Aller au contenu

#1 17-01-2009 20:00:11

oli_v_ier
Administrateur
Inscription : 24-01-2005
Site Web

Oxygène et dioxyde de carbone en milieux confinés

Suite aux aventures MUL gastronomiques sous igloo et de Luccio33, Mateo, Nthony et Yann, et à la question posée ici par Artiguel il y a quelques temps, j'ai voulu estimer combien de temps on pouvait rester en milieu confiné sans courir de risque grave.

On avait déjà discuté des risques liés au monoxyde de carbone ici, mais je voulais avoir des données sur l'oxygène et le dioxyde de carbone.

Voici donc une feuille de calcul qui permet de connaitre le taux d'oxygène, le taux de dioxyde de carbone et le volume d'air inspiré par minute en fonction du temps, des besoins en oxygène, du nombre de personnes, du volume de l'abri et de l'altitude.

Le modèle est hyper-simplifié, il correspond à la pire situation: aucune ventilation, et - dans le cas d'un igloo - ne tient pas compte de l'air présent dans la neige, ni de la dissolution du CO2 dans l'eau, et probablement d'autres facteurs.

Voici le fichier:
https://www.randonner-leger.org/telecha … CO2_O2.xls

Un exemple: Dans un igloo de 7 mètres cubes avec 4 personnes au repos consommant chacune 0,25L d'oxygène par minute, les taux d'oxygène et de C02 seront:
- 14,9% et 4,1% au bout de 6h
- 13,1% et 5,5% au bout de 8h
- 11,4% et 6,9% au bout de 10h

A 2000m il respireront 25,5L d'air par minute (6,4L chacun) en début de nuit et puis 44,5L (11,1 chacun) après 10h, pour avoir assez d'oxygène.

Des commentaires, des avis, des critiques (erreurs de calcul, de raisonnement ou autre ?).

Je rappelle les taux dangereux:
Intoxication au CO2
Symptômes - 4%: fréquence respiratoire s'accélère et respiration peut devenir pénible chez certains sujets - 5%: s'y ajoutent céphalées, sensation de vertige ainsi que les premiers effets cardiovasculaires et vasomoteurs (augmentation de la fréquence cardiaque et de la pression artérielle, vasodilatation périphérique) - 10%: on peut observer des troubles visuels (parfois associés à une dégénérescence rétinienne), des tremblements, une hypersudation et une hypertension artérielle avec perte de connaissance, chez certains sujets si l'exposition dure une dizaine de minutes. - 20%: dépression respiratoire, convulsion, coma, mort.

Asphyxie (manque d'oxygène)                   
En dessous de 7 %, des troubles graves apparaissent, en dessous de 3 %, c'est l'asphyxie.
Source: http://www.sfc.fr/donnees/mine/oxygene/texoxy.htm

Autre source:
La teneur en oxygène de l'air inspiré au niveau de la mer est de 21 %. Dans un aéronef, la concentration d'oxygène dans l'air est fixée à ~16 % car les passagers y sont au repos. Quand un effort physique est requis, une concentration d'oxygène inférieure à 16 % peut entraîner une perte de jugement et affecter la coordination musculaire. S'il s'agit d'une concentration d'oxygène entre 10 à 12 %, les personnes peuvent perdre connaissance et à moins de 6 %, elles peuvent mourir en moins de quelques minutes.
Source: http://www.tc.gc.ca/canutec/fr/articles/espaces.htm


La marche ultra-légère n'est pas un but, mais un moyen. "Un sac lourd est un sac bourré d'angoisse."
Mon équipement pour l'Islande 2008 en détail.

Hors ligne

#2 17-01-2009 20:41:23

seb0b0
Membre
Inscription : 01-07-2007

Re : Oxygène et dioxyde de carbone en milieux confinés

En voyant l'excellente équipée sauvage des MUL pyrénéens, j'ai eu cette interrogation :
  - ne doit-on pas faire "normalement" un ou plusieurs trous d'aération (avec une sonde par exemple) dans la paroi au sommet de l'igloo ?

[faux]L'air chaud chargé en CO2 monte et[/faux] l'air froid du dehors rentre un peu et permet de renouveler l'air intérieur.

PS: attention à toi, amateur de calculs savants, si highpictv passe par là, il faudrait tenir compte de l'utilisation de réchauds dans l'igloo qui consomment de l'oxygène (ben oui, faut bien faire fondre le fromage !), ce qui réduit la durée avant la mort par intoxication au CO2/CO ou aux odeurs de raclette smile

EDIT: suite aux remarques de pierrot22, le CO2 (plus lourd que l'air) s'évacuerait plutôt par le bas, par l'entrée de l'igloo

Dernière modification par seb0b0 (18-01-2009 17:59:09)


Quelque part entre le bas de la montée et le sommet se trouve la réponse au mystère de la raison pour laquelle nous grimpons. - Greg Child

Hors ligne

#3 17-01-2009 20:48:42

highpictv
dit "Hichpyche"
Lieu : Talence, Bidart ou Aragnouet
Inscription : 01-06-2005
Site Web

Re : Oxygène et dioxyde de carbone en milieux confinés

Ce qu'il faudrait savoir c'est la vitesse de diffusion de l'O2 a travers la neige (surement proche de celle de l'eau). Pour savoir s'il y a renouvellement ou pas.

