Le monoxyde de carbone (CO) est un gaz incolore, inodore, un peu plus léger que l’air. Sa densité est de 0,968 alors que celle de l’air est de 1. Cette différence est en pratique négligeable, le CO se mélange à peu près complètement à l’air.

Le CO forme des mélanges explosifs avec l’air mais cela ne se produit qu’à une concentration plusieurs fois mortelle (entre 12,5 à 74,2 %). Lorsque le CO s’accumule dans un espace clos en cas d’incendie, le danger d’explosion est réel.

La combustion normale d’un combustible carboné (bois, charbon, gaz naturel, gaz butane, mazout de chauffage) libère du CO₂. Lorsque l’apport d’oxygène est insuffisant, la combustion est incomplète et il y a formation de monoxyde de carbone (CO).

Dans les habitations, les principales sources de CO sont les foyers utilisant un combustible carboné (bois, charbon, gaz, pétrole…) que ce soit des appareils de chauffage, de production d’eau chaude, un four ou une cuisinière.
Les gaz brûlés émis par ces appareils contiennent toujours une petite quantité de CO parce que la combustion n’est jamais tout à fait complète.  

La quantité de CO qui se dégage est influencée par l’apport d’air frais (ventilation) et l’évacuation des gaz brûlés (cheminée). Pour une combustion efficace, il faut que l’appareil soit correctement installé et les brûleurs bien réglés. Un usage inapproprié ou un entretien insuffisant peuvent également conduire à la formation de CO.

Un appareil utilisant un combustible carboné non raccordé à une cheminée va libérer les gaz brûlés directement dans l’habitation. C’est le cas par exemple des poêles à pétrole mobiles, des foyers au bioéthanol ou d’un barbecue utilisé à l’intérieur. 

Un incendie s’accompagne toujours d’un important dégagement de CO.  
Ce sont les feux couvants qui libèrent le plus de CO: le taux de CO peut s’élever jusqu’au seuil d’explosivité et une explosion peut survenir à l’ouverture du bâtiment en feu. 

Les raffineries de pétrole, les fabriques de pâte à papier et de noir de carbone, la métallurgie du fer et autres métaux, les industries qui fabriquent du méthanol, de l’acide formique, de l’acide acétique ou des métaux carbonyles sont également de grands producteurs de CO, sans compter les incinérateurs, ou les industries qui produisent du gaz de chauffage. Chez nous, le gaz de chauffage provient de gisements de gaz naturel en Algérie ou aux Pays-Bas. Il est composé essentiellement de méthane et ne contient pas de CO.

Des cas d’intoxication ont été signalés dans des magasins lors de l’utilisation de chariots élévateurs à moteur au diesel ou à essence. Tous les moteurs au diesel ou à essence de machines telles que polisseuses à béton ou asphalteuses fonctionnant dans un espace mal ventilé, comme un bâtiment en construction par exemple, peuvent provoquer des intoxications au CO.

Le CO est produit naturellement par oxydation du méthane dans l’atmosphère et photodissociation du carbone. Les autres sources naturelles du CO sont les océans, les feux de prairies et de forêts, les volcans, les gaz des marais et les orages. La germination des graines et la croissance des semis par action des micro-organismes ainsi que les flotteurs des varechs sont d’autres sources naturelles, plus mineures, de CO.

L’inhalation de produits à base de chlorure de méthylène peut également être une cause d’augmentation des taux de carboxyhémoglobine. En effet, le chlorure de méthylène est métabolisé dans le corps humain en CO. Les taux sanguins sont directement proportionnels à la durée d’exposition et à la concentration de chlorure de méthylène dans l’air (ainsi 250 ppm de chlorure de méthylène inhalé pendant 8 h donne un taux d’HbCO supérieur à 8%).

Le CO inhalé passe dans le sang au niveau des poumons tout comme l’oxygène. Une grande partie du CO absorbé va se fixer à l’hémoglobine dans les globules rouges et former de la carboxyhémoglobine ou HbCO.

