Déplacement vertical ET / OU stabilisation ?
          Quelle relation entre ces deux propositions ? Simplement :
- se déplacer verticalement, c'est soit monter, soit descendre.
- être stabiliser, c'est ... ni monter, ni descendre !

          - E-vi-dent - !

          - Pas si sûr !

          Exemple, je marche sur une route ou un trottoir horizontal : je ne monte pas, je ne descends pas. Je suis le sol, c'est tout.

          Autre exemple : je trouve une autre surface horizontale. Au hasard, une piscine. Je marche sur l'eau.
          Exemple ridicule : je sais que si j'essaie de marcher sur l'eau, je coule !

          En fait, les problèmes à résoudre sont :
               - pourquoi le bateau flotte ?
               - pourquoi je coule ?

          Avec des questions induites :
               - est-il facile de couler ?
               - est-il facile de remonter ?
               - est-il facile de ni couler, ni flotter, donc de se stabiliser ?

          Une des règles physiques dont on se souvient le plus est la poussée d'Archimède :
          Tout corps plongé dans un liquide reçoit de la part de ce liquide une force :
- verticale ;
- dirigée de bas en haut ;
- dont l'intensité est proportionnelle au poids du volume de liquide déplacé.

          Par ailleurs, nous savons que le même corps subit de la part de la pesanteur une autre force, son poids :
- elle aussi verticale ;
- mais dirigée de haut en bas ;
- dont l'intensité est proportionnelle à sa masse (quantité de matière qu'il contient).

          Le déplacement vertical, la stabilisation sont les effets de ces deux forces, suivant que l'une est plus grande que l'autre ou qu'elles sont égales.

          Ce chapitre se réduit donc à une idée simple :
- comment je peux maîtriser mon poids et ma poussée d'Archimède pour évoluer verticalement dans l'eau.

          Notion de Poids Apparent

          Le poids et la poussée d'Archimède s'opposent par nature.
          La résultante de cette opposition est le Poids apparent .

          Le corps humain est composé à 65% d'eau. Il a donc naturellement une densité très voisine de 1 ( quoi que très souvent plutôt inférieure : quand on fait la planche , la tête reste suffisamment hors de l'eau pour pouvoir respirer ).

          La densité est la donnée qui compare le poids du volume d'un corps par rapport au poids du même volume d'eau. Ce qui signifie que si je pèse 70 kg, mon volume est égal au volume du même poids d'eau, soit 70 litres.

          A ceci près : quel est mon volume ? Si je respire, quelle est la variation de mon volume en fonction de ma respiration ?
          Premier élément de réponse : je peux mesurer la capacité de mes poumons avec un spiromètre. Elle est de l'ordre de 5 litres.
          Donc : si je compare le volume de mon corps entre le moment où mes poumons sont vides et le moment où ils sont pleins à craquer, la différence est de l'ordre de 5 litres.
          Prenons par hypothèse que lors d'une respiration normale, mon volume soit de 70 litres.

Premier cas : mes poumons sont pleins.
          Ma densité est alors :
               Poids de mon corps / Poids du volume d'eau que j'occupe :
                              70 Kg / (70 kg + 2.5 kg) = 0.965
          La densité est inférieure à 1, je flotte

Deuxième cas : mes poumons sont vides.
          Ma densité est alors :
               Poids de mon corps / Poids du volume d'eau que j'occupe :
                              70 kg / (70 kg -2.5 kg) = 1.037
          La densité est supérieure à 1, je coule.

          C'est le très célèbre poumon ballast bien connu des plongeurs

          L'exercice ci-dessus, même s'il n'est pas très rigoureux, montre que le corps humain a une densité fluctuante autour de 1 en fonction de sa respiration et ce, sans que son poids ne soit modifié.
          Il est certain qu'on ne respire à fond que devant un spiromètre. L'amplitude réelle de la respiration est voisine de 1 litre dans un état d'activité courante. Mais, c'est suffisant pour pouvoir faire évoluer sa densité autour de 1, d'autant que si on fait varier le volume de son corps, en revanche, son poids reste constant.
          Des exercices d'apnée en piscine utilisent ce principe, notamment pour l'apnée expiratoire.