J'ai seulement trouvé le chiffre pour le béton hmm
10−14 mol O2/cm2 s ...
Si je ne me suis pas trompé dans mes calculs, cela donne une diffusion de 0.1ml par heure dans une demi sphère de béton de 1.5m de rayon. C'est minime mais au travers de la neige ce doit être bien plus élevé. Sans compter l'ouverture de l'igloo ...

En me relisant y a un truc qui cloche, je prend pas en compte l'épaisseur du béton hmm bon c'est pourri mon truc, je vais me coucher lol

Dernière modification par highpictv (17-01-2009 20:50:32)


- Mieux vaut être mort en vallée d'Aure que vivant en vallée de Campan (proverbe local) -
Mes randos dans mon trombino.

Hors ligne

#4 17-01-2009 21:13:09

Flo
tombée dans la MUL quand elle était petite
Lieu : Toulouse
Inscription : 23-07-2005

Re : Oxygène et dioxyde de carbone en milieux confinés

Voilà ma petite contribution sur le sujet, c'est du vécu et ça m'ait arrivé 4 ou 5 fois dans ma vie de spéléologue.

Dans les cavités (plutôt les avens), il arrive assez fréquemment que du mono-oxyde de carbone se stocke dans les puits.
Le mono-oxyde émane des sols organiques en décomposition, les mouvements d'airs dû aux variations de température le piège au fond, du coup il n'y a presque plus d'oxygène.

C'est une sal...ie sad pour les spéléos car on ne sent rien, ce qui est très dangereux c'est qu'à la descente on ne force pas et on ne le détecte pas, comme en dormant par exemple...
C'est lorqu'on commence à s'agiter que ça se gâte.

A la remontée, si on est pas resté sur le carreau..., l'essoufflement est très marqué, on n'a en général plus aucun doute.

Donc prudence, car il y a risque de décés.


Nous vivons dans la représentation que l'on se fait du monde. Boris Cyrulnik
Alors autant qu'elle soit belle... ´·.¸¸.·´¯`·.¸><(((((°> ♥ <°)))))><´·.¸¸.·´¯`·.¸

Hors ligne

#5 17-01-2009 22:46:24

oli_v_ier
Administrateur
Inscription : 24-01-2005
Site Web

Re : Oxygène et dioxyde de carbone en milieux confinés

seb0b0 a écrit :

En voyant l'excellente équipée sauvage des MUL pyrénéens, j'ai eu cette interrogation :
  - ne doit-on pas faire "normalement" un ou plusieurs trous d'aération (avec une sonde par exemple) dans la paroi au sommet de l'igloo ?

L'air chaud chargé en CO2 monte et l'air froid du dehors rentre un peu et permet de renouveler l'air intérieur.

Oui, c'est ce qui est recommandé wink, mais je voulais avoir un ordre de grandeur. Histoire de savoir si c'est vraiment critique. Dommage de perdre cette chaleur par effet cheminée: le peu d'air que tu arrives à réchauffer s'en va, et c'est autant d'air glacial qui rentre par l'entrée et la fosse à froid.
"T'as qu'à faire un petit trou" me dira-t-on, mais alors est-ce que l'air sera suffisamment renouvelé...

PS: attention à toi, amateur de calculs savants, si highpictv passe par là, il faudrait tenir compte de l'utilisation de réchauds dans l'igloo qui consomment de l'oxygène (ben oui, faut bien faire fondre le fromage !), ce qui réduit la durée avant la mort par intoxication au CO2/CO ou aux odeurs de raclette smile

smile Justement, j'ai précisé qu'ici je prenais le cas sans réchaud, sans combustion. Pour le CO c'est un autre sujet, assez complexe.

flo a écrit :

Dans les cavités (plutôt les avens), il arrive assez fréquemment que du mono-oxyde de carbone se stocke dans les puits.

Oui, le monoxyde de carbone c'est vicieux, on en avait beaucoup parlé ici: Intoxications au CO et flammes en milieu confiné.

Pour l'aventure des MUL Pyrénéens, 3 choses ont réduit le risque et évité qu'une aération soit nécessaire:
- l'igloo était super grand (un ordre de grandeur Yann ou les autres ?)
- ils n'y sont restés qu'une nuit (en cas de survie dans une tempête ça peut être plus long)
- ils sont sortis juste avant de se coucher, ça a dû bien renouveler l'air.