Chez la femme enceinte, le CO s’accumule dans le sang du foetus où il peut atteindre une concentration de 10 à 15 % supérieure à la concentration dans le sang maternel.

Chez l’homme, l’hémoglobine – pigment contenu dans les globules rouges du sang – assure le transport de l’oxygène depuis les poumons jusqu’aux cellules.
La molécule d’hémoglobine se compose de 4 chaînes polypeptidiques (globines) et contient 4 hèmes, chacun porteur d’un atome de fer sur lesquels se fixent les atomes d’oxygène.

L’affinité du CO pour l’hémoglobine est 210 à 260 fois plus forte que celle de l’oxygène. Même présent en quantité infime dans l’air, le CO se liera préférentiellement à l’hémoglobine du sang au lieu de l’oxygène.

• Situation normale: O₂ + Hb → O₂Hb (oxyhémoglobine).
• Présence de CO:   CO + Hb → COHb (carboxyhémoglobine).

Le transport de l’oxygène est perturbé. L’oxygène n’arrive plus jusqu’au cellules qui sont en état d’hypoxie cellulaire.

La quantité de carboxyhémoglobine formée dépend:

•  De la concentration de CO dans l’air.
•  De la durée d’exposition.
•  Du degré d’activité de la victime (plus l’effort physique est intense, plus la respiration est rapide et plus on inhale de CO).
•  De l’état de santé de la victime (problèmes cardiaques, affections respiratoires).

La liaison du CO à l’hémoglobine n’entraîne pas seulement une baisse de la quantité d’oxygène transportée par molécule d’hémoglobine. Elle a également un effet indirect par déplacement de la courbe de dissociation de l’oxyhémoglobine.

En présence de CO, la courbe de dissociation de l’oxyhémoglobine en fonction de la pression partielle d’oxygène (p_O2) se déplace vers la gauche. Le CO ne prend pas seulement la place de l’oxygène sur l’hémoglobine, il augmente également l’affinité de l’hémoglobine pour l’oxygène et diminue la délivrance d’oxygène au niveau des tissus. La pression partielle d’oxygène (p_O2) dans les tissus périphériques doit s’abaisser plus fortement pour que l’hémoglobine libère son oxygène. Ce phénomène aggrave encore le manque d’oxygène au niveau des cellules.

La figure ci-dessus illustre ce double mécanisme: en temps normal, le sang délivre aux tissus 5 ml d’oxygène par 100ml de sang lorsque la pression partielle d’oxygène chute de 60 mm de Hg (de a à V sur la courbe de dissociation de l’oxyhémoglobine).
En cas d’anémie, où le nombre de globules rouges est divisé par deux (diminution de 50% de la capacité de transport), le sang ne délivre aux tissus que 2,5ml d’oxygène par 100ml pour une même chute de la pression partielle d’oxygène de 60 mm de Hg. Lors d’une intoxication au CO avec une carboxyhémoglobinémie de 50%, pour délivrer aux tissus 2,5ml d’oxygène/100ml de sang, il faut que la pression partielle d’oxygène chute de 75 mm de Hg (de a’ à V’).

Le sang contient normalement un peu de CO provenant de la dégradation de l’hémoglobine et d’autres hémoprotéines.
Par ailleurs, les fumeurs, et particulièrement les fumeurs de pipe ou de cigare ont habituellement des taux de carboxyhémoglobine plus élevés.

A titre indicatif, nous donnons ci-dessous les valeurs considérées comme normales:

Un taux de carboxyhémoglobine supérieur à ces valeurs signe une intoxication. Attention, un taux normal ne permet pas d’exclure une intoxication: en effet le CO s’élimine spontanément de l’organisme et le taux de carboxyhémoglobine commence à chuter dès que la victime se trouve hors de l’atmosphère toxique. Le pourcentage d’HbCO dépend donc du moment de la prise de sang.

