La plongée sous-marine, également appelée plongée subaquatique, est une activité consistant à rester sous l'eau, soit en apnée dans le cas de la plongée libre, soit en respirant à l'aide d'un narguilé ou encore en s'équipant d'une bouteille de plongée dans le cas de la plongée en scaphandre autonome. Au sein des différentes pratiques de cette discipline, le décapelage représente un exercice spécifique qui suscite à la fois intérêt pédagogique et débats concernant sa mise en œuvre et sa sécurité. Cet exercice, souvent réalisé en milieu artificiel, a vu ses préconisations évoluer au fil du temps, en fonction des avancées techniques et de la compréhension des risques physiologiques associés à la profondeur.
Le Décapelage : Définition, Objectifs Pédagogiques et Distinctions Clés
Le décapelage est un exercice technique en plongée qui vise à développer certaines compétences chez le plongeur. Nous parlions de décapelage / recapelage qui est un éducatif permettant de travailler le poumon-ballast. L'intérêt pédagogique est de travailler la ventilation dans le bas des poumons pour réussir à se maintenir au fond alors qu'on n'a plus le bloc sur le dos, car l'équilibre est perturbé et le plongeur est sous-lesté. Cet exercice sollicite une maîtrise fine de la flottabilité et de la respiration, des éléments cruciaux pour la sécurité et l'aisance sous l'eau.
Il est primordial de distinguer le décapelage/recapelage du décapelage avec abandon. La notion de décapelage avec abandon est dangereuse et a été abandonnée depuis longtemps, n'ayant aucun intérêt pédagogique pour travailler le poumon-ballast. Si l'on parle de décapelage avec abandon, c'est un exercice à prohiber. Le décapelage/recapelage, tel qu'il existait dans l'ancien passeport, consistait à retirer son scaphandre sans l'abandonner. Aujourd'hui, il peut très bien s'agir d'un éducatif s'inscrivant dans la compétence n°3 du niveau 2 : "Maîtrise de la ventilation en plongée", ou plus précisément, la "Maîtrise de l'équilibre et du poumon ballast".
Historiquement, certains Présidents de clubs et moniteurs de plongée ont encore quelques réticences dès qu’on leur parle de décapelage. Cela est en partie dû à une confusion entre les contenus de formation et les contenus d'évaluation. La logique ayant été modifiée, nous sommes passés de contenus d'évaluation à des cursus de formation dans la logique des prérogatives/compétences. Le décapelage/recapelage est UN moyen pour travailler et évaluer la maîtrise de la ventilation, mais ce n'est pas le seul et parfois il n'est pas adapté, comme dans le cas du gilet avec lest intégré cité dans des discussions. Les cursus présentent des "connaissances, savoir-faire et savoir être", des "commentaires et limites", et des "critères de réalisation". Très souvent, ils ne proposent aucun exercice, comme par exemple dans la rubrique "Maîtrise de l'équilibre et du poumon ballast" de la compétence n°3 du niveau 2. C'est donc au moniteur de trouver les exercices à mettre en œuvre en fonction des élèves, du milieu, etc. Pour aboutir à une même compétence, il y a mille et un exercices possibles. Il est important d'éviter de n'en proposer que quelques-uns parce que c'est écrit, et d'exclure les autres parce que ce n'est pas écrit. Il n'existe pas actuellement un contenu de formation standardisé, mais des indications sur le cursus à suivre et les compétences à acquérir, garantissant une liberté pédagogique dans le cadre d'objectifs à atteindre.
Sécurité et Réglementation du Décapelage en Piscine ou Fosse
La pratique du décapelage, notamment en milieu artificiel, est encadrée par des considérations de sécurité et des réglementations spécifiques. La pratique du décapelage en milieu artificiel (0-6m) n’est pas interdite par la Commission Technique Nationale. Cependant, la profondeur à laquelle cet exercice est réalisé est un facteur clé de sécurité. Une demande de suppression de la limitation à 2 m de profondeur du décapelage lors des épreuves de Plongée Sportive en Piscine (PSP) a été émise, en respectant les nouvelles préconisations de la Commission Médicale.
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Initialement, la profondeur de 2 mètres n’avait été donnée que de manière indicative et non impérative par la Commission Médicale et Prévention Nationale (CMPN). Toutefois, les risques de surpression pulmonaire sont à prendre en compte. En anesthésie, on considère en effet qu'il y a un risque de surpression pulmonaire, en ventilation mécanique, à partir d'une pression de 170 cm d'H2O. Le risque devient donc significatif dès 1 m 70 et augmente ensuite proportionnellement à la profondeur. Par conséquent, au-delà de cette profondeur de 2 mètres, les exercices de décapelage sont des exercices potentiellement dangereux à ne faire réaliser que par des plongeurs entraînés maîtrisant la remontée en expiration continue (REC) de la profondeur envisagée. Ces considérations ont mené à des discussions et à des résolutions, comme la Résolution 20/0029 et la Résolution 16/102 qui ont vu l'approbation du rapport et des demandes particulières sans aucune opposition ou abstention.
