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 plongée bouteille est une autre forme de plongée loisir. Ces différentes formes de plongée sont largement pratiquées au sein de la plongée loisir qui a pour but principal la détente, la pêche, la pratique sportive ou la découverte du monde subaquatique. Elle peut se pratiquer en piscine ou dans les mers, lacs, carrières, rivières, cénotes ou grottes marines. 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.
Évolution historique des techniques d'immersion
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. 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 ».
Typologie des techniques 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 (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 (production de bulles). Les gaz en circuit fermé restent dans les équipements du plongeur et sont « recyclés » à chaque expiration.
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 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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Physiologie et contraintes liées à 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, 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.
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 (manœuvre de Valsalva). Lors de la remontée, en plongée bouteille uniquement, l'air contenu dans les poumons du plongeur se dilate.
Pour les pressions rencontrées en plongée sous-marine, les gaz respirés se comportent comme des gaz parfaits, et obéissent donc à la loi de Dalton. 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. Les gaz inertes, 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.
La sécurité : piliers d'une pratique responsable
La plongée est une activité à risque qui demande de la rigueur et du bon sens. Car elle expose l’organisme à des contraintes inhabituelles : pression, froid, effort physique, gaz respirés. La plupart des accidents ne sont pas dus à une seule cause, mais à une chaîne d’événements où plusieurs de ces facteurs se combinent. La règle la plus simple : si vous êtes malade, fatigué ou stressé, reportez votre plongée. Un détendeur qui fuit, un gilet mal fixé ou un ordinateur déchargé peuvent transformer une sortie banale en cauchemar. Chaque plongeur doit contrôler son matériel, mais aussi vérifier celui fourni par le club. Vous êtes responsable de vous-même. L’improvisation n’a pas sa place sous l’eau.
Les accidents de décompression peuvent survenir lorsqu’un plongeur a dépassé la profondeur ou le temps prévus. Une remontée trop rapide peut provoquer un accident grave : la surpression pulmonaire. Une règle d’or : ne pas dépasser 10 mètres par minute. Éviter l’altitude : monter en montagne ou prendre l’avion trop tôt après une plongée augmenterait le risque d’accident de décompression. La rapidité de la mise sous oxygène après un accident est déterminante. Plus tôt la victime est oxygénée, plus grandes sont ses chances de récupération. Enclencher la chaine des secours, même en cas de doute est toujours une bonne idée.
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