La plongée sous-marine offre une exploration fascinante des beautés du monde aquatique. Cependant, pour pleinement profiter de cette expérience et prolonger le temps passé sous l'eau, il est essentiel de maîtriser certaines techniques, notamment celles liées à la respiration, au contrôle de la profondeur et à l'optimisation de la consommation d'air. Une consommation d'air inefficace est une préoccupation courante chez les plongeurs, qu'ils soient novices ou expérimentés. Heureusement, des stratégies techniques et des pratiques spécifiques, issues de l'expérience de professionnels tels que notre Course Director de plongée technique, Víctor Córdoba, peuvent considérablement améliorer cette situation.
L'Optimisation de la Consommation d'Air en Plongée Bouteille : Techniques et Pratiques Essentielles
Réduire la consommation d'air est à la portée de tout plongeur soucieux d'optimiser son expérience sous-marine. « Plus vous plongez, plus votre consommation d’air sera basse » est un adage souvent entendu, et il est vrai que la pratique rend parfait. Néanmoins, il existe des compétences spécifiques et des conseils techniques prouvés pour y parvenir plus efficacement.
L'Importance Cruciale de la Respiration Consciente et Profonde
Il est évident que l’on sait comment respirer. Cependant, le fonctionnement de la respiration n’est pas toujours aussi connu. Les cellules du corps humain ont besoin d’oxygène pour vivre, que nous recevons en inhalant. Simultanément, il faut éliminer les particules de CO2, ce que nous faisons en expirant. Si ces particules ne sont pas éliminées à la même vitesse que notre corps les produit, le cerveau demandera à nos poumons de respirer plus vite. Adopter une respiration lente et profonde est une technique efficace pour réduire sa consommation d’air en plongée. Concentrez-vous sur un rythme respiratoire régulier et maîtrisé pendant toute la durée de la plongée, adapté à vos capacités.
Pour une bonne respiration, il faut insister sur l’expiration. Une méthode conseillée est d'adopter la méthode 1/4 : pour un temps d’inspiration, expirez sur quatre temps. Cette approche calme le rythme cardiaque, évite l’essoufflement en évacuant le dioxyde de carbone, et aide même à évacuer l’azote responsable des accidents de désaturation. En définitive, se concentrer sur sa respiration a un impact direct pour réduire sa consommation d’air en plongée.
La Maîtrise de la Respiration Abdominale ou Diaphragmatique
Si nous parvenons à respirer plus profondément et plus lentement, nous aurons un meilleur renouvellement de l’air dans nos poumons et aurons besoin de moins d’inhalations, ce qui améliorera notre consommation d’air. Cela peut être réalisé en pratiquant la respiration abdominale ou la respiration de yoga. Cette technique consiste à utiliser le diaphragme, une feuille musculaire en forme de dôme qui sépare le cœur et les poumons de l'abdomen. En vous allongeant sur le dos, pliez les genoux et posez une main sur la poitrine et l'autre sur le ventre, juste en dessous de la cage thoracique. Inspirez lentement par le nez, en vous concentrant sur la respiration à travers le diaphragme, de sorte que la main sur le ventre se lève plus que celle sur la poitrine. Pour expirer, contractez les muscles du ventre en les attirant vers la colonne vertébrale.
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La respiration diaphragmatique transfère l'oxygène des poumons vers le sang de manière plus efficace. Elle permet d'aspirer de l'air dans la partie la plus efficiente des poumons, diminue la fréquence cardiaque et favorise la détente. Apprendre à contrôler ces muscles permet de respirer moins souvent et de préserver l'oxygène, bénéficiant d'échanges gazeux accrus. Pratiquez d'abord allongé, puis assis, et enfin debout, jusqu'à en devenir un expert.