Plus largement, la plongée sportive en piscine est accessible à tous les licenciés de la Fédération Française d'Études et de Sports Sous-Marins (FFESSM) pour l'entraînement ou les compétitions promotionnelles. La réglementation distingue la plongée en piscine ou fosse de plongée selon sa profondeur. En accord avec le Code du sport (Dispositions diverses Art. A. Extrait du Code du Sport, dispositions diverses Art. A.), la plongée dans une piscine ou fosse de plongée dont la profondeur excède 6 mètres est soumise aux dispositions relatives à la plongée en milieu naturel. Par dérogation aux dispositions des sous-sections 1 et 2, lorsque la plongée se déroule en piscine ou fosse de plongée dont la profondeur n’excède pas 6 mètres, le directeur de plongée est titulaire au minimum du niveau d’enseignement (E1) mentionné à l’annexe III-15b. Concernant la réglementation sur l'autonomie, lorsqu’un plongeur est mis en situation d’autonomie, il doit posséder le brevet au minimum du PE12 pour la pratique hors compétition. Pour la compétition, il faut au minimum être niveau 1 FFESSM.
Les Fondamentaux de la Plongée Sous-Marine : Types et Équipements
La plongée sous-marine englobe une diversité de techniques et d'équipements adaptés à des objectifs variés. D'une manière générale, il est possible de classer les différentes techniques de plongée sous-marine selon la technologie utilisée pour plonger. On distingue principalement la plongée en apnée, la plongée avec narguilé, et la plongée en scaphandre autonome.
Selon le type de circuit respirable utilisé, on distingue la plongée avec narguilé (circuit ouvert), la plongée à l'air ou aux mélanges (circuit ouvert) et la plongée avec un recycleur (circuit fermé). Lors d'une plongée bouteille, les gaz en circuit ouvert sont expulsés à l'extérieur du circuit respirable à chaque expiration du plongeur, produisant des bulles. Les gaz en circuit fermé, quant à eux, restent dans les équipements du plongeur et sont « recyclés » à chaque expiration, offrant une plus grande autonomie et discrétion.
Le matériel spécifique commun aux différentes formes de plongée se compose généralement d'une combinaison isothermique pour la protection thermique, d'un masque pour la vision sous-marine, de palmes pour la propulsion, et d'un lestage pour compenser la flottabilité. Le plongeur bouteille sera également muni d'une bouteille de plongée qui contient le gaz respiré, apporté via un détendeur. Il doit contrôler sa plongée à l'aide d'un manomètre et d'un ordinateur de plongée et respecter des tables de décompression incluant d'éventuels paliers de décompression, essentiels pour prévenir les accidents de décompression. Les plongeurs en apnée, n'effectuant pas de ventilation pulmonaire sous l'eau, n'ont de leur côté pas besoin d'utiliser ces tables.
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Les Effets Physiologiques de la Profondeur sur le Plongeur
La plongée sous-marine soumet le corps humain à des conditions environnementales inhabituelles, principalement dues à l'augmentation de la pression. 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 (également nommée pression absolue), soit 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 sous peine de mettre sa santé ou sa vie en danger.
Barotraumatismes et Équilibrage Auriculaire
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 et peut provoquer douleur ou lésion. Pour éviter cela, le plongeur doit volontairement insuffler de l'air dans son oreille moyenne via les trompes d'Eustache. Il existe plusieurs manœuvres d'équilibrage, la plus répandue consistant à se pincer le nez et à souffler légèrement bouche fermée, connue sous le nom de manœuvre de Valsalva. On peut également équilibrer son oreille en faisant une « béance tubaire volontaire », qui consiste à plonger « trompes ouvertes » grâce au contrôle des muscles péristaphylins qui participent à leurs ouvertures. Cette technique est difficile à pratiquer car elle nécessite une concentration cérébrale importante et un entraînement à une gymnastique musculaire qui n'est pas commune. La déglutition peut également permettre d'obtenir le même résultat.
