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Scaphandre autonome

Le scaphandre autonome est un dispositif individuel qui permet à un nageur d'évoluer librement en plongée avec une réserve d'air.

Historique de la plongée

L'homme plonge depuis la nuit des temps en apnée mais il a toujours été limité par la durée (4 minutes au maximum) et par la profondeur. Au cours de l'histoire le plongeur va tenter, pour augmenter la durée, la profondeur et l'autonomie de la plongée, de résoudre les problèmes suivants :

• l'approvisionnement en oxygène à bonne pression,
• le rejet du gaz carbonique toxique,
• l'augmentation de la pression de l'eau avec la profondeur qui empêche les mouvements d'inspiration (pression hydrostatique à 10m de profondeur=1 atmosphère=1kg/cm2),
• la mobilité.

Léonard de Vinci (1452-1519), imagine un masque avec tuyau amenant l'air au plongeur. Utilisable pour des profondeurs ne dépassant pas quelques dizaines de centimètres cette technique est irréaliste à partir d'1 mètre de profondeur, l'eau y exerce déjà sur la cage thoracique une pression équivalente à un poids de 200 kg, la respiration y est donc très difficile.

La cloche de Edmund Halley (1690) (physicien et astronome qui a découvert le cycle de la comète qui porte son nom) emprisonne de l'air qui est régénéré par un apport de tonneaux d'air.

John Lethbridge (1715) imagine l'armure de plongée dont une ouverture sert à l'alimentation en air par des soufflets et l'autre à l'évacuation de l'air vicié.

Le scaphandre pieds lourds d'Augustus Siebe (1837) est constitué d'un casque rigide à hublots, alimenté en air (à une pression supérieure à la pression atmosphérique) par un tuyau relié à une pompe sur le bateau, d'une combinaison souple et de chaussures lestées. Il reste encore utilisé de nos jours pour certains travaux. Avantage : profondeurs de 60 à 90 m mais inconvénients: accidents (section du tuyau, arrivée d'air aléatoire, noyade...), manque d'autonomie, déplacements lents dus au poids (90kg au total) et à la position verticale (résistance maximale de l'eau au déplacement), flux d'air plus ou moins continu, plus ou moins régulier non adapté aux besoins du plongeur.

Le scaphandre autonome

C'est le français Jacques-Yves Cousteau qui en 1943, invente avec Émile Gagnan le scaphandre autonome moderne. Il s'agit là de l'amélioration et de la modernisation d'inventions du XIXe siècle (Rouquayrol et Denayrouze) et du début du XXe siècle (Le Prieur). Le brevet codéposé par Cousteau pour cette invention le mettra à l'abri du besoin pour le reste de sa vie.

La mise au point du scaphandre autonome est liée à plusieurs découvertes technologiques :

• l'invention de compresseurs efficaces et de bouteilles de stockage de l'air comprimé relativement légères (à partir des lois physiques sur la pression des gaz de Boyle et Mariotte (1660).
• la mise au point de palmes par de Corlieu en 1934 (déjà esquissées par Léonard de Vinci).
• la mise au point de valves avec détendeur pour les moteurs de voitures au gaz par Emile Gagnan au début des années 40.

Cousteau et Gagnan se rencontrent et décident d'appliquer le système de détendeur automatique aux bouteilles d'air sous pression et créent, en 1943, le premier scaphandre autonome l'Aqualung.

Le scaphandre autonome se compose de bouteilles d'air comprimé, de palmes, d'une combinaison isolante en néoprène, d'un détendeur de gaz à la demande et à la bonne pression qui permet :

• de débiter l'air automatiquement en fonction des besoins du plongeur et non plus de façon continue.
• de fournir l'air à la bonne pression soit celle correspondant à la profondeur de l'eau, ce qui permet au plongeur d'inspirer sans effort.
• de se débarrasser facilement du gaz carbonique d'expiration.

Avantages :

• autonomie de plongée et d'exploration de 2 heures à 30 minutes suivant la profondeur (10 m et 60 m respectivement sans tenir compte des paliers de décompression).
• déplacement plus souple et rapide grâce à l'hydrodynamisme, - nage dans les 3 dimensions avec palmes.
• profondeur de 60m avec air comprimé.

Inconvénients :

• problèmes de décompression avec risques d'embolie lors de la remontée et obligation de paliers de décompression en suivant des tables tenant compte de la durée et de la profondeur.
• ivresse des profondeurs: effet sur le cerveau de l'azote dissous dans le sang à partir de 40m dû à l'augmentation de la pression et risque de coma à partir de 60m.
• respiration visible qui peut effrayer les animaux.

Voir aussi

• plongée sous-marine
• [1] Article Wikipédia anglaise sur l'Aqualung de Cousteau.

Source : [2]