Le Contrôle de la Flottabilité et le Lestage Optimal
Le contrôle de la flottabilité est une compétence fondamentale en plongée, et il est très important de maîtriser sa flottabilité, sa position et sa propulsion pour réduire les mouvements et la production de dioxyde de carbone. Avec un bon contrôle de la flottabilité, la respiration sera détendue et la consommation d’air en plongée s'améliorera. Une flottabilité correcte réduit la dépense d’énergie pour se déplacer et maintenir sa position sous-marine.
Le gilet stabilisateur et le lestage sont deux éléments qui vont de pair. Si le lestage est trop lourd, vous compenserez en gonflant votre gilet. Ces gonflages consomment de grandes quantités d’air. De plus, lutter contre un problème de surlestage peut vite provoquer un essoufflement. Il est crucial de n'utiliser le gilet que pour les ajustements grossiers et d'utiliser au maximum le poumon ballast. N’hésitez pas à effectuer un test de lestage avant chaque immersion pour s'assurer d'avoir la quantité de plomb adéquate, sans en avoir trop. Des formations spécialisées, comme la spécialité SSI Perfect Buoyancy / Flottabilité Parfaite, sont le meilleur moyen d’améliorer la stabilisation avec une bonne position du corps pour des plongées détendues, de réduire la consommation d’air en plongée et d’augmenter le temps d’immersion.
L'Efficacité des Mouvements et l'Hydrodynamisme
Adopter des mouvements lents et contrôlés lors de l'exploration des sites de plongée est primordial. Évitez les gestes brusques et les mouvements inutiles, car ils entraînent une dépense d’énergie significative et donc une augmentation de la consommation d’air. Glissez en harmonie avec l’environnement sous-marin, en prenant le temps d’observer la faune et la flore. Non seulement cette approche aide à réduire la consommation d’air, mais elle offre également une expérience plus immersive et apaisante.
Suivez les principes de l’hydrodynamique. Plus les éléments de votre équipement causent de la friction avec l’eau, plus la résistance au déplacement est grande et plus l’effort physique sera important. La vitesse de nage est proportionnelle au carré de l’énergie nécessaire pour la générer. Doubler sa vitesse de nage fait consommer quatre fois plus d’énergie. Il est donc préférable de nager, de se retourner et d’atteindre la fin lentement. Bougez les mains, la tête, les bras et le torse au ralenti. Économisez l'effort en profitant des courants, en palmant un minimum, en laissant le lestage et les courants vous déplacer, et les reliefs vous propulser. Cet effort moindre contribue à moins consommer.
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Gestion de la Température Corporelle et Isolation Thermique
Le froid n’est pas l’ami du plongeur. Une bonne isolation thermique a un rôle important dans la consommation d’air. Le corps humain favorise une déperdition de chaleur quasiment 20 fois plus vite dans l'eau que dans l'air. Pour se réchauffer, le corps brûle graisses et sucres, ce qui entraîne une consommation d’oxygène accrue. Une combinaison adaptée à la température de l'eau permettra de ne pas avoir froid et n’entraînera pas une hausse de la consommation d’air. Porter un bonnet ou une cagoule est également conseillé pour rester au chaud.
Entretien et Réglages du Détendeur
Un bon entretien de votre équipement vous évitera de perdre de l’air. Au-delà de l'entretien général, certains réglages du détendeur peuvent influencer la consommation. Il s'agit notamment de l'effet Venturi et, sur les modèles avancés, du bouton de réglage.
L'effet Venturi est un phénomène physique où un fluide se déplaçant dans un conduit fermé traverse une zone plus étroite, augmentant sa vitesse et diminuant sa pression. Cela se produit lors de la respiration à travers le régulateur. Si le levier de l’effet Venturi est ouvert pendant la plongée, le détendeur permet de respirer plus facilement, réduisant la fatigue. Notre corps produira ainsi moins de CO2, améliorant la consommation d’air.
