La plongée sous-marine, telle que nous la connaissons aujourd'hui, est le fruit d'une longue évolution technologique et d'une ingéniosité constante visant à permettre à l'être humain de défier les profondeurs. Au cœur de cette évolution se trouve le recycleur, un appareil respiratoire qui a radicalement transformé les capacités des plongeurs, offrant autonomie, discrétion et optimisation de la décompression. L'histoire de cet équipement est jalonnée de découvertes fondamentales et de développements ingénieux, avec une influence notable de pionniers issus de diverses nations, dont l'Italie.
Les Racines Profondes de la Plongée Autonome : Des Premières Visions aux Premiers Brevets
L'idée de respirer sous l'eau de manière prolongée remonte bien avant la compréhension scientifique de l'oxygène. Vers 1620, en Angleterre, Cornelius Drebbel fabrique un premier sous-marin à propulsion à rames, une prouesse technique pour son époque. Ce qui est encore plus remarquable, c'est que Drebbel décrit quasiment deux siècles plus tôt dans son livre De la nature des elemens, la préparation d'oxygène par chauffage de salpêtre, anticipant ainsi la découverte formelle de l'oxygène, généralement associée à Joseph Priestley en 1774. Dans un milieu chaud, le salpêtre libère de l'oxygène, et c'est de cette façon que Drebbel réussit à rester sous l'eau pendant de plus longues périodes, jetant sans le savoir les bases conceptuelles des systèmes de respiration autonome.
Le véritable jalon pour le recycleur, basé sur l'absorption du dioxyde de carbone, fut posé en France en 1808. Pierre-Marie Touboulic, un ingénieur-mécanicien originaire de Brest et servant dans la marine impériale, en dépose le brevet. Son invention, qu'il nommait l'Ichtioandre - en grec, "homme-poisson" - fonctionnait avec un réservoir d'oxygène. L'oxygène était libéré par le plongeur, par circulation en circuit fermé à travers une éponge imbibée d'eau de chaux, permettant ainsi l'absorption du dioxyde de carbone expiré. Bien que conceptuel, cet appareil fut le premier à intégrer les principes fondamentaux du recycleur moderne. Par la suite, d'autres tentatives de prototypes virent le jour, comme celui construit en 1849 par le français Pierre Aimable De Saint Simon Sicard, et un autre en 1853, par le professeur T. Schwann en Belgique. Ces efforts successifs témoignaient d'une quête universelle pour maîtriser l'environnement sous-marin.
L'Ère Industrielle et la Commercialisation du Recycleur
La fin du XIXe siècle marqua une avancée significative avec l'ingénieur de plongée Henry Fleuss. En 1878, alors qu'il travaillait pour Siebe Gorman à Londres, Fleuss conçut et construisit la première bouteille en circuit fermé commercialement pratique. Son appareil de respiration autonome se composait d'un masque en caoutchouc relié à un sac respiratoire, avec 50 à 60% d'oxygène (estimé) fourni à partir d'un réservoir de cuivre. Le CO2 était éliminé par du fil de corde trempé dans une solution de potasse caustique, un système offrant une durée d'environ trois heures. Fleuss ne cessa d'améliorer son appareil, en y ajoutant un régulateur de demande et des réservoirs capables de maintenir des quantités plus importantes d'oxygène à une pression plus élevée, ouvrant la voie à des utilisations plus larges et plus sûres.
Le début du XXe siècle vit d'autres innovations capitales. Sir Robert Davis, chef de Siebe Gorman, perfectionna le recycleur d'oxygène en 1910 avec son invention de l'appareil d'échappement submergé de Davis, plus connu sous l'acronyme DSEA (Davis Submerged Escape Apparatus). Ce fut le premier recycleur pratique à être fabriqué en quantité. Ce gréement comprenait un sac de respiration et de flottaison en caoutchouc contenant un bidon d'hydroxyde de baryum pour nettoyer le CO2 exhalé. Dans une poche à l'extrémité inférieure du sac, un cylindre sous pression en acier contenait environ 56 litres d'oxygène à une pression de 120 bars. Le cylindre était équipé d'une soupape de commande et était relié au sac respiratoire. L'ouverture de la soupape du cylindre transférait l'oxygène au sac et le chargeait à la pression de l'eau environnante. Le gréement incluait également un sac de flottabilité d'urgence sur le devant afin d'aider à garder le porteur à flot. Le DSEA fut adopté par la Royal Navy après un développement ultérieur par Davis en 1927, démontrant son importance stratégique.
