La plongée, qu'elle soit exploratoire, scientifique ou professionnelle, a toujours cherché à repousser les limites de l'exploration subaquatique. Dans cette quête, l'équipement joue un rôle primordial, et le recycleur de plongée représente une avancée technologique significative. Au-delà des méthodes conventionnelles en circuit ouvert, le recycleur offre une approche fondamentalement différente de la respiration sous-marine, transformant l'expérience du plongeur en augmentant l'autonomie, en optimisant la décompression et en réduisant l'impact sur l'environnement marin.
Les Principes Fondamentaux de la Respiration en Circuit Fermé
Pour comprendre le fonctionnement d'un recycleur, il est essentiel de revenir aux bases de la physiologie respiratoire humaine en milieu aquatique. L'air que nous inspirons, en conditions normales, est composé d'environ 79% d'azote et 21% d'oxygène. L'oxygène est vital, servant à alimenter nos cellules pour le métabolisme, tandis que l'azote, agissant comme un diluant, n'est pas consommé par l'organisme. Il en résulte qu'à l'expiration, l'air rejeté contient encore environ 17% d'oxygène, les 79% d'azote, du dioxyde de carbone (CO2) et de la vapeur d'eau. En pratique, cela signifie que le plongeur en circuit ouvert ne consomme qu'un quart de l'oxygène qu'il respire, le reste étant perdu sous forme de bulles.
Un recycleur de plongée est précisément un équipement conçu pour remédier à cette inefficacité. Son principe de base est de récupérer l’air expiré dans un sac flexible, souvent appelé faux poumon. Cet air, une fois collecté, est dirigé vers un épurateur, ou canister, où des granules de chaux sodée absorbent le dioxyde de carbone. Le CO2, s'il n'est pas éliminé, peut rapidement devenir problématique, causant essoufflement et maux de tête en teneur trop élevée. Une fois le CO2 retiré, le système réinjecte une petite quantité d'oxygène - les 4% consommés lors du cycle respiratoire précédent - pour compenser la consommation métabolique du plongeur. Le gaz ainsi enrichi et purifié est ensuite redonné à respirer. Ce processus continu permet de recycler l'air, garantissant une utilisation optimale des gaz respiratoires et une autonomie sans précédent.
Avantages Distinctifs de la Plongée en Recycleur
L'adoption d'un recycleur de plongée apporte une série d'avantages significatifs qui transforment l'expérience sous-marine, la rendant plus efficace, plus confortable et plus respectueuse de l'environnement.
Autonomie et Logistique Accrues
L'un des atouts majeurs du recycleur est son autonomie remarquable. Parfaitement préparé, un recycleur chargé en oxygène, diluant et chaux peut offrir une autonomie de 3 à 4 heures. Cette durée est considérablement plus importante, typiquement quatre à cinq fois supérieure à celle d'un plongeur équipé d'un bloc de 15 litres gonflé à 200 bars. En ne remplaçant que l'oxygène consommé par le corps, le recycleur optimise l'utilisation du gaz, prolongeant ainsi les immersions. Cette grande autonomie est particulièrement avantageuse pour les longues explorations, les missions scientifiques nécessitant des temps d'observation étendus, ou les déplacements lointains où la logistique de remplissage des blocs peut être complexe.
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Optimisation de la Décompression
Les recycleurs à gestion électronique de la pression partielle d’oxygène (E-CCR ou eCCR) révolutionnent la gestion de la décompression. Ces systèmes garantissent la fabrication du meilleur mélange gazeux à toutes les profondeurs en maintenant une pression partielle d'oxygène (PpO2) constante. Cela signifie qu'un recycleur est capable de produire en temps réel le mélange Nitrox le plus adapté à la profondeur du plongeur. En plongée recycleur, la saturation et la désaturation sont optimisées automatiquement. Cette capacité à ajuster dynamiquement la composition du gaz respiré se traduit par des paliers de décompression plus courts et plus efficaces, améliorant la sécurité et le confort du plongeur.
