ATPL FCL040 Performance humaine et limitations

1. ATPL FCL040Performance humaine et limitations Partie 2 LES RISQUES DE L’ALTITUDE

2. Les bases physiologiques et médicales • Le système respiratoire • Les effets de l’altitude

3. Le système respiratoire • Besoins en oxygène • Physiologie • Circulation

4. La respiration • La respiration permet de fournir de l’énergie en brûlant le glucose avec de l’oxygène • L’hémoglobine, présente dans le sang, transporte l’O2 vers les cellules • Elle évacue le résidu qu’est le CO2

5. Le système respiratoire humain • Les poumons servent d’échangeur respiratoire • Le processus d’échange O2/CO2 est appelé ventilation • Le taux respiratoire s’adapte pour satisfaire les changements des besoins métaboliques

6. Les besoins en oxygène • La fréquence respiratoire moyenne chez l’adulte est de 10 à 15 inspirations par minute • A chaque inspiration, un volume de 0,5l est inhalé mais peut aller jusqu’à 5,5l • Au repos le corps humain consomme 5 à 7l/min soit environ 250ml d’oxygène • En cas de charge de travail maximale l’organisme peut avoir besoin de 120l/min

7. Le poumon • Lieu de la respiration externe • Composants: • Trachée • Bronche droite • Bronche gauche • Veine pulmonaire • Sang riche en O2 • Sang pauvre en O2 • Artère pulmonaire

8. Les alvéoles • L’échange de gaz a lieu dans les sacs d’air terminaux situés dans les poumons • Les alvéoles sont reliées aux tubes bronchiques qui sont à leur tour reliés à la trachée

9. Les capillaires • Réseau de petits vaisseaux sanguins dont les parois ont une seule couche de cellules • Ils interagissent avec les tissus dans tout le corps pour livrer l’oxygène et les aliments • Ils évacuent le CO2 et d’autres déchets.

10. Le sang • Suspension de cellules dans un liquide complexe : le plasma • Le plasma est constitué d’eau, de sels minéraux, de molécules organiques (glucides, protides, lipides), d’hormones, de fibrinogène et de gaz dissous (azote). • Sérum = plasma - fibrinogène • Assure la stabilité du milieu intérieur

11. L’hémoglobine • Petite protéine contenant du fer qui absorbe l’oxygène gazeux dans les poumons et le transporte dans les tissus. • Principal constituant des globules rouges (un tiers de leur poids). • Sa petite taille (un millième du diamètre d’un globule rouge) lui donne un grand pouvoir de diffusion. • Structure creuse à quatre unités (tetramère) qui retiennent quatre atomes de fer (Fe2+) en leur centre. • Le fer fixe l’oxygène disponible dans les poumons pour le transporter et le libérer dans les tissus.

12. Circulation sanguine • Distribution de l’O2 • La quantité d’O2 transportable dépend de la pression que l’O2 de l’air exerce sur le sang pendant qu’il traverse les poumons

13. Système circulatoire • Le sang riche en O2 est appelé artériel • Le sang pauvre en O2 est appelé veineux

14. Cœur Veine cave supérieure Aorte Artère pulmonaire • Les vaisseaux qui vont vers le cœur s’appellent des veines, elles sont reliées aux oreillettes • Les vaisseaux qui quittent le cœur s’appellent des artères elles sont reliées aux ventricules • La partie gauche du cœur pompe le sang artériel vers le corps (en rouge) • Le sang veineux retourne vers la partie droite du cœur qui le pompe vers les poumons (en gris) Veine pulmonaire Veine cave inférieure

15. Petite et grande circulation • Petite: du cœur depuis et vers les poumons • Grande: du cœur depuis et vers le reste du corps • Dans la petite circulation, l’artère pulmonaire transporte du sang pauvre en 02

16. Effets de l’altitude • Hypoxie • Barotraumatismes • Dysbarisme • Hypothermie, hyperthermie • Déshydratation • Rayonnements

17. L’atmosphère • Baisse de pression atmosphérique de 1hPa par 28ft • Baisse de la température de 2°C par 1000ft

18. Un effet physiologique de l’altitude : l’hypoxie • La pression partielle en oxygène PO2 régule la saturation de l’hémoglobine en oxygène • c’est à dire la quantité d’oxygène utilisable par les tissus • L’effet de la diminution de PO2 est appelé hypoxie

