Comment la pression change-t-elle sous l'eau et comment les changements de pression affectent-ils les aspects de la plongée sous-marine tels que l'égalisation, la flottabilité, le temps de fond et le risque d'accident de décompression ? Revoyez les principes fondamentaux de la plongée sous pression et sous-marine et découvrez un concept que personne ne nous a dit lors de notre cours en eau libre : que la pression change plus rapidement à mesure que le plongeur se rapproche de la surface.
L'air a du poids
Oui, l'air a un poids. Le poids de l'air exerce une pression sur votre corps d'environ 14,7 psi (livres par pouce carré). Cette quantité de pression est appelée une atmosphère de pression car c'est la quantité de pression exercée par l'atmosphère terrestre. La plupart des mesures de pression en plongée sous-marine sont données en unités d'atmosphères ou ATA.
La pression augmente avec la profondeur
Le poids de l'eau au-dessus d'un plongeur exerce une pression sur son corps. Plus un plongeur descend, plus il y a d'eau au-dessus de lui et plus elle exerce de pression sur son corps. La pression qu'un plongeur subit à une certaine profondeur est la somme de toutes les pressions au-dessus de lui, à la fois de l'eau et de l'air.
Tous les 33 pieds d'eau salée = 1 ATA de pression
Pression ressentie par un plongeur = pression de l'eau + 1 ATA (de l'atmosphère)
Pression totale aux profondeurs standard*
Profondeur / Pression atmosphérique + Pression de l'eau = Pression totale
Le 0 pied / 1 ATA + 0 ATA = 1 ATA
Les 15 pieds / 1 ATA + 0,45 ATA = 1,45 ATA
Les 33 pieds / 1 ATA + 1 ATA = 2 ATA
Les 40 pieds / 1 ATA + 1,21 ATA = 2,2 ATA
Les 66 pieds / 1 ATA + 2 ATA = 3 ATA
Les 99 pieds / 1 ATA + 3 ATA = 4 ATA
*ceci est uniquement pour l'eau salée au niveau de la mer
La pression de l'eau comprime l'air
L'air dans les espaces d'air du corps et l'équipement de plongée d'un plongeur se comprime à mesure que la pression augmente (et se dilate à mesure que la pression diminue). L'air se comprime selon la loi de Boyle.
Vous n'êtes pas matheux ? Cela signifie que plus vous allez en profondeur, plus l'air se comprime. Pour savoir combien, faites une fraction de 1 sur la pression. Si la pression est de 2 ATA, alors le volume d'air comprimé est de sa taille d'origine à la surface.
La pression affecte de nombreux aspects de
Maintenant que vous comprenez les bases, voyons comment la pression affecte quatre aspects fondamentaux de la plongée.
Égalisation
Lorsqu'un plongeur descend, l'augmentation de la pression provoque la compression de l'air dans les espaces aériens de son corps. Les espaces d'air dans leurs oreilles, leur masque et leurs poumons deviennent comme des aspirateurs car l'air de compression crée une pression négative. Des membranes délicates, comme le tympan, peuvent être aspirées dans ces espaces aériens, provoquant des douleurs et des blessures. C'est l'une des raisons pour lesquelles un plongeur doit égaliser ses oreilles pour la plongée sous-marine.
A la montée, c'est l'inverse qui se produit. La diminution de la pression provoque l'expansion de l'air dans les espaces d'air d'un plongeur. Les espaces aériens de leurs oreilles et de leurs poumons subissent une pression positive lorsqu'ils deviennent trop pleins d'air, entraînant un barotraumatisme pulmonaire ou un bloc inverse. Dans le pire des cas, cela pourrait éclater les poumons ou les tympans d'un plongeur.
Pour éviter une blessure liée à la pression (comme un barotraumatisme de l'oreille), un plongeur doit égaliser la pression dans les espaces aériens de son corps avec la pression autour d'eux.
Pour égaliser leurs espaces aériens lors de la descente, un plongeur ajoute de l'air à ses espaces aériens corporels pour contrer l'effet de « vide » en
- respirer normalement, cela ajoute de l'air à leurs poumons chaque fois qu'ils inhalent
- ajouter de l'air à leur masque en expirant leur nez
- ajouter de l'air à leurs oreilles et à leurs sinus en utilisant l'une des nombreuses techniques d'égalisation des oreilles
Pour égaliser leurs espaces aériens lors de la remontée, un plongeur libère de l'air de ses espaces aériens corporels afin qu'ils ne deviennent pas trop pleins par
- respirer normalement, cela libère de l'air supplémentaire de leurs poumons chaque fois qu'ils expirent
- ascendant lentement et permettant à l'air supplémentaire dans leurs oreilles, leurs sinus et leur masque de bouillonner de lui-même
Flottabilité
Les plongeurs contrôlent leur flottabilité (qu'ils coulent, flottent vers le haut ou restent neutres sans flotter ni couler) en ajustant leur volume pulmonaire et leur compensateur de flottabilité (BCD).
Lorsqu'un plongeur descend, la pression accrue provoque la compression de l'air dans son gilet stabilisateur et sa combinaison (il y a de petites bulles emprisonnées dans le néoprène). Ils deviennent négativement flottables (coule). Au fur et à mesure qu'ils coulent, l'air dans leur équipement de plongée se comprime davantage et ils coulent plus rapidement. S'ils n'ajoutent pas d'air à son gilet pour compenser leur flottabilité de plus en plus négative, un plongeur peut rapidement se retrouver à lutter contre une descente incontrôlée.
