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La plongée sous-marine consiste, en général, à explorer le monde sous-marin équipé d'un scaphandre autonome spécifique (à la différence de l'apnée), composé généralement d'une bouteille de plongée, d'un détendeur, d'un masque, d'un gilet de stabilisation et de palmes.
La plongée loisir a pour but principal de découvrir le monde sous-marin, son silence, sa faune, sa flore, sa beauté. Il existe également des activités spécifique liées à la plongée. Ainsi, un plongeur peut être spéléologue (spéléo-plongée), biologiste, plongeur offshore, photographe, chercheur d'épave, etc.
| Sommaire |
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1.1 Les effets mécaniques |
Le facteur principal influant l'organisme humain en plongée est la pression exercée par l'eau. Celle-ci augmente avec la profondeur : alors que nous sommes soumis à une pression d'environ 1 bar à l'air libre au niveau de la mer (pression atmosphérique), 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.
Par exemple, à 25 mètres de profondeur, un plongeur est soumis à 3,5 bars de pression totale ; cette pression inhabituelle pour un être humain adapté au milieu terrestre va provoquer différents phénomènes, que le plongeur doit connaître et gérer sous peine de mettre sa santé (voire sa vie) en danger.
Le premier type d'effet est lié aux variations de la pression lors de la descente et de la remontée du plongeur. La majeure partie du corps humain, composée de liquides/solides incompressible, n'est pas directement affectée par ces variations. Par contre, l'air contenu dans les différentes cavités du corps (oreille moyenne, sinus, appareil respiratoire...) va voir son volume varier de manière inversement proportionelle à la pression ambiante, suivant la loi de Mariotte (ou loi de Boyle).
Par exemple, lors de la remontée, l'air contenu dans les poumons du plongeur se dilate. Si le plongeur n'est pas attentif et n'expire pas ou pas assez (en cas d'apnée involontaire, de panique, de remontée trop rapide...), la surpression pulmonaire ainsi créée peut entraîner des lésions graves.
Autre exemple, lors de la descente, 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 manoeuvres d'équilibrage, la plus répandue consiste à se pincer le nez et à souffler progressivement bouche fermée (procédé dit de Valsalva).
Ces accidents physiologiques dus aux variations de pressions sont appelés des barotraumatismes.
Le deuxième effet de l'augmentation de la pression ambiante touche au phénomène de la dissolution des gaz.
Lorsqu'un gaz se trouve en contact avec un liquide, il va s'y dissoudre progressivement jusqu'à atteindre une limite proportionnelle à la pression et dépendant des caractéristiques du gaz et du liquide en matière de solubilité, suivant la loi de Henry. Si la pression augmente, de plus en plus de gaz va se dissoudre dans le liquide. Si la pression diminue, le gaz va s'échapper à la surface du liquide. Si la pression diminue très rapidement, le gaz s'échappe de manière explosive et forme des bulles au sein du liquide (exemple de la bouteille de soda au moment de l'ouverture).
Le corps humain est essentiellement constitué de liquide, et est donc soumis au même phénomène d'absorption et de restitution des gaz. À noter que seul les gaz inertes (azote, hélium, hydrogène, ...), non métabolisés par l'organisme, interviennent dans ce mécanisme. Le comportement du dioxygène et du gaz carbonique obéit à des mécanismes physiologiques supplémentaires, qui font que ces gaz ne posent pas de problème du point de vue de la dissolution.
Restent donc les gaz inertes. Lors de l'immersion, les gaz inertes diffusent dans le corps du plongeur (sang et tissus) et s'accumulent progressivement, et ce d'autant plus que la profondeur et la durée de la plongée augmentent. Lors de la remontée, si la pression baisse trop rapidement - comme pour la bouteille de soda - des bulles pathogènes vont se former dans l'organisme. Suivant la localisation de leur apparition, ces bulles peuvent entraîner des accidents circulatoires, paralysies, douleurs articulaires et autres, que l'on regroupe sous le terme d'accident de décompression. L'enjeu pour le plongeur est de remonter suffisamment doucement pour qu'il n'y ait pas de formation de bulles, ou que les bulles formées soient suffisamment petites pour être asymptomatiques.
