LES ÉCHANGES RESPIRATOIRES PENDANT LES ASCENSIONS EN BALLON

La masse gazeuse qui entoure la terre sur une épaisseur de 60 à 80 kilomètres, constitue l'atmosphère. Torricelli et Pascal ont montré qu'au niveau de la mer la pression atmosphérique équivalait au poids d’une colonne de mercure de 760 millimètres de hauteur. Le corps de l'homme supporte donc une pression de 20,000 kilogrammes environ. Mais comme elle est également répartie, elle s'équilibre avec celle du sang et du gaz.

La pression barométrique varie d’un centimètre par 105 mètres d’altitude. Pour Jourdanet, le baromètre indique 59 centimètres à 2,016 d’élévation verticale, 55 à 2.575 mètres, 52 à 3.022 mètres, 49 à 3.495 mètres, 46 à 3.998 mètres, 40 à 5.111 mètres, 36 à 5.950 mètres, 31 à 7.141 mètres, 24.8 à 8.840 mètres. L'air est donc d'autant plus léger que le niveau est moins bas. Mais sa composition demeure sensiblement la même.

Les travaux de Scheeile, Priestley et Lavoisier ont montré que l'air contenait deux gaz principaux : l'oxygène et l'azote. Au point de vue de l'organisme, l'oxygène est l'agent le plus actif. C’est à son introduction dans le corps qu'est destinée la respiration. Sa proportion moyenne dans l'atmosphère est de 20.9 contre 79.1 d'azote, pour 100 volumes.

La proportion d'oxygène n’est pas absolument constante. On a

observé assez souvent, aux grandes hauteurs, une légère dimi nution du rapport de l’oxygène à l’azote. Dumas et Boussingau obtenaient une moyenne de 20.864 d'oxygène à Paris, pou 20.774 au Faulhorn. Allen-Miller constatait, en août 1852, 20.8 d'oxygène dans l'air rapporté par un ballon qui s'était élevé 18,000 pieds, tandis qu’à terre, l'air en contenait 20,92. Au som met du Mont-Blanc, Saussure trouve par contre 20.963 d’oxy gène et 0.064 d'acide carbonique ; à Chamonix, le chiffre n'es plus que de 20.894 d'oxygène et de 0.63 d'acide carbonique.

Mais les chiffres les plus intéressants sont ceux de la quantit absolue de l'oxygène dans l'air. Or, à 2.000 mètres d'altitude elle ne représente plus, pour un volume, que les trois quarts, e à 5.000 mètres, que la moitié seulement de ce que l'air contena au niveau de la mer.

L’azote dont la proportion moyenne est de 79,1 pour 100 volu mes d'air, a comme principale fonction de diluer l'oxygène qu s'il était pur, constituerait un véritable poison. Il n’est pas dire tement assimilable par les ètres vivants, quoiqu'il intervienn pour une large part dans leur constitution. On sait aujourd’ que les 79 volumes, 1 d’azote de l'atmosphère contiennent 0 vw lume 941 d’argon. Ramsay a découvert la présence d'autre gaz, le néon, le crypton, le métargon ; leur quantité est extrêm ment faible.

L’acide carbonique de l’air provient des combustions organ ques et inorganiques opérées à la surface de la terre. Ile absorbé à son tour par le sol, les végétaux, les carbonates « l'eau de mer. Les proportions de l'acide carbonique dans l'a sont sujettes à des oscillations importantes. En ce qui concert l'altitude, les expérimentateurs ne s'accordent pas.G. Tissandi a trouvé, en mars 1875, 2.4 d'acide carbonique pour 10.000 890 mètres de hauteur et 3 pour 10.000 à 1:000 mètres. I

quantité de ce gaz augmenterait donc avec l'altitude. Au contraire, en 1873, Truchot avait donné les chiffres suivants :

Hauteur 2 Température Pression 102 pour 10.000 vol. d'air 359 mètres . . . 25° centigrades Om.725 3.13 TT ESS EME: L 0.638 2.03

SRE UE Go 0.370 1.72

Ce qui indiquerait une proportion décroissante.

Il faut tenir compte de certains facteurs qui influent sur la teneur en acide carbonique. La luminosité, la sécheresse la font diminuer. Peut-être faut-il expliquer par ces faits la différence des résultats. |

De nombreux auteurs pensent que l'acide carbonique n'a pas de propriétés toxiques. Cependant A. Gautier et Morelle croient que son accumulation dans Pair fait sur la muqueuse respiratoire l'effet d’un vernis. Pour Hirt, il a une action narcotique. Paul Bert a indiqué son rôle d’anesthésique. Enfin, l'acide carbonique entrave les échanges gazeux respiratoires et le poumon rend d'autant moins d’acide carbonique qu'il y en plus dans l'air respiré. Il sera donc important de déterminer là teneur en acide carbonique de l'air alvéolaire pendant les ascensions aériennes. Sa présence plus ou moins grande suggérera à certains auteurs la théorie de l’acapnie pour expliquer le mal en ballon.

Il existe enfin dans l'atmosphère, à l'état normal, de la vapeur d’eau, soulevée par l’action du soleil, et mêlée seulement à l'air qui ne saurait l’absorber. Les oscillations de l’humidité de l'air sont très considérables. On observe, surtout en ballon, des modifications énormes qui vont de la suturation complète, au passage à travers un nuage, jusqu'à une sécheresse presque absolue. En règle générale, on enregistre souvent, avec l'altitude, un degré hygrométrique supérieur. Il est à Davos de 85 pour 100 en

moyenne,quoique Ja quantité absolue de vapeur d’eau soit faible 2 grammes 428 par mètre cube d'air, au lieu de 6 grammes 51 à Pise (Vacher). L'air y est très pur, et, dans le milieu du jout les rayons y arrivent direétement. Les aéronautes constatent fre

quemment un état hygrométrique analogue.

