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On comprend mieux la physique des accidents de décompression

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Connus depuis plus d'un siècle, les accidents de décompression cachent encore quelques mystères touchant à l'essentiel : la formation de bulles d'azote dans les tissus des plongeurs remontant trop vite. Un chimiste canadien insiste sur l'importance de la tribonucléation pour comprendre le phénomène.

Un plongeur dans les eaux du Mexique. Crédit : Soljaguar-GNU Free Documentation License

Ce n'est paradoxalement pas chez les plongeurs mais chez les mineurs que les premiers symptômes des accidents de décompression ont été découverts et décrits. C'était en 1841 en effet, lorsque des surpressions artificielles étaient produites dans des mines de charbon pour prévenir les infiltrations d'eau. Quelques dizaines d'années plus tard, les plongeurs en scaphandre et d'autres personnes travaillant en milieux pressurisés souffrirent des mêmes problèmes, à tel point que le gouvernement britannique finit par demander en 1907 à John Scott Haldane, un physiologiste irlandais spécialisé dans la respiration, de se pencher sur cette énigme.

Haldane découvrit ce que tout plongeur en scaphandre passant son niveau N1 doit aujourd'hui savoir. Lorsque la pression de l'air augmente, la quantité d'azote dissous dans le sang augmente également. Lors d'une remontée en surface trop rapide, la dépressurisation provoque la formation de petites bulles d'azote au sein des tissus, dans le milieu intercellulaire. Avec la diminution de la pression, ces bulles vont augmenter de volume et peuvent alors provoquer une embolie en obstruant la circulation sanguine dans les artères. Elles peuvent aussi se former dans la moelle épinière et l'endommager, pouvant ainsi causer des paralysies irréversibles.

Pour pratiquer la plongée en scaphandre autonome et explorer le Monde du Silence du commandant Cousteau, il faut donc être bien conscient des risques liés aux accidents de décompression.


Cette séquence présente des images de plongeurs de l'équipe Cousteau et des vues sous-marines extraites des films Cousteau. Crédit : équipe Cousteau

Entre les cellules, des cavités minuscules coincent les bulles

La solution pour éviter les accidents de décompression a été indiquée par Haldane lui-même. Il suffit de ne pas remonter trop rapidement et d'observer des paliers de décompression à des profondeurs données et pendant un certain temps, fonction de la profondeur atteinte et de la durée de la plongée. De cette façon, l'azote dissous dans les tissus a le temps d'en sortir sans que se forment les dangereuses bulles.

En se basant sur la loi de Henry qui exprime le fait qu'à 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, Haldane a pu donner les premières tables de décompression.

Toutefois, à y regarder de plus près, le modèle de Haldane est problématique et montre des limites. On peut même soutenir que des bulles d'azote ne seraient pas suffisamment stables pour se former dans les tissus. C'est pourquoi d'autres modèles ont été proposés, notamment celui de la tribonucléation, c'est-à-dire la formation de minuscules bulles à la surface d'un solide immergé. En l'occurrence, selon ce modèle, des bulles se forment et grandissent entre des cellules, là où leurs zones de contact sont imparfaites, ménageant des cavités.

Selon l'article publié par Saul Goldman, la prise en compte correcte de l'élasticité des tissus dans les calculs thermodynamique de formation et de croissance des bulles lors de la décompression montre que ce serait en fait la bonne explication.

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