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. 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. La volonté d'y plonger plus profond et plus longtemps a donc sans doute toujours habité de nombreux peuples côtiers, à tel point que certains comme les Bajau d'Indonésie ont développé des adaptations physiologiques et génétiques accroissant leurs performances en apnée.
Fondements historiques et évolution technologique
Bien qu'il soit difficile d'avoir des traces 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, 4 000 ans environ. 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. Il s'agissait en effet de ramasser du corail rouge et des éponges, ainsi que quelques perles. Le corail servait au commerce avec notamment 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 par des inventeurs comme Guglielmo de Lorena puis Franz Kessler. La cloche de plongée est perfectionnée en 1690 par le physicien Edmond Halley, qui produit les premiers modèles à utilisation régulière. Cette invention permettra 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'agit 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 commence à être produit et utilisé en grande quantité, même si le risque est encore grand. Joseph Peress invente en 1930 le Tritonia Diving Suit, modèle très populaire bien qu'encore extrêmement lourd et rigide ; dès les années 1930 les progrès de la chimie permettent 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. Mais c'est évidemment l'invention du scaphandre autonome qui va révolutionner 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. La forme actuelle de l'équipement de plongée autonome est élaborée par Maurice Fernez puis Yves Le Prieur pendant l'entre-deux-guerres, 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, est le détendeur automatique, dit aussi « de débit à la demande ».
Physiologie et risques en milieu subaquatique
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, 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. 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.
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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. Il existe plusieurs manœuvres d'équilibrage, la plus répandue consiste à se pincer le nez et à souffler légèrement bouche fermée. Lors de la remontée, le phénomène inverse se produit et l'oreille moyenne passe en surpression. Le vertige alterno-barique est dû à une différence de pression entre les deux oreilles moyennes. 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.
Pour les pressions rencontrées en plongée sous-marine, les gaz respirés se comportent comme des gaz parfaits. Le dioxygène, 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 et donc de perte de connaissance conduisant à la noyade. D'autre part, les gaz inertes, outre leur rôle évoqué dans l'accident de décompression, ont des propriétés narcotiques à partir d'une certaine pression partielle. La narcose à l'azote peut débuter dès 3,2 bars.
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. Le plongeur bouteille en est rarement victime. La baisse du taux d'oxygène dans le sang est appelée « hypoxie ». En effet, si l'immersion se prolonge malgré l'atteinte du seuil de rupture d'apnée, ou que celui-ci n'apparait pas du fait d'une hyperventilation, l'hypoxie conduit le corps à déclencher une perte de connaissance. 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 risque de syncope est plus important lors de la remontée. 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.
Typologie des pratiques de plongée
D'une manière générale, il est possible de classer les différentes techniques de plongée sous-marine selon la technologie utilisée pour plonger. Selon le type de circuit respirable utilisé, on distingue la plongée avec narguilé, la plongée à l'air ou aux mélanges et la plongée avec un recycleur. Lors d'une plongée bouteille, les gaz en circuit ouvert sont expulsés à l'extérieur du circuit respirable à chaque expiration du plongeur. Les gaz en circuit fermé restent dans les équipements du plongeur et sont « recyclés » à chaque expiration.
La plongée de loisir qui a pour but principal la détente, la pêche, la pratique sportive ou la découverte du monde subaquatique, peut se pratiquer en piscine ou dans les mers, lacs, carrières, rivières, cénotes ou grottes marines. La plongée bouteille est une autre forme de plongée loisir. 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. 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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La plongée technique, ou plongée « tek », se pratique le plus souvent à l'air comprimé jusqu'à une profondeur de 50 m, voire 60 m en France. Au-delà, il est nécessaire de rajouter un troisième gaz, l'hélium, pour contrôler la narcose à l'azote, limiter le risque de crise convulsive hyperoxique et faciliter la mécanique ventilatoire. Ce mélange est un mélange ternaire dénommé trimix ou nitrhéliox. Il est également possible de remplacer complètement l'azote par l'hélium pour obtenir un mélange binaire oxygène/hélium, appelé héliox. Dans de plus faibles profondeurs, l'utilisation d'un mélange suroxygéné, appelé nitrox, limite les risques liés au dégazage et les effets narcotiques de l'azote. L'utilisation d'appareils à recyclage de gaz ou « recycleurs » permet d'augmenter l'autonomie en gaz, de maintenir une pression partielle élevée en oxygène quelle que soit la profondeur, d'améliorer le confort thermique et de limiter le rejet de bulles à l'extérieur.
Les plongées professionnelles sont principalement effectuées dans l'industrie, pour l'exploration ou l'exploitation de ce milieu ainsi que dans l'armée. Elles sont également pratiquée dans le secteur de la recherche, de la protection ou de la restauration des écosystèmes. Le plongeur muni d'un narguilé effectuant une réparation sous-marine est un exemple classique.
Équipement spécifique et sécurité
Le matériel spécifique commun aux différentes formes de plongée se compose généralement d'une combinaison isothermique, d'un masque, de palmes, et d'un lestage. Le gilet gonflable ou gilet stabilisateur permet au plongeur de porter sa bouteille dans le dos confortablement ainsi que de se stabiliser quelque soit la profondeur en injectant de l'air par l'intermédiaire de l'inflateur et du direct system branché au détendeur. Concernant la pratique en scaphandre autonome, le matériel est plus conséquent. Il impose l'utilisation d'une bouteille de plongée contenant un gaz comprimé, et d'un détendeur pour permettre la respiration à la pression ambiante. Des instruments complémentaires pourront être conseillés afin de gérer l'activité en toute sécurité : le manomètre pour contrôler la pression de la bouteille et donc son autonomie, l'ordinateur de plongée pour connaître la profondeur, le temps d'immersion et le calcul des paliers de décompression.
La chasse sous-marine se pratique en apnée avec une combinaison, des palmes, un masque, un tuba, une ceinture de plomb, une bouée de signalisation avec un drapeau et une arbalète sous-marine si vous chassez des poissons. La pêche sous-marine donne elle aussi lieu à des championnats et rassemblements populaires. Le respect des règles en matière de chasse sous-marine permet la conservation des ressources marines, la protection des habitats marins et d'éviter les accidents de plongée en assurant la sécurité des plongeurs et des autres usagers de la mer. Partez toujours en binôme lorsque vous plongez. Plonger à deux assure une surveillance mutuelle et un soutien en cas d'urgence, comme une panne de matériel ou un problème de santé.
Le meilleur réflexe en cas d'accident est d'appeler le Cross Med (numéro 196), ils sont plus habitués aux accidents de plongée. En cas de suspicion d'accident de décompression (ADD), le calme et l'absence d'agitation sont primordiaux. Les signes comme l'aphasie, l'hémiplégie ou la perte de parole après une remontée doivent être pris très au sérieux. La SNSM joue un rôle crucial dans la sécurité en mer, sauvant des vies et fournissant une assistance vitale aux personnes en difficulté.
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