La plongée sous-marine, une activité captivante, soumet le corps à des contraintes significatives, notamment des pressions élevées en grande profondeur. Pour pratiquer cette activité en toute sécurité, il est crucial de comprendre les principes fondamentaux régissant le comportement des gaz dans le corps et d'adopter des pratiques de plongée rigoureuses.
Les Effets de la Pression sur les Gaz dans le Corps
Lors d'une plongée, la pression ambiante augmente avec la profondeur, exerçant une influence directe sur les gaz présents dans les cavités du corps, tels que les poumons, les sinus, l'oreille moyenne et l'intestin. Pendant la descente, ces gaz sont comprimés, tandis que lors de la remontée, ils se dilatent.
Par exemple, un volume de gaz intra-thoracique de 6 litres serait comprimé à 2 litres à 20 mètres de profondeur (3 bars) et à 1,5 litre à 30 mètres de profondeur (4 bars). Cette variation de volume, proportionnelle à la pression ambiante, souligne l'importance d'une remontée contrôlée pour éviter les barotraumatismes.
La pression partielle d'un gaz est également affectée par la pression ambiante. En surface, la pression partielle de l'azote (PpN2) est de 0,78 bar et celle de l'oxygène (PpO2) est de 0,209 bar, avec de faibles contributions d'autres gaz. En profondeur, ces pressions partielles augmentent proportionnellement, ce qui peut entraîner des risques de toxicité liés à l'oxygène (hyperoxie) ou de narcose à l'azote.
Adaptation Pulmonaire et Exposition Répétée
Des études ont démontré que les plongeurs ont des volumes pulmonaires plus importants que les populations de référence standard, avec une augmentation plus importante de la capacité vitale forcée (CVF) que du volume expiratoire maximal par seconde (VEMS), entraînant ainsi une réduction du rapport VEMS/CVF.
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L'exposition répétée à la plongée, impliquant la respiration de gaz dense, froid et sec, peut contribuer à des changements de la fonction pulmonaire, affectant principalement la conductance des petites voies respiratoires. Cependant, d'autres études plus récentes ont montré des résultats différents, soulignant la nécessité de poursuivre les recherches dans ce domaine.
Nitrox : Optimisation et Précautions
Le Nitrox, un mélange respiratoire enrichi en oxygène, est devenu une pratique courante en plongée, offrant des avantages potentiels en termes de réduction de la fatigue et d'augmentation des temps de non-décompression. Un mélange Nitrox est caractérisé par deux nombres, le plus souvent le pourcentage d'O2 (ex. : Nitrox 32 % pour 32 % d’oxygène, le reste étant de l’azote). La fraction d'O2 dans le mélange respiré (FO2) est un paramètre essentiel à considérer.
L'utilisation du Nitrox requiert une formation spécifique et le respect de précautions rigoureuses. L'augmentation du taux d'oxygène impose l'utilisation d'un matériel spécifique afin de prévenir les risques d'échauffement des graisses et impuretés au contact de l'oxygène, particulièrement si le pourcentage d'oxygène dépasse 40 %.
Il est impératif de respecter le seuil de toxicité accepté, généralement conseillé à 1,4 bar, bien qu'il puisse varier de 1,6 à 1 bar. Dépasser ce seuil peut entraîner une toxicité de l'oxygène, affectant le système nerveux central voire les poumons. La répétition de plongées au Nitrox sur plusieurs jours peut également conduire à une accumulation d'oxygène toxique.
Les ordinateurs de plongée intègrent un indicateur CNS % (Central Nervous System) ou OLF % (Oxygen Limit Fraction) pour surveiller cette accumulation. Il est généralement conseillé de ne jamais dépasser 75 à 80 %. La consultation attentive du manuel de l'ordinateur de plongée est essentielle pour une utilisation sûre et efficace du Nitrox.
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Paliers de Décompression: Un Impératif de Sécurité
La plongée sous-marine impose des paliers de décompression pour permettre au corps de s'adapter aux changements de pression et d'éviter les accidents de décompression. Un palier de décompression est le temps passé à une certaine profondeur afin de réduire le taux d'azote ou d'hélium restant dans les tissus humains.