Dans le scénario inverse, lorsqu'un plongeur monte, l'air dans son gilet stabilisateur et sa combinaison se dilate. L'air en expansion rend le plongeur flottant positivement et il commence à flotter. Au fur et à mesure qu'ils flottent vers la surface, la pression ambiante diminue et l'air dans leur équipement de plongée continue de se dilater. Un plongeur doit continuellement évacuer l'air de son gilet pendant la remontée, sinon il risque une remontée rapide et incontrôlée (l'une des choses les plus dangereuses qu'un plongeur puisse faire).
Un plongeur doit ajouter de l'air à son gilet stabilisateur lors de sa descente et libérer de l'air de son gilet stabilisateur lors de sa remontée. Cela peut sembler contre-intuitif jusqu'à ce qu'un plongeur comprenne comment les changements de pression affectent la flottabilité.
Temps de fond
Le temps de fond fait référence à la durée pendant laquelle un plongeur peut rester sous l'eau avant de commencer son ascension. La pression ambiante affecte le temps de fond de deux manières importantes.
L'augmentation de la consommation d'air réduit les temps de fond
L'air qu'un plongeur respire est comprimé par la pression environnante. Si un plongeur descend à 33 pieds, ou 2 ATA de pression, l'air qu'il respire est comprimé à la moitié de son volume d'origine. Chaque fois que le plongeur inhale, il faut deux fois plus d'air pour remplir ses poumons qu'à la surface. Ce plongeur utilisera son air deux fois plus rapidement (ou en moitié moins de temps) qu'il le ferait à la surface. Un plongeur utilisera plus rapidement l'air disponible à mesure qu'il ira en profondeur.
L'absorption accrue d'azote réduit les temps de fond
Plus la pression ambiante est élevée, plus les tissus corporels d'un plongeur absorberont rapidement l'azote. Sans entrer dans les détails, un plongeur ne peut permettre à ses tissus qu'une certaine quantité d'absorption d'azote avant de commencer son ascension, ou il court un risque inacceptable de maladie de décompression sans paliers de décompression obligatoires. Plus un plongeur va en profondeur, moins il a de temps avant que ses tissus n'absorbent la quantité maximale d'azote autorisée.
Comme la pression augmente avec la profondeur, les taux de consommation d'air et d'absorption d'azote augmentent à mesure que le plongeur s'enfonce. L'un de ces deux facteurs limitera le temps de plongée d'un plongeur.
Des changements de pression rapides peuvent provoquer une maladie de décompression (les coudes)
Une pression accrue sous l'eau amène les tissus corporels d'un plongeur à absorber plus d'azote gazeux qu'ils n'en contiendraient normalement à la surface. Si un plongeur remonte lentement, cet azote gazeux se dilate petit à petit et l'excès d'azote est éliminé en toute sécurité des tissus et du sang du plongeur et libéré de son corps lorsqu'il expire.
Cependant, le corps ne peut éliminer l'azote que si rapidement. Plus un plongeur monte vite, plus l'azote se dilate rapidement et doit être retiré de ses tissus. Si un plongeur subit un changement de pression trop important trop rapidement, son corps ne peut pas éliminer tout l'azote en expansion et l'excès d'azote forme des bulles dans ses tissus et son sang.
Ces bulles d'azote peuvent provoquer un accident de décompression (DCS) en bloquant le flux sanguin vers diverses parties du corps, provoquant des accidents vasculaires cérébraux, une paralysie et d'autres problèmes potentiellement mortels. Les changements rapides de pression sont l'une des causes les plus courantes de DCS.
Les changements de pression les plus importants sont les plus proches de la surface.
Plus un plongeur est proche de la surface, plus la pression change rapidement.
Changement de profondeur / Changement de pression / Augmentation de pression
Les 66 à 99 pieds / 3 ATA à 4 ATA / x 1,33
Les 33 à 66 pieds / 2 ATA à 3 ATA / x 1,5
Le 0 à 33 pieds / 1 ATA à 2 ATA / x 2.0
Regardez ce qui se passe vraiment près de la surface :
Les 10 à 15 pieds / 1,30 ATA à 1,45 ATA / x 1,12
Les 5 à 10 pieds / 1,15 ATA à 1,30 ATA / x 1,13
Le 0 à 5 pieds / 1,00 ATA à 1,15 ATA / x 1,15
Un plongeur doit compenser le changement de pression d'autant plus fréquemment qu'il est proche de la surface. Plus leur profondeur est faible :
Les plongeurs doivent faire particulièrement attention pendant la dernière partie de l'ascension. Ne jamais, jamais, tirer directement vers la surface après un palier de sécurité. Les 15 derniers pieds sont le plus grand changement de pression et doivent être pris plus lentement que le reste de l'ascension.
La plupart des plongées pour débutants sont effectuées dans les premiers 40 pieds d'eau à des fins de sécurité et pour minimiser l'absorption d'azote et le risque de DCS. C'est comme il se doit. Cependant, gardez à l'esprit qu'il est plus difficile pour un plongeur de contrôler sa flottabilité et d'équilibrer en eau peu profonde qu'en eau plus profonde car les changements de pression sont plus extrêmes !