Pour ceux qui possèdent un détendeur compensé, le bouton de réglage est crucial. L’effort respiratoire nécessaire pour démarrer le flux d’air est appelé effort d’ouverture. Alors que les détendeurs sans bouton n'offrent aucun contrôle sur cet effort, les modèles de dernière génération le permettent. Ouvrir ce bouton affaiblit la résistance du ressort qui permet à l’air de passer du régulateur aux poumons, rendant la respiration plus aisée.
La Gestion de la Profondeur et la Loi de Mariotte
La profondeur est un facteur déterminant de la consommation d'air. La loi de Mariotte stipule qu'à température constante, le volume d'une masse gazeuse est inversement proportionnel à la pression qu'il subit. En surface, la pression est de 1 Bar. À 20 mètres de profondeur, elle est de 3 Bars. Un plongeur à 20 mètres consommera donc 3 fois plus d’air qu’en surface (passant d'environ 15 à 20 litres/minute à 45 litres/minute pour un effort modéré). La consommation augmente donc significativement avec la profondeur.
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Une planification minutieuse de la plongée peut grandement influencer la consommation d’air. En limitant la profondeur moyenne des plongées, on réduit la quantité d’air consommée. À titre d'exemple, il faudra deux fois plus d’air à 30 mètres (4 bars de pression) qu’à 10 mètres (2 bars). Il est important de signaler son niveau de consommation à son encadrant pour qu'il puisse planifier un parcours et une profondeur adaptés. Retourner à une profondeur inférieure à celle où l'on est allé peut également contribuer à préserver l'air. Faire des plongées dérivantes, où l'on est emporté par le courant, permet d'éviter l'effort physique pour se déplacer et de ne pas combattre le courant en sortant, ce qui est une autre option pour économiser de l'air.
Gestion du Stress et l'Expérience
Le stress, souvent présent chez le plongeur débutant, augmente le rythme cardiaque et, par conséquent, la consommation d’air. La plongée est un nouveau milieu où la luminosité peut être faible ou inexistante, et la vision du manomètre diminue petit à petit, tout cela pouvant générer du stress. Pour lutter contre ce stress, focalisez-vous sur la faune, la flore, les épaves, les poissons, et faites confiance à votre guide de palanquée.
Un vieil adage dit : il n’y a pas de bon plongeur, il n’y a que des vieux plongeurs. En effet, en enrichissant son expérience, on améliore son aisance aquatique. Tout comme un enfant apprend à marcher, le plongeur améliore sa coordination et ses gestes deviennent plus fluides et moins coûteux en énergie. Plus on plonge, plus on est à l'aise avec son équipement et le milieu subaquatique, plus on est détendu et moins on fait d’efforts.
Ne Jamais Retenir sa Respiration : Dangers et Conséquences
Il est très fortement déconseillé de retenir sa respiration en plongée, car cela augmente drastiquement le risque de surpression pulmonaire. Pire, retenir sa respiration est contre-productif : cela demande un sérieux effort au corps qui manque d’oxygène très rapidement. L’organisme va compenser aux prochaines inspirations, et le fait de se mettre en apnée sans donner d’air frais aux cellules sanguines, alors que le corps continue à produire des gaz carboniques (toxiques), crée un déséquilibre. Le cerveau génère alors une situation de stress qui provoque un essoufflement et une augmentation de la consommation.
Surveillance de l'Air et Recours aux Grands Volumes
L'air est une ressource limitée sous l'eau. Le contrôle de la consommation est indispensable pour effectuer une remontée ou des paliers en toute sécurité, en conservant toujours une quantité d'air de sécurité appelée "la réserve", équivalant à 50 bars. Le manomètre est l’élément indispensable pour tout plongeur, indiquant en temps réel la quantité d’air sous pression restante. Cette quantité doit être interprétée en fonction de l'autonomie en air, tenant compte de paramètres comme la profondeur. Il est conseillé d'effectuer une première vérification 15 minutes après le début de la plongée, une seconde 10 minutes plus tard, et de revérifier l’air toutes les 5 minutes par la suite.
