La plongée sous marine 1/3 : une activité de loisir sous contrainte
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Publié le 20/09/2010
Résumé

La plongée sous-marine est une activité magique qui se pratique dans un milieu où la gravité semble bannie. C’est aussi une activité à risque, rigoureuse, régie par des lois physiques qu’il est important de connaître, sous peine de devenir dangereuse. Pour nous, enseignants de physique et chimie, la plongée sous-marine constitue un vaste champ d’illustration de nos cours au niveau du collège, du lycée mais aussi de l’université.

 

Article rédigé par Pierre Letellier (Professeur Emérite à l’Université Pierre et Marie Curie-Paris (Paris)& moniteur BEES 2, plongée sous-marine) - Photos sous-marines par Laurence Saulnier et Jérôme Clabé - édité par Nicolas Lévy, responsable éditorial du site CultureSciences-Chimie.

 


1. Présentation

Figure 1. Pierre Letellier (au second plan) et Jérôme Clabé (au premier plan). Jérôme Clabé est l’auteur, en compagnie de Laurence Saulnier, des photos de ce document.

Pierre Letellier (au second plan) et Jérôme Clabé (au premier plan). Jérôme Clabé est l’auteur, en compagnie de Laurence Saulnier, des photos de ce document.

La plongée sous-marine est une activité qui s’adresse, aujourd’hui, à l’ensemble de la population, homme, femme, jeunes, etc. Elle a perdu son caractère sportif d’origine pour devenir un loisir qui privilégie le calme, la sérénité, le goût de l’observation et le partage des émotions.

C’est une activité magique qui se pratique dans un milieu où la gravité semble bannie.

 

Figure 2. Le monde sous-marin, un milieu où la pesanteur semble bannie.

Le monde sous-marin, un milieu où la pesanteur semble bannie.

 

C’est aussi une activité à risque, rigoureuse, régie par des lois physiques qu’il est important de connaître, sous peine de devenir dangereuse.

Pour nous, enseignants de physique et chimie, la plongée sous-marine constitue un vaste champ d’illustration de nos cours au niveau du collège, du lycée mais aussi de l’université.

 

Figure 3. Chimie & Sport (extrait du programme de classe de seconde)

Chimie & Sport (extrait du programme de classe de seconde)

Le but de ce document n’est pas de traiter l’ensemble de la physique et de la chimie de la plongée mais simplement d’illustrer quelques aspects des nouveaux programmes de seconde qui abordent la pratique du sport et de montrer comment la plongée sous-marine peut les illustrer.

 

Avant d’aborder les caractéristiques de cette activité, il paraît important de rappeler dans quel contexte elle se pratique de manière à pouvoir répondre aux questions des élèves. C'est l'objet de ce premier document.

 

2. Où peut-on plonger ?

1. En milieu protégé

 

  • En piscine. La profondeur dépasse rarement 4 m. Cette profondeur est largement suffisante pour s’initier à l’activité, mais aussi pour mettre en évidence un certain nombre de conséquences de lois physiques liées aux variations de pression avec la profondeur.

  • En fosse de plongée. Celles-ci atteignent généralement la profondeur de 20 m. Elles sont utilisées le plus souvent pour acquérir ou parfaire une maîtrise technique de l’activité. La fosse Némo 33 à Bruxelles descend jusqu’à 30 m. A ces profondeurs, les pressions sont importantes. Il faut une technicité affirmée pour y évoluer sans risque.

2. En milieu naturel

 

  • Eau douce : lacs et anciennes carrières immergées. Ces milieux présentent l’avantage de ne pas être soumis aux mêmes contraintes météorologiques qu’en mer. On peut y plonger généralement toute l’année. Surtout pour les carrières, ces espaces sont le plus souvent utilisés par les plongeurs pour améliorer leur technicité.

  • En mer, c'est-à-dire en milieu salé. C’est évidemment le milieu de prédilection des plongeurs. C’est celui où l’on découvre la magnificence de la faune et de la flore sous-marine. La France possède sans doute le domaine côtier le plus étendu d’Europe permettant la pratique de l’activité. Ses parcs sous-marins comptent parmi les plus riches, les mieux étudiés et préservés. La plongée sous-marine autonome à l’air est limitée à 60 m.

 

Figure 4. Le milieu sous-marin, un monde où l’homme s’invite dans le respect de ses habitants.

Le milieu sous-marin, un monde où l’homme s’invite dans le respect de ses habitants.

 

3. Les gaz respirés

Contrairement à une idée très répandue dans le grand public, le plongeur ne respire pas du dioxygène mais simplement de l’air. Celui-ci est comprimé à une pression généralement de 200 bars au moyen d’un compresseur et stocké dans des bouteilles d’acier ou d’aluminium.

Figure 5. L’équipement du plongeur lui permet d’explorer le monde sous-marin en toute sécurité. L’utilisation de ce matériel demande une formation sérieuse. On ne s’improvise pas plongeur sous-marin.