Immersion Silencieuse et Observation Discrète
La plongée en recycleur élimine la production de bulles d'air. Ce silence est une transformation fondamentale de l'expérience sous-marine. Les bulles assourdissantes générées par les systèmes en circuit ouvert ne perturbent plus la quiétude des fonds marins, permettant une immersion véritablement silencieuse. Le plongeur devient alors un observateur discret, capable d'approcher la faune marine sans la déranger. Cette discrétion est particulièrement prisée par les photographes et vidéastes sous-marins, les biologistes marins et tous ceux qui souhaitent se fondre dans l'environnement aquatique pour des observations prolongées et non intrusives.
Confort Thermique Accru
La réaction chimique de fixation du CO2 dans la chaux n'est pas seulement essentielle à la purification du gaz ; elle produit également de la chaleur. Cette réaction exothermique, combinée à la conservation de l'humidité dans la boucle respiratoire fermée, signifie que le plongeur respire un air chaud et humide. Cet avantage est loin d'être anodin, surtout lors de plongées prolongées ou en eaux froides, où l'hypothermie peut être un risque significatif. Le confort thermique amélioré contribue au bien-être général du plongeur et peut aider à maintenir la concentration durant des missions exigeantes.
Composition et Types de Recycleurs
Un recycleur est un appareil de respiration sophistiqué dont la complexité justifie une compréhension approfondie de ses composants et de ses différentes configurations.
Composants Essentiels d'un Recycleur à Circuit Fermé (CCR)
Un recycleur à circuit fermé, le type le plus avancé, se compose de plusieurs éléments interdépendants travaillant de concert pour assurer la respiration du plongeur :
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- Faux Poumons (Counterlungs) : Ces sacs flexibles sont des réservoirs où le gaz est stocké temporairement avant et après la respiration. Ils permettent d'accueillir le volume de gaz expiré et de fournir le gaz purifié pour l'inspiration suivante.
- Épurateur ou Canister (Scrubber) : C'est le cœur du système de purification. Il contient de la chaux sodée qui réagit chimiquement avec le dioxyde de carbone expiré par le plongeur, le neutralisant et assurant que le gaz réintroduit dans le circuit est exempt de CO2 toxique.
- Cellules d'Oxygène : Cruciales pour la sécurité, ces capteurs, généralement trois et indépendants, mesurent en continu le niveau d'oxygène (PpO2) dans la boucle respiratoire. Leurs lectures sont vitales pour le système électronique qui ajuste l'injection d'oxygène.
- Électronique et Affichages : Un ordinateur de plongée dédié, souvent complété par un affichage tête haute (HUD - Head-Up Display) visible dans le masque, surveille en permanence les paramètres clés. Il traite les données des cellules d'oxygène et contrôle l'injection d'O2, alertant le plongeur en cas de dysfonctionnement ou de paramètre hors norme.
- Bouteilles de Gaz : Un recycleur à circuit fermé nécessite au minimum deux petites bouteilles. L'une contient de l'oxygène pur, dont de petites giclées sont injectées pour maintenir la PpO2 désirée. L'autre contient le diluant, souvent de l'air ou du Trimix pour des plongées plus profondes. Le diluant est utilisé pour compenser la diminution de volume due à la pression ambiante et pour abaisser la PpO2 si nécessaire.
Diversité des Systèmes : SCR et CCR
L'univers des recycleurs se décline principalement en deux grandes catégories :
- Recycleurs à Circuit Semi-Fermé (SCR) : Ces modèles sont généralement plus simples et injectent en continu un mélange gazeux. Une partie du gaz expiré est libérée sous forme de bulles, ce qui les rend moins silencieux et moins économes en gaz que les CCR, mais leur efficacité reste largement supérieure à celle de la plongée en circuit ouvert.
- Recycleurs à Circuit Fermé (CCR) : Considérés comme l'apogée de la technologie des recycleurs, les CCR ne rejettent aucune bulle et recyclent la totalité du gaz. Ils se subdivisent en plusieurs variantes en fonction de leur mode de gestion de l'oxygène :
- mCCR (Manuel Closed Circuit Rebreather) : Le plongeur gère manuellement l'injection d'oxygène en se basant sur les lectures des cellules. Il exige une vigilance constante et une connaissance approfondie des processus physiologiques.