          Si le nageur, qui n'est qu'un plongeur tout nu, arrive à gérer sa densité, pourquoi le plongeur n'y arriverait-il pas ?
          L'objectif est que tout l'équipement emporté par le plongeur ait un poids apparent nul !

          Autre intérêt : si le plongeur est trop dense, donc que le poids est supérieur à la poussée d'Archimède, on sait qu'il tombe. Mais, si, quand on est dans l'eau, voire au fond, la poussée d'Archimède devenait plus intense que le poids, qu'adviendrait-il ? ... Le plongeur remonte !
          D'où la question : existe-t-il un moyen de faire que le plongeur devienne moins dense ? Il suffirait de disposer d'une bouée d'un poids presque nul qui pourrait se gonfler depuis le fond de l'eau avec l'air contenu dans la bouteille... C'est le rôle du gilet gonflable !

          Conclusion : le déplacement vertical peut toujours se résumer à l'évolution de la densité du plongeur

Bilan du plongeur équipé *

Evolution de
chacun des éléments constituant le plongeur équipé.

Variables d'ajustement
de la densité du plongeur

Les poumons



Le gilet stabilisateur




La ceinture de lest

          « Toujours à disposition » du plongeur :
- à condition d'avoir appris à s'en servir : bien gérer le poumon ballast
- à condition d'être dans des conditions propices. Exemple : essoufflement interdit !
- gérable pendant la plongée

          Outil obligatoire d'après le Code du Sport :
- cela suppose que les méthodes de sa manipulation sont acquises
- son utilisation vient toujours en complément et en soutient au poumon ballast
- gérable pendant la plongée


          Outil qui sert à compenser la densité totale du plongeur et, en aucun cas à l'alourdir pour qu'il tombe dans l'eau
- Non gérable en cours de plongée **
- Donc : à calibrer correctement AVANT la plongée.

          Remarque vue plus haut : le plongeur est d'abord un nageur. Il sait déjà s'il est lourd ou pas dans l'eau. La densité globale du plongeur dépend notamment de sa masse osseuse et de sa masse graisseuse : les tissus osseux sont plus denses, les tissus adipeux sont moins denses.
          Mais, chacun sait comment il se comporte dans l'eau.

          Au cours des séances de plongée, on apprend à utiliser ses poumons pour user, voire abuser du poumon ballast .
          C'est un élément fort de l'aisance et de la sécurité dans l'eau. Effectivement, c'est le seul élément qui soit toujours commandable, même si on a les mains occupées.

          La densité globale du plongeur est très voisine de 1 et ajustable facilement à cette valeur, notamment au niveau de la surface.

          En France, le bloc est en acier . Il est caractérisé par deux grandeurs principales:
- son volume : on exprime alors le volume utile du bloc, c'est le volume d'air qu'il contient à la pression atmosphérique.
- son poids : c'est ce qu'il pèse sur une balance.

          Si, jusqu'au bateau, le poids donné par la balance est à considérer, une fois dans l'eau, seule sa densité devient intéressante.
          Par exemple, si un bloc de 12 litres pèse 15 kg, dans l'eau, il aura un poids apparent de seulement 3 kg (presque vrai, mais, c'est faux ! Voir ci-dessous.).
          Conséquence : des blocs de 12 litres peuvent être dits lourds alors que des blocs plus grands peuvent être plus légers en fonction des méthodes de fabrication : masse totale et volume de matière ( 10kg d'acier ==> 1,3l ).
          Les utilisateurs permanents des blocs peuvent donner cette précision au plongeur. Cette notion est en général prise en compte lors de la première plongée dans un club, au moment où on traite de l'éventuelle ceinture de plomb ou système de lestage.