Le pourcentage d’HbCO dans le sang n’est pas un bon critère de gravité de l’intoxication et ne permet pas de décider du traitement nécessaire (oxygène au masque ou oxygène hyperbare). Le CO ne se lie pas uniquement à l’hémoglobine, il pénètre également directement dans les cellules. En cas d’exposition prolongée à de faibles concentrations de CO, le taux d’HbCO peut rester relativement bas alors que le CO s’accumule dans les tissus. C’est la concentration de CO dans les tissus qui va entraîner les lésions ou la mort des cellules et déterminer la gravité de l’intoxication.

Plusieurs types d’appareils permettent de détecter le CO dans l’air. Les pompiers et la plupart des services de secours en disposent. Les appareils les plus perfectionnés permettent d’enregistrer les taux de CO pendant une période plus ou moins longue.

Il existe également des détecteurs de CO à usage domestique. Ils sont en principe conçus pour suivre la concentration de CO dans l’air et donner l’alarme lorsque la concentration de CO dépasse un certain seuil pendant un temps donné. Malheureusement ces détecteurs ne remplissent pas toujours leur fonction.

On peut estimer le taux de carboxyhémoglobine dans le sang à partir de la concentration du CO dans l’air expiré.

La victime doit inspirer profondément et souffler à fond dans une pochette de mesure. Cette pochette est connectée à une pompe qui propulse une quantité déterminée d’air dans un tube réactif. Si l’air expiré contient du CO, le réactif change de couleur. On peut lire ainsi sur l’échelle gravée sur le tube une estimation directe du taux d’HbCO.
Il existe aussi des appareils qui indiquent directement le taux de carboxyhémoglobine sur un écran.

Intérêt:

Cet examen est intéressant pour le dépistage des victimes en cas d’intoxication collective. Il donne un résultat immédiat et permet un premier tri rapide des victimes.

Limites:

Cette méthode de mesure est peu précise et la victime doit être consciente pour pouvoir souffler dans la pochette.

Il faut donner de l’oxygène le plus rapidement possible, de préférence endéans les 6 heures.

L’oxygène s’administre par un masque ou via un tube endotrachéal à raison d’au moins 12 L/min. Le masque doit être de type “non-rebreather” (pourvu d’un réservoir avec une valve unidirectionelle).

ATTENTION: beaucoup de masques à oxygène même vendus sous l’appellation « non-rebreather mask » ou “high-flow oxygen mask” ont des ouvertures latérales sans valves. Ils ne permettent pas d’administrer de l’oxygène pur et ne sont donc pas recommandés.

La durée du traitement est de préférence de 12 heures avec un minimum de 6 heures. Le patient est évalué après 2 heures. Si les symptômes persistent, on peut envisager un traitement par oxygène hyperbare.

La décision de donner de l’oxygène à la pression atmosphérique normale (normobare) ou dans un environnement où la pression est augmentée (hyperbare) dépend de plusieurs facteurs. Le Conseil Belge de l’Oxygénothérapie Hyperbare (ACHOBEL, Advisory Committee for Hyperbaric Oxygen in Belgium) a établi un algorithme pour l’évaluation et le traitement des intoxications au CO. Cliquez sur le lien pour le consulter: http://www.achobel.be/

D’une manière générale on peut dire que les patients ayant perdu connaissance, ou présentant des problèmes neurologiques ou cardiaques objectivés sont référés à un centre d’oxygénothérapie hyperbare. Les femmes enceintes, les enfants de moins de douze ans et les personnes âgées souffrants de maladies chroniques sont plus rapidement référés.

Lorsqu’il y a plusieurs victimes, on peut utiliser les critères suivants:

Plus la somme des points est élevée plus haute sera la priorité d’un traitement par oxygène hyperbare. Dans tous les cas, les services de secours doivent se mettre préalablement en rapport par téléphone avec le centre hyperbare le plus proche pour discuter des indications et vérifier la disponibilité du caisson.