- eCCR (Electronic Closed Circuit Rebreather) : Ici, un ordinateur gère automatiquement l'injection d'oxygène pour maintenir la PpO2 au setpoint défini par le plongeur. Le plongeur n'intervient manuellement qu'en cas de panne ou de besoin spécifique.
- Hybride : Certains recycleurs, comme le rEvo Rebreathers, combinent les deux approches. Le plongeur peut intervenir manuellement, mais dispose également d'une assistance électronique. Cela offre une flexibilité maximale et une couche de sécurité supplémentaire. Le recycleur Inspiration Vision d'Ambient Pressure Diving est un exemple de système eCCR réputé pour sa fiabilité, doté de nombreux systèmes de sécurité et de redondance.
Maîtrise de la Pression Partielle d'Oxygène (PpO2)
La compréhension et la gestion de la Pression Partielle d'Oxygène (PpO2) sont au cœur de la plongée en recycleur et constituent un pilier essentiel de la sécurité.
PpO2, Toxicité et Hypoxie
La plage de pression partielle d'oxygène viable pour l'être humain se situe généralement entre 0,16 et 1,6 bar. Une PpO2 inférieure à 0,16 bar peut entraîner l'hypoxie, une condition dangereuse caractérisée par un manque d'oxygène dans les tissus. À l'inverse, une exposition prolongée ou excessive à une PpO2 supérieure à 1,6 bar peut provoquer une toxicité à l'oxygène, également appelée hyperoxie, qui se manifeste par des symptômes neurologiques graves, incluant des convulsions. C'est pourquoi, lors d'une formation recycleur, l'adage "Toujours connaître sa PpO2 !" est répété en permanence. Contrairement au circuit ouvert où l'on se concentre sur la quantité de gaz disponible, la plongée en circuit fermé met l'accent sur la composition du gaz, et plus spécifiquement, sur la PpO2.
Il est crucial de distinguer la PpO2 de la Fraction d'Oxygène (FO2) ou pourcentage d'O2. Alors que l'on peut respirer 100% d'oxygène en toute sécurité en surface (où la PpO2 est de 1 bar), une descente de seulement quelques mètres avec un tel mélange mènera rapidement à une PpO2 dangereusement élevée. À 6 mètres de profondeur, par exemple, la pression ambiante étant de 1,6 bar, respirer 100% d'oxygène équivaudrait à une PpO2 de 1,6 bar, entrant dans la zone à risque d'hyperoxie. Tout est donc une question de PpO2.
Les Setpoints et leur Dynamique
Les recycleurs électroniques, comme le recycleur Inspiration, fonctionnent en maintenant une PpO2 constante, fixée par des valeurs de consigne appelées "setpoints". Généralement, ces appareils permettent de régler deux valeurs : un "High Setpoint" (valeur de consigne haute) et un "Low Setpoint" (valeur de consigne basse). Par défaut sur le recycleur Inspiration, ces valeurs sont de 1,3 bar pour le high setpoint et 0,7 bar pour le low setpoint, bien qu'elles soient ajustables (0,5 à 0,9 bar pour le low setpoint et 0,9 à 1,5 bars pour le high setpoint).
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Le contrôleur du recycleur injecte des giclées d'oxygène lorsque la PpO2 chute sous la valeur du setpoint (par consommation de l'organisme ou pendant la remontée). Cela a pour conséquence de faire constamment varier la FO2 (le pourcentage d'oxygène) avec la profondeur pour maintenir la PpO2 stable. Par exemple, à 50 mètres, où la pression ambiante est de 6 bars, si le contrôleur maintient une PpO2 de 1,3 bar, la fraction d'oxygène dans la boucle est d'environ 21% (1,3 / 6). Au fur et à mesure de la remontée, la pression ambiante diminue, mais le contrôleur continue d'injecter de l'oxygène pour maintenir la PpO2 à 1,3 bar, ce qui entraîne une augmentation progressive de la FO2. Le gaz respiré devient particulièrement riche en oxygène dans la zone de décompression, pouvant atteindre 80% et même 100% d'oxygène à 3 mètres. Cette FO2 élevée est idéale pour accélérer la désaturation en azote, rendant les paliers plus efficaces.
