Pour être perfectionniste il faudra sans doute encore beaucoup de travail et prendre en considération bien d'autres paramètres  pour tendre vers le « risque zéro ». En effet nous avons vu qu'il existait des caractéristiques individuelles physiques en chaque plongeur dont l'étude serait difficile et onéreuse telles que recherche systématique de foramen ovale ou de troubles de la coagulation. Toutefois cette étude « Plongée Sûre » est un fait marquant dans l’approche des méthodes de décompression proposées aux plongeurs sportifs.            Nous avons vu comment ont procédé DAN et Uwatec sur le plan pratique. Une fois ces résultats recueillis la deuxième partie du programme voyait le jour dans le cadre du DAN-UWATEC Diving Safety Lab. Il s’agissait, fort des données du Project Safe Dive, récoltées sur le terrain, d’affiner les profils de décompression en utilisant des caissons hyperbares pour tester les « Effets de variation de la vitesse de remontée et des profils de plongée sur la production d’embols gazeux veineux circulants et sur l’incidence des accidents de décompression dans la plongée à l’air » (intitulé de l’étude). Les intervenants de cette étude font tous autorité en leur domaine tels que  A. Marroni , R. Cali Corleo (Fondation DAN Europe, Division de Médecine Hyperbare à l’Université de Malte, DAN-Uwatec Diving Safe Laboratory), C. Balestra (Haute Ecole Paul Henri Spaak de Bruxelles), P. Longobardi (Centro Iperbarico, Ravenna, Italie), E. Voellm (Uwatec AG, Hallwill, Suisse) M. Pieri (Fondation DAN Europe), R. Pepoli (Ravena Sub, Italie).

De nombreuses questions étaien t posées : quelles corrections de l’algorithme de calcul étaient capables de réduire la production de bulles, le niveau détecté au Doppler ? Pourquoi le maximum de bulles était-il détecté 30 à 40 minutes après la plongée ? Pourquoi y a-t-il de grandes différences de niveau de bulles détectées, selon les sujets et pour une plongée identique ? Pourquoi tous les sujets « bulleurs » ne développent-ils pas un accident de décompression (ADD) ? Quel est le lien physiopathologique entre bulles et ADD ? Quels sont les éventuels facteurs encore ignorés à ce jour, susceptibles d’influencer la production de bulles ? etc…

Examinons ce qui a été fait.

En mer 5% des plongées furent effectuées à moins de 10 m, 23% entre 10 et 20 m, 56% entre 20 et 40 m, 13% entre 40 et 50 m et 2% au-delà de 50 m.

En caisson furent utilisés 3 sortes de profils carrés pour étudier les paramètres recherchés : une plongée isolée de 60 minutes à 20 m, une plongée isolée de 10 minutes à 40 m et une série de 3 plongées de 16 minutes à 30 m avec des intervalles de surface de 75  minutes. Les plongées réalisées utilisaient l’algorithme ZH-L8 ADT (Uwatec) puis des algorithmes modifiés pour refaire les mêmes plongées, une semaine après. Parmi les modifications on notait l’introduction de paliers plus profonds (9 et 6 m) ou des variations de vitesses de remontée. Les enregistrements Doppler furent classés selon une classification Spencer modifiée : pas de détection de bulles, détection de bulles faible, haut niveau de détection et très haut niveau de détection de bulles).

Au terme de cette vaste étude, en mer et en chambre sèche, certains éléments se font plus insistants en confirmant des faits que l’on savait déjà mais surtout en affinant ces résultats pour déboucher sur des modifications d’algorithmes qui pourront être utilisés dans les ordinateurs de plongée Uwatec en l’occurrence.

Tout d’abord tout es les études convergent vers le fait que la plongée n’est pas une activité à risque dans la mesure où le taux des accidents est faible, soit environ 0,06 %. La plupart des sports passent bien avant la plongée et pourtant cette discipline demeure encore dans la catégorie des sports à risques pour de nombreux assureurs ! Il serait temps de corriger cette renommée injustifiée.

En ce qui concerne les principaux résultats on doit retenir que le côté successif de la plongée est un facteur aggravant très significatif ainsi que la profondeur et le temps passé au fond.