La marche ultra-légère n'est pas un but, mais un moyen. "Un sac lourd est un sac bourré d'angoisse."
Mon équipement pour l'Islande 2008 en détail.

Hors ligne

#6 17-01-2009 23:10:10

Yann
MUL Pyrénéen
Lieu : Bordeaux
Inscription : 26-01-2005

Re : Oxygène et dioxyde de carbone en milieux confinés

oli_v_ier a écrit :

L'igloo était super grand (un ordre de grandeur Yann ou les autres ?)

Je pense à 2m - 2m20 de diamètre. Le diamètre extérieur, entre 3,5m et 4m... c'était un gros tas, et nous avons du creuser pas mal pour retrouver les sacs au milieu.
Hauteur au milieu 1m50.
Pendant le repas, nous étions assis sur nos matelas le long des parois, donc des parois assez verticales, pratiquement 80 cm puis une voute arrondie jusqu'à 1m50.

Dernière modification par Yann (17-01-2009 23:11:07)

Hors ligne

#7 18-01-2009 09:48:27

Bison
OpaRando
Lieu : Quaregnon - Belgique
Inscription : 05-01-2007

Re : Oxygène et dioxyde de carbone en milieux confinés

Bonjour,

Merci d'avoir lancé ce sujet très intéressant et même "critique"

Une toute petite contribution ...

Oli_v_ier a écrit :

A 2000m il respireront 25,5L d'air par minute (6,4L chacun) en début de nuit et puis 44,5L (11,1 chacun) après 10h, pour avoir assez d'oxygène.

En fait, en conditions "normales", on respire par minute le même volume d'air à 2.000 m (voire à 4.000 m) qu'au niveau de la mer.
Exemple :   bien calmement assis dans un avion de ligne (altitude-cabine entre 2.000 et 2.400 m), tu ne vois personne respirer plus vite, donner l'impression d'être essoufflé. Cela ne change pas  à 4.000 m quand il n'y a pas de pressurisation (parole!) ...

En fait, on aurait beau respirer un plus grand volume d'air, cela n'aurait que peu d'influence au niveau de l'oxygénation du sang, car le facteur important, pour cette oxygénation, c'est la pression partielle en O2.
Ce qui signifie que "respirer plus d'air" ne résoudra rien si la pression partielle O2 tombait à 11,4% (altitude "équivalente :  environ 4.800 m) - ce serait comme si on passait la nuit au sommet du Mont Blanc ...

En fait, la respiration n'est pas régulée par le besoin en oxygène, mais bien par le besoin d'évacuer le CO2 produit par l'organisme.

En gros c'est quand l'acidité du sang en (acide carbonique) dépasse un certain seuil que l'envie de respirer devient irrésistible.
Plus on se donne du mal, plus on produit en interne de l'acide carbonique que l'on expire sous forme de vapeur d'eau et de gaz carbonique ...
D'où l'essoufflement à l'effort ... que ce soit au niveau de la mer où à 3.000 m.

Par contre, comme la production de CO2 par le métabolisme reste plus ou moins constant en altitude, le taux de CO2 ambiant va augmenter plus vite, du fait qu'il y a au départ moins d'air dans l'igloo.

A retenir :  si on respire de l'air déjà pollué en CO2, on évacuera plus difficilement le CO2 produit en interne ... et donc on aura verra probablement s'accélérer le rythme respiratoire (sensation d'étouffement), mais dans quelle proportion? L'avertissement peut-il être suffisemment "clair" quand on dort?

Il semble en tout cas qu'il y ait une certaine marge ... on sera probablement incommodé par le CO2 avant de manquer réellement d'O2.

Mais toutes ces questions de "régulation" sont en réalité fort complexes, et j'espère que des personnes plus compétentes que moi pourront apporter quelques précisions utiles.

PS :  pour info, les symptômes d'asphixie légère ressemblent très fort aux symptômes de l'éthylisme ...


La balance n'est pas un maître, mais un serviteur

Hors ligne

#8 18-01-2009 10:36:44

highpictv
dit "Hichpyche"
Lieu : Talence, Bidart ou Aragnouet
Inscription : 01-06-2005
Site Web

Re : Oxygène et dioxyde de carbone en milieux confinés

Bison a écrit :

Mais toutes ces questions de "régulation" sont en réalité fort complexes, et j'espère que des personnes plus compétentes que moi pourront apporter quelques précisions utiles.

Oui c'est très vite très complexe hmm

Bison a écrit :

En fait, on aurait beau respirer un plus grand volume d'air, cela n'aurait que peu d'influence au niveau de l'oxygénation du sang, car le facteur important, pour cette oxygénation, c'est la pression partielle en O2.