En attendant de progresser dans la maîtrise de sa consommation, n’hésitez pas à demander un supplément pour un volume d’air plus important. La plupart des centres de plongée proposent des bouteilles de 12 litres, mais certaines offrent également des bouteilles de 13,5 litres et même 15 litres, soit 25% d’air supplémentaire.
Entraînement Spécifique des Muscles Respiratoires
Un moyen plus rapide d’améliorer la respiration sous l’eau peut être l'utilisation d'appareils d'entraînement. L'Orygen Dual Valve, par exemple, est un appareil qui aide à renforcer les muscles inspiratoires et expiratoires. Il s'agit d'un entraîneur respiratoire abordable, simple à utiliser quatre à cinq jours par semaine, deux fois par jour (matin et soir), avec cohérence.
Les Fondamentaux Physiologiques et Physiques de la Plongée
Comprendre les principes qui régissent le corps humain et les gaz sous l'eau est essentiel pour une pratique de la plongée sûre et efficace.
La Pression Sous-Marine et ses Effets
Le facteur principal influant sur l'organisme humain en plongée est la pression exercée par l'eau. Celle-ci augmente avec la profondeur : le corps est soumis à une pression d'environ 1 bar à l'air libre au niveau de la mer (pression atmosphérique), mais le poids de l'eau au-dessus du plongeur immergé soumet celui-ci à une pression additionnelle d'environ 1 bar tous les 10 mètres en eau de mer, et environ 0,98 bar tous les 10 mètres en eau douce. Par exemple, à 25 mètres de profondeur, un plongeur est soumis à 3,5 bars de pression totale (pression absolue) : 1 bar de pression atmosphérique et 2,5 bars de pression hydrostatique. Cette pression inhabituelle pour un être humain adapté au milieu terrestre provoque des phénomènes que le plongeur doit connaître et gérer pour ne pas mettre sa santé ou sa vie en danger.
Les accidents dus aux variations anormales de pressions dans les organes creux sont appelés des barotraumatismes. Lors de la descente, en plongée bouteille comme en plongée en apnée, l'air contenu dans l'oreille moyenne du plongeur est en dépression par rapport au milieu ambiant, ce qui crée une déformation du tympan. Le plongeur doit volontairement insuffler de l'air dans son oreille moyenne via les trompes d'Eustache afin d'éviter toute déchirure ou douleur. Plusieurs manœuvres d'équilibrage existent, la plus répandue étant la manœuvre de Valsalva (se pincer le nez et souffler légèrement bouche fermée). Une autre technique est la "béance tubaire volontaire", qui consiste à plonger "trompes ouvertes" grâce au contrôle des muscles péristaphylins, bien que plus difficile à maîtriser. La déglutition peut également aider. Lors de la remontée, le phénomène inverse se produit (surpression dans l'oreille moyenne) ; la manœuvre de Toynbee peut aider, mais l'utilisation de la méthode de Valsalva à la remontée est contre-productive et dangereuse.
En plongée bouteille uniquement, lors de la remontée, l'air contenu dans les poumons du plongeur se dilate. Cette dilatation est naturelle et doit être gérée par une expiration continue et contrôlée pour éviter une surpression pulmonaire.
Le Comportement des Gaz Sous l'Eau
Pour les pressions rencontrées en plongée sous-marine, les gaz respirés se comportent comme des gaz parfaits et obéissent à la loi de Dalton. Il est ainsi possible d'utiliser la notion de "pression partielle" pour un gaz respiré. Par exemple, un plongeur respirant de l'air (environ 80 % de diazote, 20 % de dioxygène) à 20 mètres de profondeur (pression totale de 3 bars) aura une pression partielle de diazote de 2,4 bars (80 % de 3 bars) et de dioxygène de 0,6 bar (20 % de 3 bars).
