L'homme peut faire beaucoup de choses dans l'eau. Mais, il ne sait pas y respirer !

          Evidence !!! Oui, mais ...

          ...le moyen est limité !



          Depuis le baptême de plongée, on utilise un scaphandre composé :
- d'une bouteille,
- avec sa robinetterie,
- d'un détendeur,
- d'accessoires divers.

          Si on n'a pas peur de mettre la tête dans l'eau, un plaisir au bord de la mer est d'aller voir ce qu'il y a en-dessous. Mais, ça pique les yeux et on ne voit pas grand-chose. Et, surtout : cela ne dure pas longtemps. Le temps de compter jusqu'à 10. Peut-être 20. Et après ?
          Après ? On achète « un masque et un tuba » . Quelques hésitations, le temps de prendre ses marques et on fait un petit tour qui émerveille : il y avait autant de choses à voir ? Et on l'ignorait totalement ?
          On s'enhardit. On va de plus en plus profond. On atteint quelques mètres, peut-être 2. Peut-être 3. Mais, c'est si beau plus loin, plus bas.

          Assez loin pour se rendre compte qu'on arrive à une première limitation : le temps passé sous l'eau sans respirer. Quelle quantité d'air faut-il embarquer pour rester plus longtemps ?

          Assez loin pour aller jusqu'aux bancs de poisson qu'on voit là-bas, en dessous. Mais, cela fait mal aux oreilles. Est-ce normal ? Comment se comporter si on descend encore ?

          Quelles sont les chances de remonter ? Comment résoudre tous les problèmes de sécurités induits ? Et comment gérer les problèmes physiologiques ?

          Le temps de plongée est totalement tributaire de la quantité d'air qu'on peut embarquer dans sa bouteille... et le besoin d'air qu'on a personnellement.

          Dans des conditions de vie « normales », un homme respire environ 20 fois par minute.
          A chaque inspiration, il inhale environ 1 litre d'air.

          On en déduit que cet homme consomme 20 x 1 litres = 20 litres d'air à la minute.

          Donc, pendant 1 heure, cet homme aura consommé : 20 l x 60 = 1200 litres d'air.

          Mais, ça, c'est dans les conditions de vie normale , à la pression atmosphérique qui est environ de 1 bar.

          Qu'advient-il dans l'eau où la pression est différente ?
          Qu'advient-il quand la respiration n'est plus normale ?

          Comment fait-on pour embarquer cette quantité d'air sur son dos ?
          Comment peut-on retrouver de l'air normal ?

          Une force qui appuie sur une surface exerce sur elle une pression .
          L'unité de pression est le Pascal : Une pression de 1 pascal correspond à une force de 1 newton exercée sur une surface de 1 m2 : 1 Pa=1 N/m².

          Mais, si une force est exercée par une masse, d'après la définition, on a une pression de 1 pascal, par exemple, si on répartit 100 grammes de sable sur une tôle de 1 mètre carré .
          Dans la vie de tous les jours, 1 pascal, c'est peanuts ! Aussi, on peut rapporter cette mesure à des dimensions plus habituelles. :
- on exprime les forces en kg ( 1kg = 10 Newton )
- on exprime les surfaces en cm² ( 1 m² = 10000 cm² )
          Dans ce cas, une force de 1kg qui s'exerce sur une surface de 1 cm² crée une pression de 1 bar .

          Une colonne d'eau de 1cm² haute de 10 mètres , soit 1 litre , pèse 1 kg .
          Elle exerce donc une pression de 1 bar !

          On arrive donc au phénomène suivant : chaque fois qu'on descend de 10 mètres dans l'eau, la pression augmente de 1 bar .
          Sans oublier la pression atmosphérique qui pèse sur l'eau : on arrive au calcul très simple :
Pression dans l'eau = pression atmosphérique + hauteur d'eau / 10

          Pression subie = pression atmosphérique + hauteur d'eau / 10
          Pression subie = 1 + 20/10 = 1bar + 2 bar = 3 bar

          Pression subie = pression atmosphérique + hauteur d'eau / 10
          Pression subie = 1 + 40/10 = 1bar + 4 bar = 5 bar

          Question simple :
- Je prends une bouteille vide. Je ferme le bouchon. Quelle est la pression de l'air à l'intérieur de la bouteille ?
          A question simple, réponse simple :
- La pression dans la bouteille est ... la pression atmosphérique ! soit : 1 bar qui est la pression ambiante.

          Autre question : - Si je peux mettre un autre litre d'air dans cette bouteille, que devient la pression ?
          Réponse :
- La bouteille, qui, elle, n'a pas changé de volume, contient alors 2 litres d'air et la pression y est de 2 bar
- Chaque fois que je verserai 1 litre supplémentaire d'air dans la bouteille, j'ajouterai 1 bar de pression.