En fait la variation de la respiration n'a pas d'influence sur la quantité d'air passant dans les poumons (ventilation pulmonaire) mais cela a une influence importante sur la ventilation alvéolaire : c'est a dire le volume d'air assurant réellement les échanges gazeux :

fréquence respiratoire :                   ventilation pulmo                        ventilation alvéo
normales                                         10000ml/min                              7000 ml/min
lente et profonde                              10000ml/min                              8500 ml/min
rapide et superficielle                        10000ml/min                              4000 ml/min


- Mieux vaut être mort en vallée d'Aure que vivant en vallée de Campan (proverbe local) -
Mes randos dans mon trombino.

Hors ligne

#9 18-01-2009 10:44:11

Okapi
Membre
Lieu : Suisse
Inscription : 26-02-2007
Site Web

Re : Oxygène et dioxyde de carbone en milieux confinés

Bonjour,

J'ai toujours laissé l'entrée de l'igloo ouverte. Si cette entrée est bien faite, il fait quand même bien chaud à l'intérieur. Alors je ne vois pas pourquoi vouloir absolument colmater l'entrée.
Par contre l'utilisation d'un réchaud me semble effectivement un grand facteur de risque... Je n'ai pas fait le calcul de ce que ça peut consommer en O2 et rejeter en CO2 et CO, mais à mon sens c'est là qu'on trouverait l'imprudence. Il y avait un fil sur l'utilisation des réchauds en milieux confinés (je ne le retrouve pas), qui faisait quand même assez peur.

Hors ligne

#10 18-01-2009 11:33:26

Bison
OpaRando
Lieu : Quaregnon - Belgique
Inscription : 05-01-2007

Re : Oxygène et dioxyde de carbone en milieux confinés

highpictv a écrit :

lente et profonde                              10000ml/min                              8500 ml/min

Merci pour ce complément d'info.
C'est peut-être bien pour cela que cela fait du bien de prendre une inspiration profonde, voire de la bloquer pendant un instant!


La balance n'est pas un maître, mais un serviteur

Hors ligne

#11 18-01-2009 11:44:15

velox
R.I.P
Inscription : 21-08-2006

Re : Oxygène et dioxyde de carbone en milieux confinés

Okapi a écrit :

Il y avait un fil sur l'utilisation des réchauds en milieux confinés (je ne le retrouve pas), qui faisait quand même assez peur.

Celui-ci peut-être?

Hors ligne

#12 18-01-2009 11:48:35

Okapi
Membre
Lieu : Suisse
Inscription : 26-02-2007
Site Web

Re : Oxygène et dioxyde de carbone en milieux confinés

Merci Velox!

Hors ligne

#13 18-01-2009 12:58:24

pierrot22
marcher pour voyager
Lieu : Rennes
Inscription : 19-10-2008
Site Web

Re : Oxygène et dioxyde de carbone en milieux confinés

wikipedia a écrit :

CO2, masse volumique : 1,87 kg.m-3 (gaz à 298K 1,013 bar)
PLUS dense que l'air

le CO2 ne s'évacuera sans doute pas par un trou en haut de l'igloo, malgré la différence de température. Chaud il devrait monter, puis se refroidir au contact de l'air et des parois, et retomber.

Quelque chose qui parait intéressant : une ouverture en haut combinée à une fosse à froid et une ouverture en pente vers le bas (l'ouverture partant du fond de la fosse à froid, l'ouverture extérieure étant plus basse que l'ouverture intérieure). On devrait avoir une circulation nature du haut vers le bas, avec évacuation du CO2 qui, plus lourd que l'air, tombe dans la fosse à froid.

Mais on doit pas être les premiers à réfléchir sur ce sujet, ça fait un bail que les gens font des igloos, il doit bien y avoir eu des calculs et des tests avant ?

Hors ligne

#14 18-01-2009 13:38:03

seb0b0
Membre
Inscription : 01-07-2007

Re : Oxygène et dioxyde de carbone en milieux confinés

pierrot22 a écrit :
wikipedia a écrit :

CO2, masse volumique : 1,87 kg.m-3 (gaz à 298K 1,013 bar)
PLUS dense que l'air

le CO2 ne s'évacuera sans doute pas par un trou en haut de l'igloo, malgré la différence de température. Chaud il devrait monter, puis se refroidir au contact de l'air et des parois, et retomber.

Quelque chose qui parait intéressant : une ouverture en haut combinée à une fosse à froid et une ouverture en pente vers le bas (l'ouverture partant du fond de la fosse à froid, l'ouverture extérieure étant plus basse que l'ouverture intérieure). On devrait avoir une circulation nature du haut vers le bas, avec évacuation du CO2 qui, plus lourd que l'air, tombe dans la fosse à froid.

Mais on doit pas être les premiers à réfléchir sur ce sujet, ça fait un bail que les gens font des igloos, il doit bien y avoir eu des calculs et des tests avant ?