Le volume moyen d'air ainsi composé, et pénétrant dans le poumons à chaque inspiration, est de 500 centimètres cubes che un adulte sain, de taille moyenne et placé dans des condition normales. Mais ces 500 centimètres cubes ne représentent pas ! totalité de l'air des poumons. Pendant une inspiration forcée, o: en fait pénétrer dans les bronches une quantité bien supérieure Jl y a dans le poumon plusieurs catégories d'air : l’air courant celui de chaque inspiration ; l’air en excès du volume d’une ins piration normale, ou air complémentaire ; l'air de réserve pou vant être chassé du poumon pendant une inspiration forcée ; en fin l'air résidual qui persiste toujours dans le poumon, quell que soit l'expiration. L'ensemble constitue la capacité totale o respiratoire.

Les échanges respiratoires sont fonction de la tension des ga contenus dans les alvéoles pulmonaires. Lorsqu'on s'élève e ballon, cette tension diminue, et la capacité respiratoire corres pond à un volume analogue, mais à une quantité absolue bie inférieure. L’oxygène devient rare et sa diminution entraîne, : l'on s'élève encore, des accidents d'asphyxie. Nous avons vu, e étudiant les gaz du sang, que Paul Bert avait découvert l’actio de l’oxygène aux grandes altitudes, et la possibilité de remplace l'oxygène manquant par de l'oxygène pur, la pression totale de meurant abaissée, mais le rapport entre l'oxygène et l'azote s trouvant ainsi modifié. Un phénomène contraire, et qui perme de vérifier la théorie précédente, s'observe lorsque la pressio

barométrique est augmentée. Les ouvriers qui travaillent dans an caisson pneumatique, les scaphandriers, respirent un air dont la tension est très supérieure à la normale. Lorsque celle-ci atteint 3 atmosphères 1/2 pour l'oxygène pur, il se produit chez ses ouvriers des convulsions suivies rapidement de mort. L’oxyœène à agi ici comme un poison. La présence d'une quantité moyenne d'oxygène est donc indispensable à la vie. Nous allons examiner quelles sont, pendant les ascensions aéronautiques, les modifications de l’air contenu dans les poumons, et nous rechercherons ensuite les conséquences de ces variations.

Lorsqu'on soumet à l’action de la dépression atmosphérique un animal placé sous la cloche d'une machine pneumatique,on constate,au bout d'un certain temps,une modification de la respiration, Celle-ci devient fréquente, pénible ; Paccélération augmente souvent à mesure que l’air est plus rare. L'animal présente enfin les symptômes de l’asphyxie et meurt. Ce sontles mèmes accidents que l’on retrouve dans les ascensions en ballon à de très grandes hauteurs, quand les aéronautes ne se servent pas d'oxygène. La diminution de l'oxygène de l'air détermine donc une accélération des mouvements respiratoires. Cette accélération est-elle liée à leur amplitude, et ces variations de rythme, si elles sont vérifiées toutes deux, suffisent-elles à compenser pendant un temps plus ou moins long la moindre tension de l'atmosphère? Nous allons examiner, pour répondre à cette question, les résultats obtenus à la suite d'expériences en ballon.

Lors des premières ascensions scientifiques organisées en 1901 sous le patronage de l’Aéro-Club de France, Hallion et Tissot s'étaient proposé de rechercher expérimentalement l'influence des variations rapides d'altitude sur les phénomènes chimiques et physiques de la respiration à l'état de repos. Pendant leur

voyage dans le ballon Zros, les auteurs effectuent deux expérien ces pour déterminer les coefficients respiratoires aux diverses altitudes. Ils utilisent dans ce but des sacs en caoutchouc, et il: y enferment la totalité de l'air expiré à différents moments de leur ascension. L'air est recueilli d’abord dans une vessie grâce à l'appareil nasal de Chauveau. Un échantillon est déposé aussitô sur le mercure, puis on transvase le reste du gaz dans un sac La température et la pression sont notées, et, à la descente, ot mesure le contenu des sacs à cette température et sous la mêm pression. Les expérimentateurs sont tous les deux à jeun n'ayant absorbé depuis la veille, à sept heures du soir, qu'un tasse de café sans sucre qu’ils avaient bue à terre, avant le dé part, à sept heures du matin.

Hallion et Tissot appellent débit respiratoire réel le volume di l'air expiré pendant une minute et mesuré à la température di 0°, la pression étant de 760 millimètres de mercure ; ils désignen sous le nom de débit apparent ce même volume mesuré à 1 pression barométrique et à la température constatées au momen où l'air avait été emmagasiné.

Voici les chiffres obtenus dans ces expériences :

Ce tableau indique très exactement les modifications qui s’el fectuent de 0 à 3.500 mètres d'altitude, les sujets étant au repos JU suggère à Hallion et Tissot les conclusions suivantes :

«1° La quantité absolue d’air qui entre dans le poumon pa minute, mesuré à la température de 0° et la pression de 760 mi limètres de Hg (débit respiratoire réel), diminue considérabl. meut quand l'altitude s'accroît.

« 2° Les altérations de l'air expiré augmentent à mesure qu l'altitude s'accroît : la proportion d'oxygène absorbé et d'acide ca bonique exhalé pour 100 dans l'air expiré s’accroit à mesure qu’c

a”? AP: à fi a] 1 1 D L Ü À - = A s'élève. Ce fait indique que le sang prend toujours dans l'air

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