Lors de la remontée, le phénomène inverse se produit et l'oreille moyenne passe en surpression, ce qui permet généralement une égalisation spontanée. La plupart du temps, aucune manœuvre d'équilibrage volontaire n'est nécessaire. Cependant, pour aider l'équilibrage, le plongeur peut utiliser la manœuvre de Toynbee. Il est contre-productif et dangereux d'utiliser la méthode de Valsalva à la remontée. Une autre conséquence des différences de pression peut être le vertige alterno-barique, dû à une différence de pression entre les deux oreilles moyennes. L’appareil vestibulaire sert à donner au cerveau des informations concernant sa position dans l’espace. Lorsqu’il y a une pression gazeuse sur la paroi de l’appareil vestibulaire, celle-ci change les informations. S’il y a une différence de pression entre les deux oreilles moyennes, le cerveau reçoit des données contradictoires qu’il ne sait pas interpréter. Le plongeur a donc un vertige, souvent passager de 30 secondes à quelques minutes, qui peut entraîner des complications en cas de panique, car il perd tout repère spatial et ne peut pas dans l’eau se réorienter sur des repères visuels. Cette différence de pression est souvent due à une manœuvre de Valsalva mal exécutée, ou à une trompe d’Eustache peu perméable à l’air. À la remontée, l'encombrement d'une des trompes d'Eustache peut entraîner d'importants vertiges et une sérieuse désorientation, même si la descente s'est passée sans encombre.
Lois des Gaz et Effets Toxiques
En plongée sous-marine, pour les pressions rencontrées, les gaz respirés se comportent comme des gaz parfaits et obéissent donc à la loi de Dalton. Il est ainsi possible d'utiliser la notion de « pression partielle » pour un gaz respiré. Par exemple, étant donné un plongeur respirant de l'air (environ 80 % de diazote, 20 % de dioxygène) à 20 mètres de profondeur (soit une pression totale de 3 bars), la pression partielle de diazote respiré est de 2,4 bars (80 % de 3 bars), et celle du dioxygène est de 0,6 bar (20 % de 3 bars).
Le dioxygène (O2), pourtant 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). Toutefois, en mélange avec du diazote, par exemple, c'est au-delà de 2 bars de pression partielle que la toxicité du dioxygène se révèle.
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Les gaz inertes, tels que le diazote, l'hélium, le dihydrogène ou l'argon, outre leur rôle évoqué dans l'accident de décompression, ont des propriétés narcotiques à partir d'une certaine pression partielle et selon le type de plongée pratiqué. Le pouvoir narcotique dépend de la nature du gaz : l'argon et le diazote sont très narcotiques, de même que le dihydrogène à en croire la Comex, tandis que l'hélium l'est beaucoup moins. La narcose à l'azote peut débuter dès 3,2 bars de pression partielle.
Le Risque de Syncope en Apnée
Le risque de syncope est la plus grande crainte des apnéistes en compétition et justifie des mesures de sécurité spécifiques. L'apnée sportive lui doit sa qualification de sport extrême. La baisse du taux d'oxygène dans le sang est appelée « hypoxie ». Même si des entraînements en apnée permettent d'améliorer la tolérance individuelle à l'hypoxie, il s'agit du facteur limitant le plus dangereux lors d'une compétition d'apnée sportive. En effet, si l'immersion se prolonge malgré l'atteinte du seuil de rupture d'apnée (forte hypercapnie), ou que celui-ci n'apparaît pas du fait d'une hyperventilation, l'hypoxie conduit le corps à déclencher une perte de connaissance, ou syncope. Celle-ci, sans gravité à l'air libre, met le corps en sommeil face à la situation de détresse avant d'entamer une reprise de la respiration réflexe. Si toutefois l'apnéiste est sous l'eau et inconscient, il risque la noyade ou un œdème pulmonaire traumatique. Le plongeur bouteille en est rarement victime.
Le risque de syncope est plus important lors de la remontée. Lors de la descente, la pression ambiante est communiquée à tout le corps. Ainsi, en vertu de la loi de Henry, le dioxygène de l'air contenu dans les poumons se dissout dans le sang et se répand plus rapidement dans l'organisme, donnant une impression de bien-être au plongeur. Or, pendant la remontée, le taux de dioxygène dans le sang chute brusquement tandis que le corps continue à consommer du dioxygène. Entre 10 et 5 mètres sous la surface, le phénomène s'accélère car la pression varie en proportion d'autant plus vite qu'on se rapproche de la surface. En effet, si la variation de pression est la même entre 20 et 10 mètres qu'entre 10 mètres et la surface (variation de 1 bar), dans le premier cas on passe de 3 bar à 2 bar donc la pression diminue d'un tiers, alors que, dans le deuxième cas, elle passe de 2 bar à 1 bar donc la pression diminue de moitié. Le corps, en fin de plongée et alors que le plongeur bouge, a un intense besoin de dioxygène, tandis que celui-ci se raréfie.
Perception Sous l'Eau et ses Implications
La perception sensorielle est également modifiée sous l'eau, ce qui a des implications importantes pour le plongeur. La perception, tant la vision que 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. Néanmoins, certains signaux acoustiques sont bien perceptibles et repérables, plus ou moins selon la fréquence du signal, sa durée d'émission et la position de la source émettrice. Ces altérations sensorielles nécessitent une adaptation du plongeur et peuvent influencer la communication et l'orientation sous l'eau.