Bonjour,

Oui, après quelques recherches, j'ai trouvé des choses intéressantes.
L'intérêt du trou d'aération est de créer une circulation d'air entre ce trou et l'entrée (fosse à froid) permettant :
  - d'éliminer le CO2 (plus lourd que l'air), d'amener de l'oxygène
   - d'évacuer le CO (plus léger que l'air !) accumulé en haut de l'igloo
   - mais également d'abaisser le taux d'humidité ambiant

Toutefois, des études (cf. ci-dessous) ont montré qu'il n'y a pas de risque concernant le CO pour une exposition passagère (1 nuit) en faisant 1 repas normal (pas de raclette pendant 5 heures): le CO s'accumule au plafond alors qu'on dort au sol.
Pour le CO2, le volume de la fosse à froid plus basse que le niveau où l'on dort (donc accumulant le CO2) et l'ouverture non bouchée de l'igloo en contact avec l'extérieur paraissent suffisante pour 1 nuit.

On peut citer en référence un document Intoxication au CO et campeurs traduit par les membres du forum DavidManise, cité par oli_v_ier dans son premier post...

et surtout la très instructive étude Carbon monoxide exposure from cooking in snow caves at high altitude mentionnée sur DavidManise

Ces sujets avaient déjà été évoqués sur le forum RL ou DavidManise mais je n'avais jamais encore lu tous ces docs assez pointus...

Dernière modification par seb0b0 (18-01-2009 13:44:20)


Quelque part entre le bas de la montée et le sommet se trouve la réponse au mystère de la raison pour laquelle nous grimpons. - Greg Child

Hors ligne

#15 18-01-2009 17:47:25

Vydger
Banni(e)
Lieu : Liege(B)
Inscription : 25-11-2008

Re : Oxygène et dioxyde de carbone en milieux confinés

Ministère Source IRC-CNRC
Parmi les deux types d'appareils à l'alcool, le brûleur à mèche émettait beaucoup moins de CO que le brûleur avec vaporisateur. Cependant, le réchaud avec vaporisateur émettait beaucoup moins de CO lorsqu'il fonctionnait avec des combustibles difficiles à se procurer tels que l'alcool éthylique ou l'alcool isopropylique pur qu'avec de l'alcool méthylique ordinaire, ou de l'alcool isopropylique de qualité commerciale.
En résumé, nombreux sont les types d'appareils qui peuvent être utilisés en toute satisfaction et en toute sûreté dans des locaux relativement étroits. Leur consommation est assez bonne, ils ne dégagent que peu d'imbrûlés et ne produisent en général que de faibles quantités de CO si le milieu ambiant présente une teneur en oxygène suffisante. L'épuisement de l'air (baisse de la teneur en oxygène) accroît grandement la quantité de CO produite par certains modèles; il faut donc prendre des précautions particulières afin d'assurer une aération suffisante. Il y a lieu de ne pas oublier que la quantité de CO produite lors d'essais effectués en laboratoire, où la répartition de l'air est très uniforme, peut différer des quantités produites en conditions d'utilisation réelles.
Outre les dangers de toxicité inhérents de l'appareil, le CO produit lors de l'utilisation d'un appareil de cuisson d'aération insuffisante peut parfois s'avérer dangereux. Un appareil qui normalement dégage une quantité négligeable de CO avec une flamme nue libre peut constituer un danger lorsque la flamme touche à la surface intérieure de l'ustensile de cuisson. Les appareils conçus pour que la flamme touche à l'ustensile de cuisson devraient porter une étiquette d'avertissement faisant état du danger qu'une telle utilisation peut comporter dans un endroit étanche à l'air.
http://irc.nrc-cnrc.gc.ca/pubs/cbd/cbd207_f.html

Dernière modification par Vydger (18-01-2009 19:19:43)


Yes we can
(Obama)

Hors ligne

#16 18-01-2009 18:08:28

velox
R.I.P
Inscription : 21-08-2006

Re : Oxygène et dioxyde de carbone en milieux confinés

Merci de citer tes sources lorsque tu mets en ligne un texte dont tu n'est pas l'auteur smile

http://irc.nrc-cnrc.gc.ca/pubs/cbd/cbd207_f.html

La lecture de la totalité du document est d'ailleurs fort instructive.

EDIT: croisé avec Vydger (les sources sont citées - je n'ai rien dit smile

Dernière modification par velox (18-01-2009 18:11:39)

Hors ligne

#17 18-01-2009 18:16:06

Vydger
Banni(e)
Lieu : Liege(B)
Inscription : 25-11-2008

Re : Oxygène et dioxyde de carbone en milieux confinés

Pas grave Velox,je suis sur le net via un gsm et je dois m'y reprendre en plusieurs fois pour les copiés collés. smile


Yes we can
(Obama)

Hors ligne

#18 18-01-2009 21:33:27

seb0b0
Membre
Inscription : 01-07-2007

Re : Oxygène et dioxyde de carbone en milieux confinés

J'ai parcouru le très vieil ouvrage Leçons sur les effets des substances toxiques et médicamenteuses de Claude Bernard contenant entre autres les chapitres suivants:
     - Phénomènes généraux de l'asphyxie par l'air confiné
     - Fixation d'oxygène et accumulation d'acide carbonique dans le sang d'un animal qui respire dans un milieu confiné