La raison de ces deux consignes est que, si une PpO2 de 1,3 bar est idéale en profondeur et pendant les paliers, elle est impossible à atteindre en surface. En surface, après l'allumage des contrôleurs, l'Inspiration démarre sur la consigne basse de 0,7 bar, ce qui correspond à un mélange à 70% d'O2 à la surface. Le plongeur peut, par un appui long sur un bouton, commuter d'une valeur de PpO2 à l'autre ou le faire automatiquement en fonction de la profondeur avec l'électronique Vision.
Procédures et Sécurité en Plongée Recycleur
La plongée au recycleur, bien que très performante, n'est pas sans risques. Sa complexité exige une rigueur extrême, une préparation méticuleuse et une vigilance constante. C'est la raison pour laquelle de nombreux contrôles sont à effectuer avant et pendant l'immersion.
Gestion de la Descente en Recycleur
En circuit ouvert, la PpO2 augmente proportionnellement avec la profondeur, et le plongeur sait qu'il ne doit pas dépasser la profondeur limite d'utilisation du mélange. Avec un recycleur, l'ordinateur maintient une PpO2 constante. Cependant, lors de la descente, un autre phénomène entre en jeu : la pression ambiante augmente et le volume du gaz dans la boucle respiratoire diminue en conséquence (selon la loi de Mariotte, P x V = P' x V'). Pour maintenir un volume de gaz respirable constant dans la boucle, le plongeur doit injecter du gaz frais provenant de la bouteille de diluant.
Si la descente est effectuée rapidement et uniquement sur le low setpoint (par exemple 0,7 bar), la PpO2 effective peut rester en dessous de cette valeur si le diluant (air) est injecté régulièrement. Un exemple illustre cela : en surface avec 0,7 bar d'O2 et 0,3 bar d'N2, à 10 mètres, après injection de 1 bar d'air (0,21 bar O2 + 0,79 bar N2) pour compenser le volume, le mélange total devient 0,91 bar O2 et 1,09 bar N2. La PpO2 est alors de 0,91 bar.
Un problème potentiel d'une descente excessivement lente avec un low setpoint constant est le risque de se retrouver avec un mélange surazoté. Si la PpO2 ne dépasse pas 0,7 bar après 23,3 mètres (profondeur où un plongeur à l'air aurait une PpO2 de 0,7 bar), l'équivalent narcose pourrait être supérieur à celui d'un plongeur à l'air, augmentant les risques de narcose et d'essoufflement. C'est pourquoi une méthode de gestion active est nécessaire.
Le diluent flush est une procédure clé. Il s'agit d'appuyer sur le bouton d'injection manuelle de diluant tout en actionnant la purge du faux poumon expiratoire. Cela remplace le mélange dans la boucle par du diluant. Avec un diluant air, la PpO2 chutera à la valeur de la Pression ambiante x 0,21. Par exemple, à 20 mètres, un diluent flush amènera la PpO2 à 0,63 bar (3 bars x 0,21). Ensuite, le système réinjectera de l'O2 pour ramener la PpO2 au setpoint.
Pour une descente optimale, il est généralement préférable de maintenir le low setpoint et d'effectuer un diluent flush en cours de route, ou d'injecter du diluant pour arriver avec une PpO2 convenable au fond. Une autre solution, notamment pour une descente lente, consiste à passer sur le high setpoint entre 10 et 20 mètres et de poursuivre la descente. Il est crucial de surveiller constamment les afficheurs des cellules O2. L'objectif est d'atteindre la profondeur désirée avec une PpO2 appropriée, légèrement supérieure ou égale à celle qu'un plongeur en circuit ouvert aurait avec le même diluant. Par exemple, si l'on arrive à 45 mètres avec une PpO2 de 1,2 bar avec un diluant air, c'est tout à fait correct (un circuit ouvert aurait 0,21 x 5,5 = 1,15 bar). Une fois au fond, le plongeur passe généralement sur le high setpoint (1,3 bar) si ce n'est pas déjà fait. Il faut se rappeler que la profondeur maximale d'évolution avec un diluant air et une PpO2 de 1,3 bar est limitée à 51,9 mètres (1,3 / 0,21) pour ne pas dépasser l'équivalent narcose d'un plongeur à l'air. L'Inspiration est homologué à 40m pour l'air, et 100m pour l'héliox.