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Parallèlement, la science des absorbants progressait. Le professeur Georges Jaubert inventa le composé chimique Oxylithe en 1907. Il s'agissait d'une forme de peroxyde de sodium (Na2O2) ou de superoxyde de sodium (NaO2). L'intérêt majeur de ce composé résidait dans sa capacité à absorber le dioxyde de carbone dans un épurateur de recycleur tout en émettant de l'oxygène, simplifiant ainsi le système. Ce composé fut d'abord incorporé dans un design de recycleur par le capitaine SS Hall et le Dr O. Rees de la Royal Navy en 1909. En 1912, la société allemande Dräger, une figure emblématique dans le domaine des équipements de plongée, commença la production en série de sa propre version de la robe de plongée standard avec l'alimentation en air d'un recycleur, marquant une étape importante dans la démocratisation de cette technologie pour des applications professionnelles.
L'Empreinte Italienne : De la Pêche Militaire aux Innovations Modernes
L'Italie a joué un rôle significatif dans l'histoire des recycleurs, particulièrement au cours du XXe siècle. Dans les années 1930, des pêcheurs italiens avaient déjà commencé à utiliser le recycleur Davis, fabriqué sous licence en Italie. Cette adoption précoce témoigne de l'ingéniosité et de la capacité d'adaptation des Italiens à exploiter les technologies de pointe pour leurs activités sous-marines, qu'elles soient commerciales ou récréatives.
L'influence italienne est devenue encore plus prononcée pendant la Seconde Guerre mondiale. Les recycleurs de plongeurs italiens capturés par les forces alliées influencèrent directement la conception des recycleurs britanniques. Les ingénieurs britanniques ont ainsi intégré certaines caractéristiques observées sur les appareils italiens. D'ailleurs, de nombreux recycleurs britanniques de l'époque incorporaient des bouteilles d'oxygène récupérées d'avions allemands, démontrant la capacité à s'adapter et à innover en temps de guerre. L'un des premiers de ces appareils de respiration à avoir été modifié est le Davis apparatus. Leurs masques pleine face, par exemple, étaient du type destiné au Siebe Gorman Salvus, transformées par la suite en masques pleine face avec une grande fenêtre de visage, circulaire, ovale, ou rectangulaire (la plupart du temps plate, mais les côtés courbés vers l'arrière pour permettre une meilleure vision latérale). Les premiers recycleurs britanniques avaient des faux-poumons rectangulaires sur la poitrine, comme ceux des modèles italiens, mais les modèles ultérieurs eurent une ouverture carrée au sommet des faux-poumons pour pouvoir s'étendre plus loin vers les épaules. Sur le devant, il y avait un collier de caoutchouc qui était serré autour de la boîte absorbante (canister). Certains plongeurs des forces armées britanniques utilisaient également des costumes de plongée épais et volumineux appelés costume de Sladen. Les recycleurs Dräger, en particulier les modèles DM20 et DM40, ont également été largement utilisés par les plongeurs allemands pendant la Seconde Guerre mondiale, soulignant l'importance stratégique de ces appareils dans tous les camps.
Après la guerre, l'importance militaire du recycleur, largement démontrée lors des campagnes navales, a conduit la plupart des gouvernements à une réticence à mettre cette technologie dans le domaine public. En Grande-Bretagne, par exemple, l'utilisation du recycleur pour les civils était négligeable, et le British Sub-Aqua Club (BSAC) a même formellement interdit son utilisation par ses membres. Cependant, des entreprises italiennes comme Pirelli et Cressi-Sub ont initialement commercialisé des modèles de recycleurs de plongée sportive. Elles ont par la suite abandonné ces modèles, peut-être en raison des restrictions ou d'un marché encore naissant. Avec la fin de la guerre froide et l'effondrement subséquent du bloc communiste, le risque perçu d'attaque par les plongeurs de combat a diminué, ouvrant progressivement la voie à une plus grande accessibilité de la technologie pour le public.
Fonctionnement et Types de Recycleurs : Une Technologie de Pointe
Le principe fondamental du recycleur repose sur la réutilisation du gaz respiré. Le plongeur respire normalement sur l'embout qu'il a en bouche. Au moment de l'expiration, l'air n'est pas relâché dans le milieu aquatique mais est stocké dans la poche, communément appelée faux-poumon. Ensuite, le dioxyde de carbone (CO2) est fixé chimiquement dans la cartouche de chaux présente dans l'appareil, qui contient un absorbant chimique. Une fois le CO2 éliminé, l'oxygène est réintroduit dans le circuit pour maintenir une concentration respirable.
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Il existe principalement deux grandes catégories de recycleurs :
- Ceux à mélange constant, connus sous le nom d'appareils à circuit semi-fermé (en anglais, SCR, Semi Closed Rebreather). Ces systèmes injectent une quantité constante de gaz frais (généralement un mélange nitrox) dans la boucle respiratoire et rejettent une petite partie du gaz expiré, ce qui permet de maintenir une composition relativement stable et d'éliminer les impuretés accumulées.
