Composition de l'air

L'air sec au voisinage du sol est un mélange gazeux incolore et homogène. Il est approximativement composé en fraction molaire ou en volume de :

• 78,08 % de diazote ;
• 20,95 % de dioxygène ;
• moins de 1 % d'autres gaz dont :
  • les gaz rares principalement de l'argon 0,93 %, du néon 0,0018 % (18 ppm), du krypton 0,00012 % (1,1 ppm), du xénon 0,00009 % (0,9 ppm) ;
  • le dioxyde de carbone 0,038 % (380 ppm).

Il contient aussi des traces d'un certain nombre d'autres gaz que nous négligerons dans cette étude !

L'air typique de l'environnement terrestre est souvent humide car il contient de la vapeur d'eau, de fines substances en suspension sous forme d'aérosol, des poussières et des micro-organismes.

Au voisinage du sol, l'air contient une quantité très variable de vapeur d'eau, qui dépend des conditions climatiques, et en particulier de la température. En effet le phénomène de saturation de vapeur varie fortement avec la température :

Température de l'air	à -10 °C	à 0 °C	à 10 °C	à 20 °C	à 30 °C	à 40 °C
% de vapeur d'eau	de 0 à 0,2 %	de 0 à 0,6 %	de 0 à 1,2 %	de 0 à 2,4 %	de 0 à 4,2 %	de 0 à 7,6 %

Ainsi à 4 km d'altitude (T= -11 °C), il y a toujours moins de 0,2 % de vapeur. Le pourcentage de vapeur d'eau présent dans l'air est mesuré par le taux d'hygrométrie. Cet indicateur est un élément important pour les prévisions météorologiques.

Jusqu'à environ 80 km d'altitude, la composition de l'air est assez homogène, la seule variation remarquable est celle du taux de la vapeur d'eau.

 

La VO_{2max :}

 correspond à la consommation maximale en oxygène utilisée par les muscles au cours d'un effort (exprimée en ml/min/kg) .

graphe 4

 

voir  ICI la VO2Max selon le sport...

Effet de l'altitude sur l'air ambiant

  L'altitude se traduit par une baisse de la pression atmosphérique (en millibars ou en millimètre de mercure); plus on monte, plus la pression baisse; par exemple à 0 m d'altitude elle est de 760 mmHg, alors qu'à 4808 m elle est de 416.3 mmHg et à 8846 m de 236.3 mmHg (graphe 1). La pression à une certaine altitude diffère selon le climat et la saison : la pression est plus haute en été qu'en hiver dû aux températures et aux cumulus. L'altitude se traduit aussi par la baisse de la pression d'O₂ dans l'air ambiant : il y a toujours 21% d'O₂ mais la quantité d'O₂ (disponible pour la respiration) baisse°°, car la pression atmosphérique baisse (graphe 2); en altitude la température baisse aussi, jusqu'à plus de 40°C en dessous de zéro à plus de 8000 m d'altitude (graphe 3).

graphe 1

graphe 2

graphe 3

illustration de l'action de la pression sur l'air ambiant :

graphe5/1 graphe5/2

A gauche les billes rouges représentent 20% des billes du volume, à droite
aussi !  Mais à gauche la concentration des billes est plus forte qu' à droite donc le nombre de billes rouges est plus important...
Remplacez billes rouges par molécules de dioxygène et concentration par pression atmosphérique, vous comprendrez pourquoi on manque d'oxygène en altitude, bien que le pourcentage soit toujours le même (21 % de dioxygène dans l'air ambiant)

 Les effets de l'altitude sur l'homme

       Chez l'homme, l'altitude agit surtout sur l'organisme par la diminution de la pression partielle de l'oxygène dans l'air inspiré, par la diminution de l'air total, par l'abaissement de la température, par l'action du rayonnement solaire. Il s'en suit une hyperventilation, c'est à dire une augmentation de la respiration, une tachycardie, augmentation de fréquence cardiaque, et une augmentation du nombre de globules rouges dans le sang (polyglobulie) pour réagir à l'hypoxie.
       Une personne située au niveau de la mer utilise 100% de son VO2 max, alors qu'une autre ne peut utiliser que 70% de son VO2 max au sommet du Mont Blanc (4808 m) et que 20% au sommet de l'Everest (8846 m). La vie devient donc impossible à partir d'une certaine altitude. On sait qu'un homme qui arrive à un sommet de plus de 7000 m ne s'attarde pas trop, il prend juste le temps de se restaurer; bien plus, au delà de 8000 m, il n'y reste pas plus d'une minute tant la difficulté à respirer est grande : s'il s'y attarde, il risque de mourir, c'est pour cela qu'il se hâte de descendre une fois au sommet (ce qui provoque souvent des chutes).
       Comme on peut le voir l'altitude à des actions négatives, mais elle peut toutefois avoir des actions bénéfiques sur l'homme. En effet il n'est pas rare que des sportifs de haut niveau passe un séjour d'une semaine ou plus à plus de 3000 m soit pour s'acclimater à cette altitude , soit pour accroître leur taux de globules rouges (une durée minimale de 3 jours est nécessaire pour permettre au corps de fabriquer les G.R). Les globules rouges transportent l'oxygène et plus on en a, plus le corps est oxygéné, on a donc une meilleure condition physique au niveau de l'endurance.
       Certaines personnes ont leur organisme naturellement adapté à la haute altitude : c'est surtout le cas des personnes qui vivent depuis des générations en haute altitude. Ainsi les Lapas qui vivent à plus de 3600 m d'altitude ne souffrent de rien sauf s'ils descendent puis remontent (ils sont alors malades). Même, les Sherpas qui vivent à la même altitude n'ont pas ce problème : ils ne sont pas malades s'ils descendent puis remontent. Cette différence entre Sherpas et Lapas est due à une différence dans le nombre de globules rouges dans le sang.

signes observés	score
.céphalées .nausées ou anorexie .insomnies .vertiges	1 point
.céphalées ne cédant pas à l'aspirine .vomissements	2 points
.dyspnée de repos .fatigue anormale ou importante .baisse de la diurèse	3 points

Score	définition du "mal aigu des montagnes"
1 à 3	léger
4 à 6	modéré
>6	sévère