          Paramètre primordial sur la densité du bloc : sa contenance en air.
          A la pression atmosphérique, effectivement, 12 ou 15 litres d'air pèsent peanuts. Mais, à raison de 1.29 g/litre , quand la bouteille est prête à plonger, gonflée à 200 bar, elle contient respectivement 2400 ou 3000 litres d'air.
          A volume constant, le poids du bloc évolue donc entre le début de la plongée quand il contient 3 ou 4 kg d'air et la fin de la plongée, quand il n'en reste plus qu'environ 500 litres, soit de l'ordre de 600 grammes.
          Pendant la plongée, le bloc va perdre aux environs de 3 kg, ce qui diminue sa densité dans des limites qui dénaturent la stabilité du plongeur.

          Le bloc engendre une charge pesante, donc du lest , pour le plongeur.

          Le détendeur est plus ou moins lourds, en fonction des matériaux qui le composent.
          Mais, même s'il pèse de l'ordre de 1 kg maximum, il apporte du lest qui n'est pas compensé par le peu d'air qu'il contient.

          Le choix de cet élément n'est pas dicté par le lest qu'il peut provoquer sur l'équipement global du plongeur. En revanche, son poids peut être déterminant sur le confort qu'il peut procurer.

          Ces deux éléments de la panoplie n'interviennent que très peu dans le bilan poids du plongeur.
          Les palmes sont plus ou moins lourdes suivant les modèles, notamment à cause de la nature de leurs matériaux. En général, leur densité est voisine de 1. Les palmes lourdes sont plutôt destinées aux plongeurs avertis qui n'ont plus de problème de stabilisation, car plus difficiles à mener.

          Le masque est très léger, quelques centaines de grammes. Et l'air qu'il contient, s'il en modifie la densité, n'en fait pas un élément à prendre en compte pour le bilan global.

          Pour ces deux articles, c'est bien plus le confort qu'il faut prendre en compte comme critère de choix lors de l'acquisition.

          Le poids de la combinaison dépend de la nature de ses matériaux.
          Son objectif est de protéger le plongeur du froid. Donc, par nature, elle est en matériau isolant, alvéolé, donc rempli d'air. Sa densité est donc toujours faible. Elle sert de bouée.
          L'effet de la combinaison dépend de son épaisseur, de 3 à 7 mm, en général, de sa constitution, mono pièce ou deux pièces, etc. Son volume est variable de 3 à 9 litres.

          Mais, la combinaison a une grande qualité, peut-être ici un grand défaut : elle est compressible.
          Ce qui signifie que, plus le plongeur descend, plus il est soumis à forte pression ... qui fait diminuer le volume de sa combinaison. Qui, naturellement, devient de plus en plus dense.

          La combinaison diminue le lest du plongeur, mais à conditions variables. Avec le principal atout : Au niveau de la surface , le plongeur est parfaitement équilibré, au fur et à mesure de sa descente, la pression va faire diminuer le volume de sa combinaison, ce qui fera diminuer la poussée d'Archimède et, par opposition, donnera plus d'importance à son poids , ce qui l'entraîne de plus en plus au fond.

          Nombre de plongeurs utilisent des accessoires pour agrémenter les plongées, appareil photo , lampe ou phare .
          En général, ces accessoires sont pesants et apportent du lest au plongeur.

          Petite mention particulière pour l'appareil photo : très souvent, il est utilisé en plongée à l'intérieur d'un caisson étanche. Il est important que le plongeur gère bien l'ensemble appareil-caisson pour obtenir un bilan de densité proche de 1. En effet, porter à bout de bras un appareil soit trop dense, donc qui coule, soit trop peu dense, donc qui emmène vers la surface, est à la longue très fatigant.
          Et, si autant un photographe n'est pas un handicap dans une palanquée, autant être obligé d'écourter une plongée à cause d'un photographe mal équipé passe très mal.

          Le parachute de palier est un outil à part dans le bilan de lestage du plongeur.

          Avant le service : le parachute est équipé d'un lest, en général 300 à 500 grammes. Ce poids n'est pas négligeable dans l'équipement du plongeur. Il est à prendre en compte dans le calcul du lest à embarquer.

          Pendant son utilisation : la phase d'ouverture modifie notablement l'équilibre du plongeur. D'autant qu'elle intervient quand le bloc est vide. L'apprentissage de la manipulation de cet outil est au programme de la formation de plongeur autonome du niveau 2.