La profondeur et le temps de chaque palier varient en fonction du temps passé sous l'eau et de la profondeur atteinte. Lors d'une descente, un plongeur est soumis à une certaine pression, qui augmente avec la profondeur. Cette pression affecte l'air présent dans les différentes cavités du corps, notamment les poumons.
Lors de la remontée, la pression diminue et l'air présent dans les poumons se dilate. Si le plongeur remonte trop rapidement, la pression pulmonaire peut entraîner de graves lésions. De plus, la pression provoque la dissolution de l'azote présent dans le sang. Plus le plongeur descend, plus son sang se charge d'azote dissous.
Une remontée lente permet à l'azote de rester soluble et d'être rejeté par les poumons au moment de la respiration. Si la remontée est trop rapide, l'azote s'échappe sous forme de bulles pathogènes, augmentant le risque d'accident de décompression. La vitesse minimum de remontée est de 15 m par minute. Si le plongeur a accumulé beaucoup d'azote pendant la plongée, il devra marquer une ou plusieurs pauses au moment de la remontée. Par exemple, une plongée d'une heure à 35 mètres nécessite des paliers de décompression, tandis qu'une plongée de 30 minutes à 20 mètres peut ne pas en nécessiter, bien qu'il soit conseillé d'effectuer un palier de sécurité de 3 minutes à 3 mètres de profondeur.
Bouteilles de Plongée: Le Réservoir de Vie
La bouteille de plongée est le réservoir qui renferme le gaz comprimé (généralement de l'air) nécessaire à la respiration du plongeur. Les bouteilles de plongée utilisées couramment, appelées "blocs", contiennent entre 12 et 15 litres d'air comprimé à 200 bars et sont généralement utilisées seules. Pour certaines plongées, on assemble deux blocs pour former un "bi" et bénéficier d'une capacité et/ou sécurité accrue.
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Les tubes, exempts de toute soudure, sont coupés à la bonne longueur avant d'être chauffés par induction puis mis en forme par fluotournage. Les blocs sont ensuite traités et protégés contre les agressions thermiques et hydrauliques avant d'être contrôlés et mis en pression. Au cours de la fabrication, la totalité des bouteilles subissent un essai d'épreuve hydraulique à 1,5 fois leur pression de service.
Dans l'Union européenne, depuis 2001, les bouteilles de plongée sont soumises à une réglementation sur les appareils à pression (directive européenne 97/23/CE appelée souvent PED). La conception, la fabrication et le contrôle en usine sont réalisés sous le contrôle d'organisme notifié auprès de la commission européenne pour la directive appareil à pression. Ces organismes sont par exemple le Bureau Veritas, le Lloyd's ou les TUV. Ce contrôle comprend notamment le respect de normes de fabrication, une épreuve hydraulique avant la mise en service et une réépreuve régulière.
Le transport des bouteilles de plongée en France est réglementé ainsi que leur stockage et leur utilisation.
Choisir sa Bouteille de Plongée: Guide Pratique
Le choix d'une bouteille de plongée est crucial pour garantir une expérience sûre et confortable. Plusieurs options s'offrent aux plongeurs, chacune présentant des avantages et des inconvénients.
Types de Blocs
- En acier: Robustes et offrant un excellent rapport qualité/poids, les bouteilles en acier sont cependant sensibles à la corrosion à long terme.
- En alliage d'aluminium: Plus légères et pratiquement neutres dans l'eau, les bouteilles en aluminium offrent une meilleure résistance à la corrosion, ce qui les rend idéales pour les environnements tropicaux ou très salés. Leur durée de vie est cependant plus courte.
- En fibre de carbone: Ultralégères et offrant une flottabilité positive dans l'eau, les bouteilles en fibre de carbone sont une option intéressante pour les plongeurs soucieux du poids.
Monobloc ou Bi-bouteille ?
- Monobloc: La forme la plus courante, le monobloc est moins encombrant et s'adapte mieux aux attaches des gilets. Il est également plus accessible et moins cher à entretenir. Cependant, le poids est réparti le long de la colonne vertébrale, ce qui peut être inconfortable.