Ce que j'en ai retiré:
     - La respiration n'est pas une simple combustion mais un échange de gaz.
     - Les conditions de survie dépendent du fait que rien ne vienne entraver cet échange de gaz. (On peut mourir même avec un taux d'oxygène de 75%)
     - Le rapport entre oxygène consommé et CO2 expiré n'est pas du tout constant car l'organisme en milieu confiné peut accumuler le CO2 sans l'expirer. Le taux d'oxygène dans l'air peut même augmenter puis rediminuer.
     - Le CO2 (contrairement au CO) n'est pas toxique. Si on en injecte une grosse quantité dans le sang d'un animal, il ne meurt pas mais absorbe ce CO2 qui est évacué petit à petit jusqu'au taux normal.
      - C'est l'inhalation d'un fort taux de CO2 qui gêne l'échange de gaz et provoque une impression d'asphyxie (je ne sais pas bien pourquoi)

Or dans ta feuille Excel, Olivier, le rapport O2 consommé/CO2 expiré est constant.
Ton modèle ne tient pas compte de l'accumulation dans l'organisme. Et cette accumulation de CO2 dans l'organisme modifie considérablement la capacité à absorber l'oxygène.
A contrario, l'organisme s'accoutume à respirer dans un milieu vicié dans la mesure où c'est progressif.

La respiration est un phénomène complexe semble-t-il...
Qui se désigne volontaire pour faire des expériences et mourir dans un igloo ?


Quelque part entre le bas de la montée et le sommet se trouve la réponse au mystère de la raison pour laquelle nous grimpons. - Greg Child

Hors ligne

#19 18-01-2009 22:04:00

FB
Membre
Lieu : Luchon (31), La Forêt F (29)
Inscription : 16-04-2006
Site Web

Re : Oxygène et dioxyde de carbone en milieux confinés

J'ai vécu une version pas trop grave du manque d'oxygéne dans un igloo bien étanche. Ce sont des souvenirs lointains, mais si cela peut éviter à quelqu'un de faire l'expérience .. wink
Les premiers symptomes ne nous ont pas alertés : sensation d'étouffement, mal de crane, insomnie, on a attribué tout çà à l'altitude, cela ne semblait pas anormal pour une premiére nuit à haute altitude sans acclimatation. On a réagit quand on commencé à dégueuler le cassoulet du dinner, les uns près les autres. Çà c'était clairement pas dans les habitudes smile.
Une fois hors de l'igloo, le malaise est passé en 20 ou 30 minutes. On  quand même fini la nuit dehors, l'idée de rentrer dans l'igloo faisait horreur et on a tous préféré se cailler dans des trous dans lz neige jusqu'au lendemain.


François

Hors ligne

#20 20-01-2009 14:00:52

papounet
La tete dans les montagnes
Lieu : Bruxelles
Inscription : 13-12-2006

Re : Oxygène et dioxyde de carbone en milieux confinés

Tres interessant de faire un modele avec juste 4 humains dans un igloo.
Ils auraient pu penser que sans faire de cuisson dans l'igloo (donc sans produire de monoxide), ils seraient safe.... et bien non ! (d'apres les calculs et l'anecdote juste racontee au-dessus.)

Mais peut on vraiment dissocier monoxide et dioxide dans les facteurs de risques ?


Je n peux pas m'empecher de penser a une situation plus traditionelle: utilisation du rechaud pour faire fondre la neige sous l'abri.


Un rechaud regle a une puissance non optimale (en deficit d'oxygene, caracterise par une flamme jaune) produira bcp plus de monoxide que le meme rechaud mieux regle.
Mais un rechaud fonctionnement optimalement produira aussi du di-oxide.

Les as du modele peuvent  ils trouver l'equivalence simple entre:
a/ la production de dioxide d'un rechaud utilise optimalelement pour obtenir 1 litre d'eau a partir de la neige a 2100m dans un abri a -5 degres
b/ la production de dioxide d'un humain de 80kg au repos a 2100m ?


PS: pour les abonnes a BPL, un lien indispensables sur les rechauds  et le CO,
http://www.backpackinglight.com/cgi-bin … index.html


Le MUL n'a besoin de rien puisque tout sert a tout et reciproquement.