Cumul du lest embarqué

          « La Stab » est obligatoire pour plonger en France.
          Son rôle est de pouvoir faire évoluer la poussée d'Archimède à volonté.
          Elle est le système principal de gestion de l'équilibre : quand on arrive à la profondeur de la plongée, on la gonfle juste assez pour ne plus bouger, pour être équilibré.
          A ce moment-là, une respiration avec peu d'amplitude suffit pour rester quasiment immobile, c'est l'équilibre ou la stabilisation .

          Première remarque : plus les éléments qui génèrent du poids sont lourds, plus il faudra gonfler la stab pour compenser.

          Deuxième remarque : il faut arriver à régler le poids lest pour être assez lourd pour descendre. A tout le moins pour ne pas être trop léger.
          D'où l'embarquement d'une ceinture de plomb.

          Le système de lestage a pour but de créer un poids total du plongeur équipé qui soit au moins égal à la poussée d'Archimède créée par l'eau.

          Le lest est réglé de façon à ce que l'équilibre entre poids (qui fait descendre) et poussée d'Archimède (qui fait remonter) soit le plus fin possible.

          L'écart de volume du corps créé par la respiration doit être suffisant pour provoquer le mouvement dans un sens ou dans l'autre, montée ou descente.
          Le réglage de la stabilité par la stab n'est là que pour compenser les effets de l'évolution de la pression en fonction de la profondeur atteinte et des évolutions inéluctables des composantes du lest.

          Troisième remarque : l'équilibrage doit pouvoir se faire tout au long de la plongée, notamment en tenant compte que la réserve d'air va s'épuiser et que la bouteille va s'alléger petit à petit.

          Il reste une dernière donnée dont dépend la poussée d'Archimède : la densité de l'eau dans laquelle évolue le plongeur.

          L'eau douce a une densité de 1. Le puriste scientifique ajoutera même que ce n'est vrai qu'à 4°C.
          L'eau de mer, elle, a une densité supérieure, due à la charge en sel qu'elle contient.

          Petit calcul : que devient la poussée d'Archimède sur un plongeur dont le volume est de 70 litres, quand il passe de la piscine aux mers du Sud ?
- En piscine : la densité de l'eau est égale à 1. La poussée d'Archimède est donc égale à 70 x 1 = 70 kg
- En mer : la densité de l'eau est voisine de 1,03. La poussée d'Archimède est égale à : 70 x 1.03 = 72,1 kg

          Donc : le même plongeur, équipé avec les mêmes éléments doit embarque 2,1 kg de plomb en plus quand il plonge en mer.

          La stabilisation du plongeur n'est pas une simple affaire.
          Elle dépend de trop de facteurs pour être facilement gérée par un plongeur

          Les exercices de stabilisation avec le poumon ballast en lien avec le gilet stabilisateur sont là pour s'habituer à sentir l'équilibre. Ce n'est qu'après plusieurs dizaines de plongées qu'on approche à peu près une sensation efficace.
          C'est quand on se rend compte qu'un élément de la panoplie qui manque modifie sensiblement ses habitudes qu'on peut vraiment commencer à gérer sa stabilité.

          Le déplacement vertical est tout à fait lié à la stabilisation. Donc, lié à l'utilisation du poumon ballast, de la stab et lié à la charge de lest embarqué.

          Plus le réglage sera fin, plus les mouvements contrôlés de descente et de montée dans l'eau seront faciles à maîtriser.

          Pour le plongeur, le principal souci dans les mouvements verticaux est engendré par l'évolution de la pression.
          Si la vitesse de descente est relativement libre, en revanche, les vitesses de remontées sont très encadrées.

          Premières limitations :
- la possibilité de stopper la descente, cas de mal d'oreilles, par exemple ;
- se prémunir contre les accidents de désaturation à la remontée.

          Les vitesses verticales couramment admises sont :

               - Vitesse de descente : maxi 20 mètres par minute.

               - Vitesse de remontée : de 10 à 17 mètres par minute.

          Les raisons de la détermination des vitesses sont traitées dans les chapitres correspondants.