Le dioxygène (O2), indispensable à la survie du plongeur, devient toxique lors d'une plongée bouteille avec l'augmentation de sa pression partielle. Cet effet, nommé hyperoxie, est dû à la toxicité neurologique du dioxygène à partir d'une pression partielle de 1,6 bar. Il soumet le plongeur à un risque de crise hyperoxique (effet Paul Bert) et donc de perte de connaissance conduisant à la noyade. D'autre part, une exposition prolongée (plusieurs heures) à une pression partielle d'O2 de plus de 0,6 bar peut provoquer des lésions pulmonaires de type inflammatoire (effet Lorrain Smith).
Les gaz inertes (diazote, hélium, dihydrogène, argon, etc.), en plus de leur rôle dans l'accident de décompression, ont des propriétés narcotiques à partir d'une certaine pression partielle. Le pouvoir narcotique dépend de la nature du gaz : l'argon et le diazote sont très narcotiques, tout comme le dihydrogène selon la Comex, tandis que l'hélium l'est beaucoup moins. La narcose à l'azote, par exemple, peut débuter dès 3,2 bars de pression partielle.
Le Vertige Alterno-Barique
Le vertige alterno-barique est causé par une différence de pression entre les deux oreilles moyennes. L’appareil vestibulaire informe le cerveau sur la position dans l’espace. Une pression gazeuse sur la paroi de cet appareil modifie ces informations. Si une différence de pression existe entre les deux oreilles moyennes, le cerveau reçoit des données contradictoires qu’il ne peut interpréter. Le plongeur ressent alors un vertige, souvent passager (30 secondes à quelques minutes), qui peut entraîner des complications en cas de panique, car il perd tout repère spatial et ne peut se réorienter visuellement sous l'eau. Cette différence est souvent due à une manœuvre de Valsalva mal exécutée ou à une trompe d’Eustache peu perméable.
Perception Sous-Marine
La perception, notamment la vision et l'audition, est modifiée sous l'eau. Le son se propage plus de quatre fois plus vite que dans l'air, et l'effet de barrière acoustique du corps humain est atténué. Certains signaux acoustiques sont bien perceptibles et repérables, selon leur fréquence, leur durée d'émission et la position de la source.
L'Équipement du Plongeur : Un Allié Indispensable
L'équipement de plongée est une catégorie vaste et en constante évolution, essentielle pour la sécurité et le confort du plongeur. Il peut être divisé en équipement ABC et autre équipement de plongée.
L'Équipement ABC
L'équipement ABC (masque, palmes et tuba) est le seul équipement de la personne qui plonge en apnée et l'équipement de base des scaphandriers, bien qu'il ne soit pas suffisant pour la plongée en bouteille. C'est un équipement individuel, chaque plongeur doit posséder le sien.
- Le Masque : Pièce essentielle permettant une vision correcte et confortable sous l'eau en créant un espace d'air devant les yeux. Un masque bien ajusté protège les yeux et le nez du contact avec l'eau et permet d'équilibrer la pression par le nez. Il est composé d'une armature en plastique, d'une collerette d'étanchéité en silicone (généralement transparente, blanche/laiteuse ou noire, avec au moins un double joint sur le bord), d'un verre trempé (garantissant la sécurité maximale, avec une ou deux vitres, ou plus pour une vision panoramique), d'un nez mou (permettant la compression du nez et l'équilibrage) et d'une sangle en silicone avec système de réglage pour presser le masque contre le visage.
- Le Tuba : Permet de respirer de l'air sans avoir à sortir de l'eau. Indispensable pour la plongée avec tuba, il est rarement utile pour les autres techniques, sauf pour nager jusqu'à un site de plongée ou revenir en surface sur de longues distances ou dans des conditions difficiles (vagues, courant). Les tubas modernes ont une forme anatomique.
- Les Palmes : Augmentent la surface des pieds et maximisent les capacités motrices dans l'eau, permettant de nager rapidement et efficacement en utilisant uniquement les jambes.