- Ceux à mélange variable, appelés appareils à circuit fermé (en anglais, CCR, Closed Circuit Rebreather). Ces systèmes sont plus sophistiqués. Ils fonctionnent en injectant de l'oxygène pur pour compenser l'oxygène métabolisé par le plongeur, tout en absorbant le CO2. Le plongeur dispose d'une source de gaz distincte, le diluant (souvent de l'air ou de l'héliox), pour faire varier la composition du mélange ou pour augmenter le volume du gaz dans la boucle en cas de descente. Ce type de recycleur nécessite, contrairement au SCR, une mesure constante du taux de O2. Usuellement, trois sondes à oxygène sont utilisées afin de garantir la fiabilité de la mesure et la sécurité du plongeur, offrant une redondance essentielle.
Les CCR se déclinent en plusieurs variantes selon leur mode de gestion de l'oxygène :
- Les mCCR (mechanical CCR) utilisent une commande mécanique pour l'injection d'O2.
- Les eCCR (electronical CCR) reposent sur une gestion électronique sophistiquée de l'injection d'O2 via des capteurs et un ordinateur.
- Les hCCR (hybrid CCR) combinent les deux approches pour une sécurité et une flexibilité accrues.
Les Avantages Uniques de la Plongée en Recycleur : Confort, Discrétion et Performance
L'un des avantages les plus frappants de la plongée en recycleur, particulièrement en CCR, est l'absence de phénomène de "poumon-ballast". En plongée traditionnelle avec un détendeur en circuit ouvert, le volume d'air dans les poumons du plongeur varie constamment, affectant la flottabilité. Avec un recycleur, le volume d'air du plongeur-appareil reste constant (le gaz respiré est soit dans les poumons, soit dans les sacs respiratoires). Si cela peut être un peu déconcertant au début et nécessite une période d'adaptation pour trouver des palliatifs (par exemple, descendre en canard, respirer sur des sacs respiratoires faiblement remplis), cette absence d'effet poumon-ballast n'est pas un inconvénient. Au contraire, c'est même un confort inhabituel en plongée. Cela peut certes être déconcertant pour les premières plongées de ne pas ressentir cette ascension à chaque inspiration. Pourtant, le plongeur recycleur vous dira combien il apprécie le fait de pouvoir respirer sans bouger, sans ce va-et-vient continu, pouvant ainsi être quasiment "posé" dans l'eau. Cette stabilité permet une observation de la faune et une prise de photo d'une aisance sans pareil. Par la suite, les faux-poumons deviendront pour certains l'élément d'ajustement de la flottabilité ; en effet, lors des remontées il est primordial de gérer le volume des faux-poumons qui vont se gonfler. Le plongeur prendra l'habitude de faire sortir de sa boucle, et donc de ses faux-poumons, du mélange air plus oxygène, pour contrôler sa flottabilité. Il est important de rincer à l'eau douce les sacs respiratoires après chaque plongée pour maintenir l'équipement en parfait état.
Le fait de ventiler dans une boucle (circuit fermé), sans solliciter un détendeur à chaque inspiration et sans rejeter de gaz dans l'eau à chaque expiration, permet une plongée réellement silencieuse et sans bulles. Cela est nettement moins perturbant pour la tranquillité des différentes espèces marines, offrant une expérience d'observation et de photographie sous-marine inégalée.
Un autre avantage majeur, notamment avec les recycleurs AP Diving comme l'Inspiration et l'Evolution, est l'autonomie. Quand un recycleur AP Diving est prêt à plonger (oxygène et diluant remplis, et chaux neuve), et le fait de respirer dans un circuit fermé à pression ambiante, dans lequel la consommation d'oxygène ne dépend pas de la profondeur mais du métabolisme cellulaire, l'autonomie de la plongée est de 3 heures, comme indiqué par AP Diving. Ces trois heures, qui représentent une durée de plongée considérable, sont rendues possibles par le système de recirculation. Il est intéressant de noter que la réaction chimique de fixation du CO2 dans la chaux produit de la chaleur et de l'humidité du fait de la boucle, contribuant à un certain confort thermique dans l'environnement froid de l'eau.
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De plus, la gestion d'une pression partielle constante d'oxygène assez haute pendant toute la plongée grâce à la gestion électronique du recycleur AP Diving permet d'optimiser sa décompression. Cela signifie des paliers de décompression plus courts ou plus efficaces, augmentant la sécurité du plongeur pour des immersions plus longues et plus profondes. Le recycleur CCR permet ainsi d'observer de plus près certaines espèces, tout en optimisant sa plongée, et en augmentant sa sécurité et son confort. Cela résume les avantages de cette pratique qui est parfaitement adaptée aux longues explorations, aux prises de vues photo et vidéo, et également aux scaphandriers et plongeurs scientifiques pendant leur travail.