19. Circonstances d’apparition • L’hypoxie apparaît au dessus de 3500m • Certaines personnes peuvent y être sujettes à des niveaux proches des altitudes cabine (4500ft) comme les cardiaques

20. Saturation du sang en oxygène • 98% de l’hémoglobine suffit pour transporter l’O2 en conditions normales • C’est un rendement • A 10000ft, l’hémoglobine est saturée à 90%

21. Causes additionnelles de privation d’oxygène • Influence de la constitution personnelle • Tabac: 1 paquet par jour équivaut à l’altitude de 7000ft • Mauvaise circulation: age et corpulence • Anémie: manque d’hémoglobine • Gravité: facteur de charge • La combinaison de ces symptômes aggrave les dangers premiers de l’hypoxie

22. Symptômes de l’hypoxie d’altitude

23. Temps de conscience utile • Le minimum de saturation du sang en O2 est de 88% • Le TCU est le temps disponible pour réagir • Il faut agir vite: • Mettre le masque: 100% • Établir la communication

24. TCU moyen Au dessus de 38000ft, l’apport d’oxygène en surpression est nécessaire pour compenser la faible pression atmosphérique

25. Tolérance à l’hypoxie Toute baisse de la pression partielle en oxygène s’installant de manière progressive favorise la résistance à l’hypoxie

26. Stimulation du centre de la respiration • L’augmentation de la ventilation est la réponse de l’organisme à l’augmentation de l’activité physique car il y a plus de CO2 à évacuer • En conséquence, en altitude, quand il y a moins d’O2 disponible, le taux de CO2 augmente, l’hyperventilation se produit

27. Hyperventilation • Cause: • Respiration rapide et profonde quand une situation stressante est rencontrée en vol • Effets: • Décroissance rapide de la quantité de CO2 dans le sang • Symptômes: • Similaires à ceux de l’hypoxie • Suffocation, somnolence, sensation de tête lourde, désorientation

28. Conséquences de l’hyperventilation • Elle peut mener à la perte de conscience • Elle fait donc bon ménage avec l’hypoxie • Attention à la respiration trop profonde en altitude

29. Prévention de l’hyper ventilation • Garder son rythme respiratoire sous contrôle • Respirer dans un sac posé sur le nez et la bouche pour augmenter le volume de CO2 inspiré • Se parler à soi même ou crier

30. Les barotraumatismes • Conséquence d'une différence de pression entre les cavités du corps humain (sinus, intestin, …) et l'environnement. • atteignent, lors des décompressions rapides, le tube digestif en provoquant des douleurs qui peuvent aller jusqu'à la syncope; les dents (caries), et les poumons. • Les barotraumatismes peuvent atteindre en descente l'oreille moyenne (otite barométrique) ou les sinus en cas d'inflammation préexistante (douleur, larmes, saignements de nez).

31. Barotraumatisme de l’oreille • Avec l’altitude, la pression diminue dans le conduit auditif, l’oreille moyenne reste à la pression du sol. • Le tympan se déforme vers l’extérieur • L’oreille moyenne est sensible à cette pression et exige une légère surpression pour ouvrir la trompe d’Eustache • En descente, les conditions sont inversées. • La pression inférieure dans l’oreille moyenne tend à faire « s’effondrer » les parois de la trompe d’Eustache ce qui rend difficile le passage de l’air

32. Oreille moyenne • Les différences de pression contraignent le tympan à un bombement vers l’extérieur ou l’intérieur qui crée la sensation d’oreille pleine • L’équilibrage des pressions se fait grâce à la trompe d’Eustache Oreille externe trompe d’Eustache tympan

33. Symptômes de l'otite barotraumatique • Les symptômes de l'otite barométrique sont une sensation d'oreille pleine, une baisse de l'audition, des sifflements, des douleurs, des vertiges. • Elle peut conduire à une rupture du tympan. • Elle peut être prévenue en restant au sol dans les premières 24 heures suivant la déclaration d'un rhume.