Hors ligne

#21 20-01-2009 14:21:53

Okapi
Membre
Lieu : Suisse
Inscription : 26-02-2007
Site Web

Re : Oxygène et dioxyde de carbone en milieux confinés

FB a écrit :

J'ai vécu une version pas trop grave du manque d'oxygéne dans un igloo bien étanche. Ce sont des souvenirs lointains, mais si cela peut éviter à quelqu'un de faire l'expérience .. wink
Les premiers symptomes ne nous ont pas alertés : sensation d'étouffement, mal de crane, insomnie, on a attribué tout çà à l'altitude, cela ne semblait pas anormal pour une premiére nuit à haute altitude sans acclimatation. On a réagit quand on commencé à dégueuler le cassoulet du dinner, les uns près les autres. Çà c'était clairement pas dans les habitudes smile.
Une fois hors de l'igloo, le malaise est passé en 20 ou 30 minutes. On  quand même fini la nuit dehors, l'idée de rentrer dans l'igloo faisait horreur et on a tous préféré se cailler dans des trous dans lz neige jusqu'au lendemain.

Bonjour FB,

Peux-tu préciser ton expérience:
1) Aviez-vous totalement fermé l'igloo, je veux dire fermer l'entrée avec des sacs ou de la neige par exemple?
2) Aviez-vous utilisé un réchaud à l'intérieur? Si oui, de quel type (essence, gaz)? Et longtemps (fonte de neige)?

Ces éléments me semblent indispensables pour savoir d'où le risque vient en premier lieu.

Merci.

Hors ligne

#22 20-01-2009 15:40:25

oli_v_ier
Administrateur
Inscription : 24-01-2005
Site Web

Re : Oxygène et dioxyde de carbone en milieux confinés

Merci pour vos réponses, très intéressantes, voyons donc maintenant quels facteurs vont tendre à augmenter ou abaisser le temps de survie.

Bison a écrit :

En fait, en conditions "normales", on respire par minute le même volume d'air à 2.000 m (voire à 4.000 m) qu'au niveau de la mer.
[...]
En fait, la respiration n'est pas régulée par le besoin en oxygène, mais bien par le besoin d'évacuer le CO2 produit par l'organisme.

Merci Bison, je retire donc cette colonne de la feuille de calcul.

Mais alors question: si la fréquence respiratoire est la même, la quantité d'oxygène consommée diminue sensiblement. A 3000m (700hPa env.) elle sera 70% de la consommation au niveau de la mer. Au lieu de 0,25L/min pour un homme de 70kg, on arrive à 0,17L/min ce qui accroit la durée de survie en igloo, correct ?
(edit: voir message suivant)

seb0b0 a écrit :

- Le rapport entre oxygène consommé et CO2 expiré n'est pas du tout constant car l'organisme en milieu confiné peut accumuler le CO2 sans l'expirer. Le taux d'oxygène dans l'air peut même augmenter puis rediminuer.
[...]
Or dans ta feuille Excel, Olivier, le rapport O2 consommé/CO2 expiré est constant.
Ton modèle ne tient pas compte de l'accumulation dans l'organisme. Et cette accumulation de CO2 dans l'organisme modifie considérablement la capacité à absorber l'oxygène.
A contrario, l'organisme s'accoutume à respirer dans un milieu vicié dans la mesure où c'est progressif.

Intéressant. Je savais que le CO fixé dans le sang limitait la capacité à absorber l'oxygène, mais pas pour le CO2.

Donc l'organisme peut stocker le CO2, ce qui diminue sa quantité dans l'air, mais combien peut-il en absorber ?
Cette absorption limite sa capacité à s'oxygéner, ce qui veut dire que l'organisme peut être en asphyxie même si le taux d'oxygène n'a pas atteint les faibles taux cités dans le premier message. As-tu quelques chiffres pour avoir un ordre de grandeur ?
Enfin le quotient respiratoire est modifié, si j'ai bien compris il augmente quand le taux de CO2 dans l'air inspiré est élevé. Ce qui tend à limiter la quantité de CO2 rejetée. As-tu un modèle, une courbe du quotient respiratoire en fonction du taux de CO2 ?

En résumé:
Bison > consommation 02 moins grande en altitude -> augmente capacité de survie ? (edit: voir message suivant)
seb0b0 > stockage C02 dans l'organisme > taux C02 plus bas ( mais de combien ?) ---> augmente capacité de survie ?
           > stockage C02 dans l'organisme > limite capacité d'oxygénation ---> diminue capacité de survie
           > quotient respiratoire augmente quand taux de C02 inspiré est élevé > diminue C02 produit ---> augmente capacité de survie ?

FB a écrit :

J'ai vécu une version pas trop grave du manque d'oxygéne dans un igloo bien étanche [...]sensation d'étouffement, mal de crane, insomnie

Bison a écrit :

PS :  pour info, les symptômes d'asphixie légère ressemblent très fort aux symptômes de l'éthylisme ...

FB: peut-être était plutôt une intoxication au dioxyde de carbone ?

J'ai lu plusieurs fois que l'intoxication au CO2 intervient avant le manque d'oxygène, mais ça ne me semble pas évident du tout maintenant.

