L'action physiologique d'un mélange respiratoire dépend de la nature de ses constituants, de leur concentration et de la pression sous laquelle il est respiré.

    Autrement dit, cette action dépend de la pression partielle des constituants du mélange telle que nous l'a définie la loi de Dalton.

L'air normal que nous respirons contient

        - 79 % d'azote                       ( N² ) 

        - 21 % d'oxygène                  ( 0² )

        - 0,3 % de gaz carbonique     ( C0²), taux qui peut augmenter jusqu'à  1 ou  2% en atmosphère confinée, en ville industrielle, etc. ...

    En outre, l'air contient des traces de gaz rares et peut contenir accidentellement des gaz toxiques tels que : l'oxyde de carbone, vapeurs d'huile et d'hydrocarbure, etc. .

                           a) L'oxygène, gaz vital pour l'homme, existe sous une pression partielle de ..................... 0,21 bar

                                                                               Cette valeur peut tomber sans danger à ...................... 0,17 bar (17%) .

    Au-dessous, des troubles apparaissant avec syncope anoxique, brutale si le taux tombe au-dessous de ...0,12 bar  12% ()

    Respiré sous une pression partielle plus élevée que la normale, il est bien toléré jusqu'à une pression partielle de 1,7 bar lorsqu'il est pur et 2,3 bars lorsqu'il est respiré en mélange.

    Au-delà, des accidents convulsifs avec perte de connaissance sont susceptibles d'apparaître.

    L'utilisation de l'oxygène pur pour la plongée est donc limitée à une profondeur de 7 mètres (1,7 bar de Pp 0²).
                                                 Au-delà, des crises convulsives entraînant la noyade apparaîtront au bout d'un temps plus ou moins long.

    Ici, le caractère mathématique n'est pas évident car la crise dépend d'une quantité de facteurs individuels, de la durée de séjour et de l'effort en plongée

    Néanmoins, la réalité statistique du phénomène interdit l'utilisation du scaphandre à oxygène pur au-delà de ces limites.

    Il faut insister sur ce point car un public nombreux est persuadé que la plongée à 40 m courante s'effectue avec des "bonbonnes d'oxygène"
   
    Si tel était le cas, il n'y aurait pas beaucoup de rescapés pour raconter leurs souvenirs.
 

    Ces accidents avec l'air ne peuvent apparaître que pour une Pp0² plus grande que 2,3 bars soit une profondeur dépassant 100 mètres (11 bars de pression absolue) et sont soumis à la même variabilité individuel1e, ce qui explique que des plongées de faible durée à 1'air aient pu être réalisées de 100 à 130 mètres

                           b) L'azote, gaz inerte, est considéré comme un simple diluant de l'oxygène

    Par contre, lorsque sa pression partielle atteint une certaine valeur, il se révèle toxique par un mécanisme encore obscur et controversé.

    En plongée à. l'air, des troubles apparaissent à partir de profondeurs variables avec les individus entre 50 et 70 mètres

    Ces troubles décrits par les Anglo-Saxons sous le nom nitrogen narcosis sont appelés en France : narcose ou ivresse des grandes profondeurs. Ce sont essentiellement des perturbations du comportement et du jugement qui, du fait qu'elles surviennent en profondeur, peuvent entraîner 1a mort par noyade.

    Ces phénomènes conduisaient dans les années 60 à 90, à limiter à 90 m la plongée scaphandre à l’air, aujourd'hui, la limité légale est 60 mètres. 

    Avec des mélanges oxygène-hélium ou oxygène-hydrogène, cette limite peut être reculée.

    Diverses hypothèses concernant 1'ivresse des profondeurs ont été envisagées sans support expérimental bien définitif.

    En particulier, à coté de l'hypothèse classique, rattachant l'ivresse à une action propre de l'azote dissous dans les graisses du tissu nerveux, une autre envisage l'accumulation de C0² dans l'organisme du fait de l'augmentation de densité du mélange respiratoire sous pression.

    Ceci perturberait la dynamique pulmonaire entraînant une rétention de C0².

    Rien ne permets encore actuellement en 2001/2018 de départager les diverses hypothèses, qui toutes doivent avoir un fond de vérité

C) Le gaz carbonique, est un gaz toxique à partir de 3 ou 4 %         (accélération de la respiration);
                      au-delà il entraîne de violents maux de tête et,     à partir de 9% dans l'air respiré, il est mortel par arrêt respiratoire.

    L'air normal en contient très peu et des concentrations de 2,% qui peuvent être respirées longuement et sans danger à la pression atmosphérique, deviennent dangereuses et mêmes mortelles en plongée.

    Supposons un récipient chargé avec un air contenant 2% de C0² (air prélevé dans une enceinte confinée au voisinage d'une cheminée, d’un moteur thermique de compresseur par exemple, etc. ...).

    La PpC0² = 1 x 2% = 0,02 bar Cet air respiré à 20 mètres de profondeur donnera de violents maux de tête et pourra provoquer une accélération respiratoire pouvant aboutir à l'essoufflement.- En effet, la PpCO² est alors de 3 x 2% = 0,06 bar ce qui correspond à un air à la pression atmosphérique contenant 6% de C0².

    Respiré à 35 mètres, il sera mortel : Pp. C0² = 4,5 x 2% = 0,09 bar ce qui correspond à un air atmosphérique à 9`/. de C0²

    Un cas particulier de l'intoxication au gaz carbonique est l'essoufflement ; les combustions cellulaires de notre organisme produisent du. gaz carbonique qui est normalement rejeté par la respiration.

    Cette production augmente en fonction de l'activité musculaire.

    En plongée, les appareils aussi perfectionnés soient-ils,  nécessitant la respiration dans un embout buccal, apportent une gêne respiratoire qui peut être aggravée par l'effort, l'accumulation de C0² dans l'organisme augmente alors la fréquence respiratoire, ce qui, combiné avec la gène respiratoire, entraîne l'essoufflement et ses conséquences, d'autant plus dramatiques qu'elles se passent sous l'eau.

    Le remède en cas de début d'essoufflement est d'arrêter toute activité jusqu'à reprise d'un rythme respiratoire normal.

d) Des gaz divers.

    Des gaz comme l’oxyde de carbone ou des hydrocarbures gazeux peuvent souiller l'air comprimé utilisé pour la plongée.

    Leur toxicité est trop connue à la pression atmosphérique pour qu'on y insiste.

    Toutefois, les traces ou des taux parfaitement tolérés en surface peuvent rapidement devenir toxiques en plongée du fait de l'augmentation de pression partielle de ces gaz.

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