Gestion de la Remontée et des Paliers
Pour les paliers à faible profondeur, une approche consiste à remonter sur le high setpoint (généralement 1,3 bar) jusqu'à environ 9 mètres (voire 6 mètres), puis de passer sur le low setpoint de 0,7 bar. Cette méthode évite des injections d'O2 répétées et agaçantes dues à la forte chute de PpO2 dans la zone des paliers. Pour les derniers paliers avec le recycleur réglé sur 0,7 bar, il est possible de remonter lentement et de fonctionner en mode manuel par injection d'O2 avec le bouton d'inflateur.
Une autre solution, de plus en plus adoptée par les plongeurs expérimentés, consiste à rester sur la consigne haute (1,3 bar) pendant toute la remontée. Cela est viable à condition que la remontée soit suffisamment lente pour éviter les injections longues et répétées d'O2. Cette méthode permet une décompression fluide et continue, sans ajustements constants. Elle est particulièrement adaptée lors d'une remontée le long d'une ligne de décompression, d'un tombant ou avec un parachute de palier. Le choix de la méthode dépend du plongeur, des conditions de plongée (remontée en pleine eau, avec ligne, mer calme ou houleuse), et de sa sensibilité du moment.
Préparation Rigoureuse et Contrôles Pré-Plongée
La première des consignes de sécurité avec un appareil tel qu'un recycleur est d'assurer une préparation et des contrôles méticuleux avant chaque plongée. Il est vital de développer et de respecter une grande rigueur dans la préparation, le contrôle et l'utilisation de la machine pour pallier aux aléas matériels.
- Contrôle de la Durée d'Utilisation de la Cartouche de Chaux : La chaux a une durée de vie limitée. Il est impératif de noter le temps d'utilisation de la cartouche après chaque plongée et de s'assurer que le temps total d'utilisation, incluant la plongée à venir, reste inférieur aux recommandations du fabricant (souvent 3 heures pour APD).
- Contrôle des Pressions dans les Bouteilles de Gaz : Vérifier les pressions de l'oxygène, du diluant et des bouteilles de secours (bailout). La bouteille de diluant doit toujours être pleine, gonflée au maximum (par exemple, 230 bars). Le bailout est le dernier recours en cas de défaillance du recycleur. La bouteille d'oxygène, bien que moins consommée (25 à 30 bars pour une plongée loisir classique), ne doit pas être en dessous d'une limite de sécurité (par exemple, 50 bars).
- Tests d'Étanchéité du Circuit (Pression et Dépression) : Ces tests sont cruciaux. En pression, le plongeur souffle dans le circuit embout fermé jusqu'à déclencher la valve de surpression du faux poumon expiratoire, puis observe l'absence de perte de pression pendant quelques minutes. En dépression, le plongeur inspire pour créer une dépression, écrase les tuyaux annelés et maintient l'embout fermé pour s'assurer que la dépression est maintenue. Tout joint doit être légèrement graissé (avec une graisse compatible O2).
- Ouverture Lente des Bouteilles : Ouvrir lentement les bouteilles d'O2 et de diluant en vérifiant la pression au manomètre et en écoutant d'éventuelles fuites.
- Calibration des Cellules O2 : Cette procédure doit être effectuée au moins une fois par jour. Elle permet de vérifier la vitesse de réaction des sondes à oxygène et la valeur maximale atteinte par chaque cellule. Les trois sondes doivent présenter des vitesses de variation identiques.