34. Prévenir l’otite barotraumatique • Le meilleur remède est la manœuvre de Valsalva • Si cette manœuvre est inefficace, attention au barotraumatisme • Attention : en cas de rhume, les tissus autour de l’extrémité nasale de la trompe d’Eustache sont gonflés ce qui risque de gêner le passage de l’air et mener à un barotraumatisme

35. Sinus • Le terme sinus définit n’importe quelle cavité située dans un os • Emprisonnés dans un tel endroit les gaz peuvent amener un mal de tête voire des limitations de la fonction visuelle

36. Prévenir le barotraumatisme des sinus • Si vous avez une infection des sinus, les tissus autour des cavités peuvent être gonflés ou remplis d’abcès. • Les cavités pourraient être fermées • Risque de barotraumatisme grave

37. Système digestif • Le système digestif est exposé à la pression sur ses surfaces externes • La majeure partie du gaz qu’il contient est de l’air inspiré, l’autre partie est le résultat de la digestion • Ces gaz humides peuvent doubler de volume à 18000ft

38. Prévenir les problèmes du système digestif • La quantité de gaz change avec l’individu et avec le type de nourriture consommée. En conséquence: • Ne pas manger trop vite avant le vol • Ne pas manger trop • Eviter les boissons gazeuses • Eviter les nourritures créant des gaz • Eviter le chewing gum en montée

39. Caries dentaires • L’air emprisonné exerce une pression sur les nerfs de la dent • Il s’en suit une intense rage de dent • On ne peut agir que préventivement pour contrer les caries.

40. Prévenir les autres barotraumatismes • En gardant la bouche (glotte) ouverte, on peut favoriser la fuite de l'air dans les poumons. • Les bâillements, la mastication ou la déglutition peuvent aider à minimiser les différence de pression. • On peut utiliser des décongestionnants sans anti-histaminiques.

41. La maladie de décompression d’altitude • La maladie de décompression d'altitude résulte de la transformation en bulles de l'azote dissous dans les tissus de l'organisme. • Environ 1,5l d’azote est dissous dans le corps… • Elle peut survenir lors d’une montée rapide à 18000ft • Monter à 8000ft, vaporisera 20% de l’azote contenu dans le corps

42. Facteurs de risques • On ne l'observe pas chez des personnes saines en dessous de 5500m, les troubles sont supportables jusqu'à 9000 m. • Les facteurs aggravants sont l'obésité, une régime alimentaire protéiné, une activité physique en altitude, la plongée préalable au vol. • Il s'observe surtout chez des sujets de plus de 40 ans.

43. Symptômes

44. Plongée sous marine • La quantité de gaz dissous dans le sang augmente si on reste dans un environnement d’une pression plus élevée, telle que l’eau quand on plonge • En plongeant à une profondeur de 30m, la pression de l’air inhalé doit être 3 fois supérieure à la normale • Même en respectant ses pallier de décompression, la quantité d’azote est augmentée pendant plusieurs heures • Pas de plongée 24h avant un vol

45. Hypothermie • Premiers symptômes : • une difficulté à raisonner amplifiée par des frissons intenses qui épuisent l'organisme. • l’organisme essaie d’augmenter la température corporelle par friction des tissus. • Si on lutte contre l’hypothermie par le frisson qui consomme de l’énergie, on se fatigue et on consomme de l’oxygène ce qui va aggraver l’hypoxie.

46. Hyperthermie • Adaptation à la chaleur par : • Sudation • permet d'abaisser la température grâce à l’évaporation de l’eau en une réaction exothermique.

47. Symptômes de l’hyperthermie • altération des performances physiques et mentales avec des sueurs fréquentes quand la température du corps atteint 39°C. • Les petites pathologies comme les rhinopharyngites, sinusites, bronchites, etc... créent les mêmes symptômes car elles occasionnent une fièvre. • La sudation aggrave la déshydratation.

48. La température corporelle

49. Étude de cas : • Dépressurisation lente • Extrait du bulletin de sécurité des vols de Northwest Airlines • B727-200 • Réseau domestique USA

50. Environnement de haute altitude • Hygrométrie • Rayonnement cosmique • Ultra violets • Ozone