Pour sa part DAN Europe a mené à bien, entre 1995 et 1999, 2105 plongées loisir entièrement monitorisées à l’occasion de 77 missions de recherche avec l’aide de 106 opérateurs et de plus de 500 volontaires. Pas un ADD ne fut recensé. 2136 enregistrements Doppler furent collectés, 409 rejetés pour défaut technique et 521 comportaient en outre des enregistrements complémentaires toutes les 10 minutes à l’issue de la plongée et pendant 90 minutes .Pour ce groupe on peut exprimer les résultats par ce tableau :

 

Niveau de bulles au Doppler

Toutes les plongées

Plongées successives

Bulles non détectables

55%

15%

Faible niveau de bulles

22%

18%

Niveau élevé de bulles

16%

30%

Très haut niveau de bulles

7%

37%

 

 

On a détecté des bulles dans 37,4% des plongées totales (25,4% de niveau faible de bulles et 12% de niveau élevé) . C’est lors des plongées successives que tout change avec 67% de niveaux élevés au total ! Sans aucun doute ce résultat s’avère être le plus spectaculaire et laisse imaginer ce que doit être  un modèle de décompression : il faut actualiser de manière impérative les programmes de décompression et reconsidérer le nombre de successives raisonnables, sans parler des profils multiples ! L’intérêt d’un modèle adapté en  « toutes circonstances » est évident tout en reconnaissant que dans le domaine des successives notamment, il sera délicat d’obtenir un algorithme miracle . Attention aux publicités tropicales proposant des « plongées illimitées » journalières !

En règle générale on peut dire que les « hauts niveaux » de bulles détectées sont en rapport avec  les compartiments rapides et moyens, avec des pressions partielles de l’azote veineux supérieur à 1100 mbar, avec une PltN2 > 80% de la MValue, avec le débit gazeux de décompression, avec la profondeur de la plongée et avec les plongées répétitives. L’introduction de paliers supplémentaires lors de la remontée a diminué le niveau de bulles détectées. L’utilisation des ordinateurs améliorés a limité ce niveau de manière significative. Le respect des 1100 mbar de PvN2 a ne pas dépasser est un élément important. Ne pas oublier que le maximum de bulles d’azote dans le sang se situe entre 30 et 40 minutes après la sortie de l’eau, sachant qu’il est possible d’en retrouver bien plus tard. Attention aux efforts après la plongée tels que porter les blocs, tirer l’ancre etc…Les hauts niveaux de bulles apparaissent plus tôt que les faibles niveaux. La diminution de l’angle de la pente de remontée semble diminuer la formation bullaire .