L'Équipement Spécifique du Plongeur Bouteille
Le plongeur bouteille est équipé d'un aqualung, un équipement qui lui permet de nager et de respirer librement sous l'eau.
- La Bouteille de Plongée : Contient le gaz respiré (air, Nitrox, Trimix, etc.).
- Le Détendeur : Apporte le gaz respiré de la bouteille vers la bouche du plongeur à la pression ambiante. Le principe de fonctionnement du scaphandre autonome est théorisé par Manuel Théodore Guillaumet en 1838 et mis en application par Benoît Rouquayrol et Auguste Denayrouze. La forme actuelle de l'équipement de plongée autonome est perfectionnée par Émile Gagnan et Jacques-Yves Cousteau en 1943 avec l'invention du détendeur automatique, dit « de débit à la demande ».
- Le Manomètre : Indispensable pour contrôler la quantité d'air restante dans la bouteille.
- L'Ordinateur de Plongée : Un petit appareil souvent sous forme de montre-bracelet qui indique la profondeur, le temps passé sous l'eau, met en garde contre une remontée trop rapide et informe de la limite du temps de non-décompression, prenant en compte les plongées précédentes. Il est essentiel pour respecter les tables de décompression incluant d'éventuels paliers de décompression.
- Le Gilet de Flottabilité (BCD) : Remplace la planche et le sac de flottabilité traditionnels, permettant de contrôler la flottabilité du plongeur.
- La Combinaison Isothermique : Protège le corps du plongeur d'un refroidissement trop rapide.
- Le Lestage : Indispensable pour ajuster la flottabilité et permettre l'immersion.
- La Torche de Plongée : Pour faire ressortir les couleurs disparaissant dans les eaux troubles ou à des profondeurs inférieures à 10 m, et indispensable pour les plongées de nuit.
La Plongée : De ses Origines aux Multiples Facettes Modernes
La plongée consiste à se trouver sous l’eau lors de ce que l’on appelle une "plongée". Cela peut être fait en retenant sa respiration (apnée) ou en étant sous l’eau avec un équipement approprié (plongée sous-marine). La plongée peut être pratiquée pour diverses raisons et objectifs, en utilisant des techniques adaptées à la situation et aux compétences du plongeur.
Brève Histoire de la Plongée
La plongée accompagne l’homme depuis la nuit des temps. Il y a des milliers d’années, les hommes plongeaient principalement pour se nourrir, mais aussi à la recherche de "trésors" et à des fins militaires. Les plus anciennes gravures et descriptions de la plongée remontent au 1er siècle avant Jésus-Christ. Un bas-relief datant de 885 av. J.-C. représente un homme armé respirant sous l’eau avec un équipement ressemblant aux cylindres de plongée actuels. Les archives d’Aristote, datant de 332 av. J.-C., mentionnent une cloche de plongée qui aurait été utilisée par Alexandre le Grand lors du siège de Tyr.
L’objectif des scientifiques et des inventeurs au cours des siècles suivants a été de développer des solutions pour augmenter le temps passé sous l’eau. Léonard de Vinci est considéré comme l’auteur de la première conception d’un système de respiration sous-marine autonome et du premier scaphandre. Le premier système de plongée permettant de se déplacer librement sous l’eau, conçu en 1797 par Karl Heinrich Klingert, fut une invention révolutionnaire. Au XVIIIe et XIXe siècles, de nombreuses innovations furent testées. En 1823, les frères Deane brevetèrent un casque de pompier adapté ensuite à la plongée par August Siebie, qui est reconnu comme le "père de la plongée" avec son scaphandre complet et fermé breveté en 1837.
C'est l'invention du scaphandre autonome qui a révolutionné l'exploration marine. Perfectionné par Maurice Fernez puis Yves Le Prieur pendant l’entre-deux-guerres (breveté en 1926), et finalement par Émile Gagnan et Jacques-Yves Cousteau en 1943, cette invention capitale a permis la plongée autonome sans aucun tube relié à la surface.
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