Évolution et Histoire de la Plongée : Des Origines aux Innovations Modernes
L'attrait de l'homme pour le monde sous-marin est ancien, et la volonté d'y plonger plus profond et plus longtemps a sans doute toujours habité de nombreux peuples côtiers. La mer a toujours été une source précieuse pour l'Homme, de nourriture bien sûr, mais aussi de matériaux et d'objets précieux comme les perles. Des cultures comme les Bajau d'Indonésie ont développé des adaptations physiologiques et génétiques accroissant leurs performances en apnée. Bien qu'il soit difficile d'avoir des traces précises de cette activité, la plongée en apnée en poids constant est le mode de plongée naturel chez les mammifères, dont l'Homme, et est donc vraisemblablement pratiquée dès la Préhistoire, notamment pour la pêche et le ramassage de crustacés, mollusques et coquillages.
Avant la naissance des techniques de plongée en scaphandre, du tourisme et du loisir, on peut noter l'existence de cette activité notamment dans les travaux de Mario Mationi en archéologie précolombienne, à la fin des années 1960, qui montrent que la plongée en apnée alimentaire était déjà pratiquée aux Antilles, bien avant la colonisation, il y a environ 4 000 ans. Au Japon, on retrouve les Amas, des pêcheuses de coquillages, et en Corée, cette activité masculine est devenue féminine au XIXe siècle avec les Haenyo. En Indonésie, les Suku Laut, qui plongent en apnée de manière traditionnelle, peuvent passer jusqu'à dix heures par jour dans la mer. Enfin, en Méditerranée, l'apnée était encore pratiquée jusqu'au milieu du XXe siècle à usage professionnel pour ramasser du corail rouge, des éponges et quelques perles, le corail servant au commerce, notamment avec l'Asie, qui lui donnait une valeur symbolique.
L'idée d'objets, voire de machines, permettant de prolonger les séjours sous l'eau est ancienne. On fait remonter au règne d'Alexandre le Grand la conception d'une « cloche de plongée » imaginée par le philosophe Aristote, vers 322 av. J.-C. Des objets similaires ont été reproduits à la Renaissance (XVIe siècle) par des inventeurs comme Guglielmo de Lorena puis Franz Kessler. La cloche de plongée fut perfectionnée en 1690 par le physicien Edmond Halley, qui produisit les premiers modèles à utilisation régulière. Cette invention permit d'effectuer des travaux sous-marins jusqu'à près de 20 m de profondeur, avant d'être rendue obsolète par l'invention du scaphandre.
Les premières esquisses d'un équipement mobile et autonome datent de la fin du XIVe siècle, avec Konrad Kyeser qui imagine une « robe de plongée », sorte de gros tonneau équipé d'un hublot et de bras, qu'il ne réalisera cependant jamais. Il faudra attendre le XVIIIe siècle pour que son idée soit reprise et testée par John Lethbridge, sur la base d'innovations de Denis Papin. Le premier prototype de scaphandre est inventé en 1824 par Charles et John Deane : il s'agissait d'un gros casque hermétique alimenté en air sous pression par un tuyau relié à un compresseur mécanique en surface.
Il faut attendre 1865 pour que Lodner D. Phillips invente le premier scaphandre intégral, sorte d'armure médiévale étanche. Il ne réalisa probablement jamais son prototype, mais fut une source d'inspiration majeure pour les frères Carmagnolle, inventeurs du premier scaphandre étanche fonctionnel en 1882. Ce genre d'équipement commença à être produit et utilisé en grande quantité, même si le risque demeurait grand. Joseph Peress inventa en 1930 le Tritonia Diving Suit, un modèle très populaire bien qu'encore extrêmement lourd et rigide. Dès les années 1930, les progrès de la chimie permirent à certains scaphandres de se dispenser d'un tuyau grâce à un système de recycleur d'air. Toutes ces inventions serviront de base pour l'élaboration, dans les années 1960, du scaphandre spatial.
Cependant, c'est l'invention du scaphandre autonome qui révolutionna l'histoire de l'exploration marine. Le principe de fonctionnement du scaphandre autonome est théorisé par Manuel Théodore Guillaumet en 1838, mais ne sera mis en application que dans les années 1860 par Benoît Rouquayrol et Auguste Denayrouze. Leur prototype fut utilisé par Jules Verne dans son célèbre roman Vingt mille lieues sous les mers. La forme actuelle de l'équipement de plongée autonome a été élaborée par Maurice Fernez puis Yves Le Prieur pendant l'entre-deux-guerres (le scaphandre autonome Fernez-Le Prieur fut breveté en 1926), et perfectionné par Émile Gagnan et Jacques-Yves Cousteau en 1943. L'invention capitale pour la plongée autonome, sans aucun tube relié à la surface, fut le détendeur automatique, dit aussi « de débit à la demande », marquant une étape décisive vers la plongée telle que nous la connaissons aujourd'hui.