- Test de Fonctionnement de la Boucle Respiratoire : Après calibration, respirer dans le circuit pendant une à deux minutes sur le low setpoint. La PpO2 doit se stabiliser autour de la consigne (par exemple, 0,7 bar) et les trois sondes doivent fonctionner de concert sans "cell warning".
- Contrôle Post-Immersion : Une fois dans l'eau, il faut vérifier la console ou les afficheurs pour s'assurer que la PpO2 se maintient autour du low setpoint (0,7 bar), surtout si un parcours en surface est prévu. Si tous les indicateurs sont corrects, la descente peut commencer.
Vigilance Pendant la Plongée
La consommation de gaz (diluant et O2) avec un recycleur est beaucoup plus lente qu'avec un circuit ouvert. Cependant, le volume disponible dans la boucle est également inférieur. En recycleur, la question n'est pas tant l'autonomie, sauf en cas de panne, mais plutôt de savoir ce que l'on respire. Le plongeur doit contrôler fréquemment la PpO2 tout au long de l'immersion. Le HUD, affichant en permanence le niveau d'O2 du mélange devant les yeux, est un outil précieux pour indiquer si la PpO2 est correcte, trop élevée, trop basse, ou absente. La surveillance de la capacité des sondes O2 à réagir et à suivre les variations rapides de PpO2 est essentielle pour s'assurer de leur bon état de fonctionnement.
Formation et Évolution dans le Monde du Recycleur
La plongée au recycleur représente une évolution logique pour tout passionné d'exploration sous-marine, mais elle exige une approche sérieuse et une formation adéquate.
Une Formation Rigoureuse et Spécifique
L'utilisation d'un recycleur n'est pas une pratique que l'on peut aborder sans une préparation solide. En raison de sa complexité, elle exige une formation rigoureuse et une vigilance constante. Pour maîtriser ces risques et opérer en toute sécurité, il est essentiel de suivre une formation plongée recycleur auprès d'organismes certifiés et reconnus tels que PADI, TDI, IANTD, FFESSM ou CMAS.
Le cours recycleur plongée est spécifique à chaque modèle d'appareil, car chaque machine a ses propres particularités et protocoles. La formation met un accent particulier sur les procédures d'urgence, notamment le passage sur une bouteille de secours en circuit ouvert (le "bailout") en cas de défaillance du recycleur.
Progression des Compétences
La formation au recycleur est structurée de manière progressive. Le point d'entrée est souvent une formation initiale qui permet d'apprendre à utiliser un modèle de CCR donné pour des plongées sans décompression jusqu'à 30 mètres, avec l'air comme gaz diluant. Ces stages peuvent s'étendre sur plusieurs journées, couvrant la préparation de la machine, son entretien, et les premières procédures de sécurité.
Des formations avancées, comme la certification TDI CCR Air Diluent Decompression Diver et/ou IANTD CCR Advanced EANx Diver, sont conçues pour les plongeurs souhaitant accéder à la décompression planifiée jusqu'à 40 mètres. À l'étranger, ces niveaux peuvent permettre de plonger en autonomie jusqu'à 30 mètres sans paliers et à une PpO2 de 1.2. En France, les prérogatives dépendent des qualifications fédérales (par exemple, 20m pour N2, 30m pour PA40/60, et encadré à 30m pour N2).
Bien que l'utilisation d'un recycleur puisse paraître compliquée, trop technique ou élitiste pour de nombreux plongeurs, il est important de noter que toute personne ayant le désir et la motivation peut se former à cette technique exigeante mais gratifiante.
Considérations Pratiques et Équipement
Au-delà de la technique, l'acquisition et le choix d'un recycleur impliquent des considérations pratiques importantes.
Un Investissement Rentable à Long Terme
Le prix d'un recycleur de plongée représente un investissement initial significatif. Cependant, à long terme, cette technologie peut simplifier considérablement la logistique des plongées. Moins de bouteilles à transporter, moins de recharges de gaz, et une autonomie prolongée contribuent à une gestion plus efficace des expéditions, notamment pour les voyages et explorations lointaines. Le recycleur de plongée est idéal pour des aventures inoubliables en des lieux propices à de longues immersions, comme l'Égypte ou la Corse.
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