Enfin un mot pour rappeler le « cas particulier » du Foramen Ovale , qu i en fait peut concerner un quart de la population et qui a une incidence toute particulière dans la survenue des ADD. La présence d’un FO dans les ADD cérébraux est par exemple de 80% et de 35% pour les ADD médullaires. Foramen ovale : derrière cette terminologie quelque peu abstraite se cache une réalité intéressant au plus haut point les plongeurs. En effet, de plus en plus, ce terme est rencontré dans toutes les études sérieuses concernant l’optimisation des profils de décompression. Il s'agit là d'un phénomène anatomique tout à fait banal chez le simple terrien, mais qui revêt une importance non négligeable dans la population des plongeurs. Ce terme barbare évoque en fait une particularité anatomique issue du développement de l'embryon humain. Le foramen ovale est un orifice situé entre les deux oreillettes du cœur , présent de façon normale chez tout fœtus, mais qui avec l'âge est censé se refermer de manière définitive. Toutefois une frange non négligeable de la population voit cet orifice du coeur demeurer potentiellement perméable au-delà des premières années de l’enfance nécessaires à sa fermeture. Selon les chercheurs, environ un quart des individus garde  ce foramen ovale qui est parfaitement toléré dans la vie de tous les jours. La quasi-totalité des sujets passera toute son existence sans savoir qu'elle avait en elle ce vestige embryonnaire. Le cœur, chacun le sait est divisé en quatre cavités, deux oreillettes et deux ventricules. Un mur vertical sépare le côté droit du côté gauche et en assure normalement l'étanchéité. Le rôle de cette cloison étanche est important chez le plongeur au moment de la décompression. En effet le sang chargé de  bulles arrive à l'oreillette droite, est chassé ensuite dans le ventricule droit pour être enfin expulsé à travers le poumon qui fait office de filtre. C'est à ce moment-là que l’azote est évacué à l'extérieur. Après avoir traversé le poumon, le sang, débarrassé de ses bulles, du m oins des plus importantes, est dirigé sur l'oreillette gauche, qui de la même façon l’expulse  dans le ventricule  gauche agissant comme une pompe puissante pour chasser le flux sanguin dans tous les vaisseaux de l'organisme et assurer ainsi l’alimentation en oxygène de tous les tissus avant le retour du sang vers le coeur droit. Durant ce périple il va se charger  en bulles d'azote plus ou moins importantes qui finiront  leur vie, piégées dans le poumon. Si par hasard une communication existe entre le coeur droit et le coeur gauche, en l'occurrence au niveau des deux oreillettes, on comprend aisément que le sang encore chargé de bulles  d'azote puisse repartir dans la circulation artérielle gauche (grande circulation) sans être passé au préalable par le filtre pulmonaire. On assiste alors à l'arrivée éventuelle de grosses bulles qui sont réexpédiées dans la circulation artérielle en direction des différents organes. Ces bulles déjà grosses, sont susceptibles de s'enrichir encore en azote lors de leur deuxième passage et de devenir de véritables manchons gazeux capables parfois d'obstruer de petits vaisseaux, entraînant dans la zone concernée un blocage des échanges en oxygène. On comprend que tout  plongeur qui possède un foramen ovale perméable a une décompression « différente » et que celui-ci doit tenir compte de cette « anomalie », banale certes, mais capable de générer des modifications lors de la décompression. Il existe différents degrés de perméabilité au niveau de cet orifice. Même si on admet qu’un  plongeur sur quatre présente cette particularité il faut toutefois pondérer notre réflexion en sachant que certains de ces orifices ne laisseront passer le sang du côté droit vers le côté gauche que sous certaines conditions telles qu’un effort, une manœuvre de Valsalva, un profil yo-yo… Il existe des méthodes pour tenter de dépister les foramen ovale mais  la plupart du temps ces méthodes sont relativement complexes à réaliser et restent plutôt réservées aux plongeurs ayant présenté des problèmes lors d'une décompression antérieure. Beaucoup de plongeurs heureusement possèdent un foramen ovale peu perméable ce qui limite en ce sens les risques d'embolisation gazeuse du sang gauche. Cependant la fréquence de cet élément doit être prise en compte dans l'utilisation des méthodes de décompression. Faute de connaître les plongeurs porteurs de ce vestige embryonnaire il paraît logique d'adapter les modélisations mathématiques de décompression à cette éventualité. Les algorithmes récents prendront en compte ce cas de figure afin de limiter au maximum le risque lors de la décompression. Pendant de longues années ce phénomène  était le plus souvent oublié ou négligé.  Les études d'accidents de décompression « immérités » a débouché sur une meilleure connaissance de l'anatomie et de la dynamique circulatoire lors des activités de plongée. Il n'est plus possible désormais d'ignorer cet état de fait tout comme un plongeur averti doit comprendre pourquoi des modifications dans les procédures de décompression sont actuellement proposées dans les ordinateurs les plus performants. Le foramen ovale ne peut pas être considéré comme une  véritable anomalie mais seulement comme une particularité anatomique, vestige de l'embryologie cardiaque humaine. C’est seulement dans le cadre des activités subaquatiques qu'il importe d'en tenir compte. Une meilleure adaptation des modèles de décompression accroît  la sécurité des plongeurs concernés.

On comprend aisément à l’issue de la présentation rapide de cette étude que de nombreux paramètres conditionnent les phénomènes de la décompression dans la plongée à l’air qui est pourtant la plus simple. De même il paraît évident que tous les paramètres individuels ne pourront être pris en compte de par leur diversité. Toutefois un programme de décompression « modulable » peut s’adapter d’avantage qu’un modèle fixe et répondre ainsi à l’attente de plus nombreux plongeurs. Un ordinateur reste une aide à la décompression même si cette aide devient de plus en plus sophistiquée. Faute de pouvoir modifier la physiologie de l’homme qu’il nous soit au moins permis de profiter du résultat d’observations plus fines. L’étude DAN-UWATEC en est un bel exemple.

 

 

 

 

 

 

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