Ces phénomènes ont été modélisés empiriquement, afin de proposer au plongeur des procédures de décompression en fonction de sa plongée. Ces procédures limitent la vitesse de remontée (entre 6 et 18 mètres par minute en fonction des procédures), et imposent des paliers (des temps d'attente sans remonter). Les procédures de décompression sont soit décrites sous forme de tables, soit implémentées dans un ordinateur de plongée, et ont fait l'objet de validations statistiques sur des populations de plongeurs. Ces procédures sont aujourd'hui fiables, et les accidents de décompression surviennent essentiellement suite à un non-respect des procédures.
Toutefois, il faut bien comprendre que, à ce jour, personne ne peut proposer de modèle satisfaisant permettant d'expliquer la décompression d'un plongeur. La recherche s'oriente actuellement sur l'évolution des micro-bulles dans le corps du plongeur, avec des résultats intéressants et une évolution vers des procédures de décompression plus optimisées, en diminuant le temps de décompression sans en dégrader la sûreté.
Le troisième effet de l'augmentation de la pression sur le plongeur concerne l'impact des gaz respirés sur l'organisme.
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. Il est ainsi possible d'utiliser la notion de pression partielle pour un gaz respiré. Par exemple, étant donné un plongeur respirant de l'air (80% d'azote, 20% d'oxygène) à 20 mètres de profondeur (soit une pression totale de 3 bars), la pression partielle d'azote respiré est de 2,4 bars (80% de 3 bars), et celle d'oxygène est de 0,6 bars (20% de 3 bars). L'effet physiologique d'un gaz dépend de sa pression partielle, qui elle-même dépend donc de la pression (de la profondeur) d'une part, et de la proportion du gaz dans le mélange respiré par le plongeur d'autre part.
L'augmentation de la pression partielle a des effets différents en fonction du gaz :
Le quatrième effet de la profondeur sur l'organisme est un trouble neurologique appelé l'ivresse des profondeurs. Il survient généralement au delà de 30 à 40 mètres. Il est du aux effets toxiques sur le système nerveux de l'azote contenu à 80% dans l'air comprimé que respire les plongeurs. La pression augmente avec la profondeur et l'azote se dissous dans le corps, perturbant le système nerveux.
Les symptomes dépendent de la condition physique du plongeur. Ce sont tout d'abord des troubles de la perception, un certain bien-être, puis surviennent des vraies altérations du comportement. Les réflexes s'amenuisent, l'esprit s'engourdit, le plongeur ressent une certaine euphorie. Il arrive qu'il ait des hallucinations et il peut perdre connaissance.
Une remontée de quelques mètres suffit généralement pour que les effets s'estompent sans laisser de séquelles.
Le scaphandre autonome est habituellement composé :
Les bouteilles des plongeurs peuvent contenir du Nitrox, de l'Héliox, de l'air ou de l'oxygène pur, suivant le type de plongée et le niveau de plongeur.
Les échanges thermiques étant plus important dans un milieu liquide, la perte calorifique est relativement importante lors d'un séjour prolongé dans l'eau. Le plongeur doit donc limiter les échanges thermiques entre don corps et l'eau. Il peut utiliser pour cela :
Le plongeur utilise un gilet stabilisateur (également appelé « stab », de stabilizing jacket) qu'il peut gonfler et dégonfler à loisir afin de faire varier son volume et, suivant le principe d'Archimède, changer sa flottabilité et s'équilibrer ainsi dans l'eau.
Il existe différentes fédérations et organismes de plongée. En France, on peut trouver :
Ce sport, malgré son aspect « tranquille », serein, comporte un certain nombre de risques, liés à la faune ou à la flore sous-marine (poisson-pierre, Corail de feu, ...), ou à la pression (accident de décompression, surpression pulmonaire).
Pour ces raisons, il est impératif de suivre un minimum de formation dans un des organismes cités ci-dessus (de toutes manières, la plupart des clubs respectent les règles de limitation sur les plongées en fonction du niveau de compétence atteint et validé par examen).
Un plongeur se doit de respecter le monde qu'il explore ; il ne doit pas se comporter comme un prédateur.
Il ne devrait pas :
Les plongées dans des réserves naturelles s'accompagnent d'un certain nombre de règles bien plus strictes encore.