          Encore une question pour la route :
- Si je suis à 20 mètres de fond, je remplis ma bouteille d'air. Quelle est la pression dans la bouteille ?
          Réponse :
- Je viens de calculer la pression à 20 mètres : elle est de 3 bar. Si je mets de l'air dans ma bouteille, la pression y sera naturellement aussi de 3 bar puisque c'est la pression ambiante à 20 mètres.
- Remarque : si la pression dans la bouteille est alors de 3 bar, pour avoir le même résultat à la pression atmosphérique, j'aurais dû faire rentrer 3 litres d'air à la pression atmosphérique.

          Remarque d'importance : nous avons vu qu'un plongeur a une capacité pulmonaire utile d'environ 1 litre. A la pression atmosphérique, donc au bord de l'eau, ou à 20 mètres de fond, la capacité pulmonaire est toujours la même.

--> ce qui veut dire qu'à 20 mètres, pour respirer normalement, il me faut 3 fois plus d'air qu'à l'air libre.

          Si on consomme 1 litre d'air par ventilation, à une profondeur donnée, donc à une pression donnée,
- la consommation totale d'air = nombre de ventilation / minute x nombre de minutes x pression

          Mesurons la quantité d'air qu'il faut pour vivre 1 heure à 20 mètres de fond où la pression est de 3 bar :
- on consomme donc : 1 litre / minute x 20 ventilations x 60 minutes x pression 3 bar = 3600 litres --> soit 3,6 m²
          Le même calcul à 40 mètres , donc à 5 bar de pression donne :
- 1 litre / minute x 20 ventilations x 60 minutes x pression de 5 bar = 6000 litres --> soit 6 m²

          Il est évident que la quantité d'air embarquée est cruciale. Quelles sont les variables d'ajustement ?
- la quantité d'air nécessaire à chaque ventilation : c'est physiologique. Peut-on le maitriser ?
- le nombre de ventilations par minute : c'est aussi physiologique. Peut-on le maitriser ?
- le volume d'air dans le sac à dos : c'est de la contrainte technique. Quel est l'état de l'art aujourd'hui ?
- la pression à la profondeur de la plongée. Qui est maître de la profondeur de la plongée ?
- la durée de la plongée. Qui est maître de la durée de la plongée ?

Paramètres physiologiques

          Le volume nécessaire à une bonne ventilation varie complètement d'un individu à l'autre :
- capacité respiratoire utile
- nombre de ventilation à la minute :
          Si ces données sont propres à chacun, un entraînement physique adapté permet d'améliorer notablement ces données.

Choix de la bouteille d'air

          Dans les conditions normales de plongée loisir, les données sont assez simples. En général, pour une plongée à 20 mètres, le temps attribué est de l'ordre de 45 minutes à 1 heure.

Paramètres de la plongée

          La définition des paramètres profondeur maxi et temps de la plongée sont du ressort du Directeur de plongée ( DP ).
          Mais, respecter les paramètres toujours données avant la plongée, c'est du ressort de la palanquée, notamment en autonomie !

Respiration à l'air libre
          Nous respirons de deux façons possibles :
- par le diaphragme : on parle usuellement d'une respiration ventrale
- par le thorax : c'est les côtes qui se soulèvent .
          En général, si chacun respire plus d'une façon que de l'autre, c'est réflexe et mêlé. C'est plutôt plus d'une façon que de l'autre.
          Mais, si l'inspiration est due à l'agrandissement de la cage thoracique par un effort musculaire, aussi réflexe soit-il, l'expiration intervient par le relâchement des muscles et l'effet de la pesanteur qui fait tout retomber.

          L'air atteint les poumons en passant :
- soit par la bouche ,
- soit par le nez.
          Et c'est d'une façon complètement automatique, sauf quelques écart, quand on veut souffler , par exemple.

          Elémentaire, mon cher Watson !!
          Oui, mais, quand on a un masque sur le nez, que se passe-t-il ?

Respiration en plongée
          Nous supportons deux handicaps :
- on a un masque sur le nez : donc la respiration nasale est compromise
- on est dans un milieu où la pesanteur a disparu presque complètement.

          La respiration devient presque* exclusivement buccale et il faut commander l'expiration qui devient volontaire.

          Autre contrainte : la pression ambiante peut devenir critique pour les poumons : risque de surpression pulmonaire.

          En plongée, il faut absolument maitriser sa respiration. Cela s'apprend, même vite, mais on arrive à une notion nouvelle : la respiration active : le plongeur maîtrise et dirige sa respiration comme le lui impose les conditions de la plongée.

          Il est évident que la réserve d'air embarquée par le plongeur lui est destinée.

          Mais !

          Entre la bouteille et le plongeur, il y a un Système de Gestion de la Stabilité , plus connu sous le vocable Stab
          Le plongeur va injecter de l'air dans sa stab pour s'équilibrer. Et ce d'autant plus qu'il s'équilibre mal. La consommation en air due à la stab peut ne pas être négligeable ! En moyenne, utiliser 10 à 20 bar d'air pour la stab est fréquent (soit 100 à 200 litres en volume pression de surface), nettement plus si on s'équilibre mal.

          Le plongeur utilise des outils qui peuvent être consommateur, tel le parachute de palier . Un parachute peut contenir 10 litres ou plus.

          Il convient donc de prendre en compte ces consommations « collatérales »