Sur mon modèle simplifié les chiffres sont tous les deux proches des valeurs critiques, dans mon exemple ci-dessus % oxygène et % CO2:
- 14,9% et 4,1% au bout de 6h
- 13,1% et 5,5% au bout de 8h
- 11,4% et 6,9% au bout de 10h

Je ne saura trop dire quel est le plus critique (cf les taux dangereux dans mon premier message).

Dernière modification par oli_v_ier (20-01-2009 16:17:15)


La marche ultra-légère n'est pas un but, mais un moyen. "Un sac lourd est un sac bourré d'angoisse."
Mon équipement pour l'Islande 2008 en détail.

Hors ligne

#23 20-01-2009 16:15:24

oli_v_ier
Administrateur
Inscription : 24-01-2005
Site Web

Re : Oxygène et dioxyde de carbone en milieux confinés

oli_v_ier a écrit :

Mais alors question: si la fréquence respiratoire est la même, la quantité d'oxygène consommée diminue sensiblement. A 3000m (700hPa env.) elle sera 70% de la consommation au niveau de la mer. Au lieu de 0,25L/min pour un homme de 70kg, on arrive à 0,17L/min ce qui accroit la durée de survie en igloo, correct ?

Sans doute faux smile : comme disait Bison la fréquence respiratoire n'augmente pas significativement, mais mais la ventilation pulmonaire si (par augmentation du volume courant).

Je corrige le résumé dans le message ci-dessus.

J'ajoute un lien intéressant sur l'intoxication au CO2: http://www.rac-f.org/DocuFixes/etudes/INRS.pdf

Dernière modification par oli_v_ier (20-01-2009 16:24:52)


La marche ultra-légère n'est pas un but, mais un moyen. "Un sac lourd est un sac bourré d'angoisse."
Mon équipement pour l'Islande 2008 en détail.

Hors ligne

#24 20-01-2009 16:30:39

Bison
OpaRando
Lieu : Quaregnon - Belgique
Inscription : 05-01-2007

Re : Oxygène et dioxyde de carbone en milieux confinés

Bonjour

Oli_v_ier a écrit :

Mais alors question: si la fréquence respiratoire est la même, la quantité d'oxygène consommée diminue sensiblement. A 3000m (700hPa env.) elle sera 70% de la consommation au niveau de la mer. Au lieu de 0,25L/min pour un homme de 70kg, on arrive à 0,17L/min ce qui accroit la durée de survie en igloo, correct ?

Je crains que non ...
Je me demande si ce n'est pas une erreur de se focaliser sur les volumes, et de penser que l'on consomme tout l'oxygène à chaqe inspiration.
Il serait peut-être plus logique de parler en terme de masse, et de densités relatives

En théorie assez simplifiée :

Au repos, le métabolisme consomme environ 75 W ... juste pour faire fonctionner le corps, que ce soit au niveau de la mer ou à 3.000 m.
Donc, on consomme, par minute, une quantité fixe d'oxygène et on rejette par minute une quantité fixe de CO2 ...
En terme de masse, bien entendu ...

La fréquence respiratoire est dictée par le besoin de ventiler, et en cela, on parle de volume d'air à faire circuler.
Le volume d'air participant à la respiration ne va donc guère changer, je pense. Mais, en altitude, on consomera vraisemblablement une plus grande partie de l'oxygène inspiré - et l'air expiré sera plus chargé (en terme volumique) en CO2

In finé, considérant qu'un igloo en altitude (3.000 m par ex) reste confiné, il faut bien se dire qu'il contient moins d'air au départ, en terme de masse. A consommation horaire massique constante d'O2, et production massique horaire constante de CO2, on arrivera plus vite à un apauvrissement critique en O2 et enrichissement critique en CO2.

Plus vite, dans la proportion inverse de la densité relative de l'air à 3.000 m ...

Bon calculs!

PS1 :  messages croisés, mais j'ai gardé le mien pour sa "nouvelle" approche


La balance n'est pas un maître, mais un serviteur

Hors ligne

#25 21-01-2009 04:42:47

FB
Membre
Lieu : Luchon (31), La Forêt F (29)
Inscription : 16-04-2006
Site Web

Re : Oxygène et dioxyde de carbone en milieux confinés

Okapi a écrit :

Peux-tu préciser ton expérience:
1) Aviez-vous totalement fermé l'igloo, je veux dire fermer l'entrée avec des sacs ou de la neige par exemple?
2) Aviez-vous utilisé un réchaud à l'intérieur? Si oui, de quel type (essence, gaz)? Et longtemps (fonte de neige)?

Ces éléments me semblent indispensables pour savoir d'où le risque vient en premier lieu.

Merci.

bonjour,
Ce sont des souvenirs lointains, c'est pour cela que j'hésitais à en faire état. Il me semble qu'on avait cuisiné avec la porte ouverte, et qu'on a fermé cette derniére avec un sac à dos quand on s'est couché. Et que pendant la nuit, la neige a fini de colmater l'ouverture.


François

Hors ligne

Pied de page des forums