- Bi-bouteille: Offrant une plus grande autonomie, le bi-bouteille est idéal pour les plongées plus engagées.
Volume, Poids et Autonomie
Le volume, le poids et la pression de service sont des facteurs clés à considérer lors du choix d'une bouteille de plongée. Un bloc plus gros contiendra plus de gaz, mais sera plus lourd et encombrant. La pression de service influence grandement l'autonomie, même pour des blocs de volumes différents. Ainsi, un bloc de 12 litres gonflé à 300 bars possède un volume de gaz plus important qu'un 15 litres à 200 bars.
Le bloc de 12 litres 232 bars court en acier est l'un des blocs les plus répandus sur le marché français, offrant un bon compromis entre encombrement et poids. Pour des plongées plus engagées, le bloc bi 10 litres 232 bars offre une grande autonomie.
Paliers de Sécurité: Une Précaution Essentielle
Les paliers de sécurité sont une procédure standard en plongée sous-marine pour toutes les plongées de plus de 10 mètres. Ils consistent en un arrêt de 3 minutes à 5 mètres de profondeur à la fin de chaque plongée.
Pourquoi Effectuer un Palier de Sécurité ?
Respirer de l'air comprimé sous l'eau entraîne l'accumulation d'azote dans le sang et les tissus. Lors de la remontée, la pression diminue et cet azote commence à s'échapper. Si un plongeur remonte trop vite, la pression diminue rapidement, ce qui provoque la formation de bulles d'azote dans les tissus et les vaisseaux sanguins, entraînant un accident de décompression (ADD).
Les paliers de sécurité ralentissent la remontée, ce qui laisse le temps à l'excès d'azote de se dissoudre hors du corps. Même après avoir terminé le palier de sécurité, le processus de désaturation se poursuit pendant plusieurs heures après la plongée.
Autres Avantages des Paliers de Sécurité
Outre la prévention des ADD, les paliers de sécurité offrent d'autres avantages:
- Évaluation des conditions de surface: Ils permettent d'évaluer les conditions de surface et d'identifier les dangers potentiels de la remontée finale.
- Sécurisation de l'équipement: Ils donnent le temps de sécuriser l'équipement avant de sortir de l'eau.
Position du Corps Pendant le Palier de Sécurité
Il n'y a pas de position "correcte" du corps pendant un palier de sécurité. La position verticale ou horizontale dépend des préférences personnelles du plongeur et des conditions environnementales. Dans un courant, il peut être judicieux de garder le corps horizontal avec la tête face au courant en tenant la ligne.
Que Faire si on Manque un Palier de Sécurité ?
Pour les plongeurs récréatifs, si un palier de sécurité est manqué mais que des pratiques de plongée sûres ont été respectées, il ne se produira généralement rien. Cependant, ce n'est pas toujours le cas. Il est donc crucial de toujours effectuer un palier de sécurité.
Conseils pour un Palier de Sécurité Réussi
- Établir une flottabilité neutre: Expirer et ventiler l'air du gilet stabilisateur (BCD) lors de l'ascension facilite le maintien de la profondeur.
- Remonter lentement: Après avoir terminé le palier de sécurité, remonter lentement à la surface en maintenant un taux d'ascension sûr de 9 mètres par minute. Les 5 derniers mètres sont la partie la plus dangereuse de la colonne d'eau.
- Surveiller l'ordinateur: Même en flottabilité neutre, il est important de garder un œil sur l'ordinateur pour s'assurer de maintenir la profondeurCorrecte.
Cadre Réglementaire en France
En France, le code du Sport distingue les aptitudes à plonger encadré (PE) des aptitudes à plonger en autonomie (PA) et précise, selon ces aptitudes, la profondeur maximum d’évolution (12 m, 20 m, 40 m ou 60 m pour les plongées à l’air). Par exemple, un plongeur encadré à 20 m (maximum) est noté PE-20. Les niveaux sont des possibilités maximale d’évolution, soumises dans tous les cas à l’arbitrage du directeur de plongée.