L’équipement du plongeur lui permet d’explorer le monde sous-marin en toute sécurité. L’utilisation de ce matériel demande une formation sérieuse. On ne s’improvise pas plongeur sous-marin.

Toutefois, à titre informatif, il faut savoir que d’autres gaz respirables sont utilisés en plongée.

 

  • Les mélanges suroxygénés, NITROX. C’est en général de l’air enrichi en dioxygène. Cette opération a pour avantage de diminuer la teneur en diazote du gaz respiré, qui est à l’origine des accidents de décompression. Le pourcentage de dioxygène est généralement limité à 40 % (on rappelle : 20 % dans l’air). Dans des cas particuliers, que l’on discutera plus avant, les mélanges peuvent être plus riches en dioxygène. Dans certains cas le plongeur peut même être conduit à respirer du dioxygène pur (décompression pour la plongée loisir ou professionnelle, plongeurs militaires).

  • Les mélanges à base d’hélium. A forte pression le diazote devient narcotique. La manifestation classique de cette propriété est « l’ivresse des profondeurs » que les plongeurs ressentent au-delà de 40 m (moins profond pour certains). Cet état peut provoquer des désordres comportementaux dangereux chez la personne. La solution est de remplacer tout ou partie du diazote dans le gaz respiratoire par de l’hélium. L’autre avantage de ce gaz est que sa masse moléculaire est beaucoup plus faible que celle du diazote, ce qui permet de diminuer la masse volumique du gaz inspiré. La réglementation du Ministère du Travail limite celle-ci à 9 g.L-1. L’hélium n’a pas de propriétés narcotiques mais à très forte pression, provoque des troubles de comportement avec des tremblements et une perte de précision dans les gestes. Il s’agit du « Syndrome Nerveux des Hautes Pressions - SNHP ». Pour éviter simultanément les troubles spécifiques aux deux gaz, on utilise un mélange hélium/diazote/dioxygène, le TRIMIX. Ces gaz respiratoires permettent aux professionnels de travailler jusqu’à des profondeurs de 500 m. En plongée loisir, leur utilisation est permise jusqu’à 120 m.

  • Et plus profond encore ? Des expérimentations ont été réalisées par la COMEX[1] sur les mélanges H2/O2 (Hydrox) ! En caisson, en 1982 : Théo Mavrostomos a atteint la profondeur fictive de 701 m.

4. Avec qui ?

 

Un certain nombre de structures associatives et commerciales enseignent et organisent la plongée en France sous le contrôle de l’Etat.

La Fédération Française d’Etude et de Sports Sous-marins (FFESSM) est la fédération délégataire. La Fédération Sportive Gymnique du Travail (FSGT) propose également cette activité.

En France, les diplômes de plongée sont actuellement délivrés par :

 

  • les deux fédérations (FFESSM et FSGT),

 

L’enseignement de l’activité est assuré par des moniteurs fédéraux (MF1 et MF2) qui sont des bénévoles, ils interviennent plus spécifiquement dans les structures associatives, et par des Educateurs Sportifs (BEES 1, BEES 2 et BEES 3), moniteurs pouvant être rémunérés.

5. La réglementation

L’enseignement et la pratique de la plongée sous-marine sont réglementés par le Code du Sport.

La plongée relève des activités se déroulant en « environnement spécifique », comme le ski, la spéléologie, le parachutisme, etc., qui demandent des conditions de sécurité particulières. Les niveaux de plongeur, de moniteur et leurs prérogatives sont définis avec une grande précision.

Les conditions de travail des moniteurs de plongée salariés sont régies par le Ministère du Travail, (le décret de 1990 sur les « travailleurs hyperbares » est actuellement en cours de modification).

 

6. Bibliographie et Ressources en Ligne

De nombreux ouvrages sont consacrés à l’activité pour tous les niveaux de plongeurs et de moniteurs. Le plus souvent ils sont simples et didactiques. On trouvera dans ces livres de nombreux exemples permettant d’illustrer nos cours de physique et de chimie à tous les niveaux.

[1] Jean-Pierre Malamas, ouvrages pédagogiques pour les enseignants de plongée (Edition Vigot et Edition Gap).

[2] Philippe Molle, ouvrages pour les moniteurs et les plongeurs (Edition Amphora).

[3] Denis Jeant, ouvrages permettant de préparer les différents niveaux de plongée (Code Vagnon).

[4] Alain Foret, ouvrages permettant de préparer les différents niveaux de plongée (Edition Gap).

 

Dans la seconde et troisième partie de notre dossier consacré à la plongée sous-marine, seuls quelques aspects de l’activité seront abordés. Ils sont en relation directe avec notre enseignement :

[5] La Plongée sous-marine 2/3 : une activité hyperbare.

[6] La Plongée sous-marine 3/3 : dissolution des gaz dans les liquides et dans l’organisme des plongeurs en immersion.

 


[1] COMEX, entreprise de travaux sous-marins à Marseille dirigée par Henri-Germain Delauze. Cette société fait référence dans le domaine au niveau international.

 

 
 
 
 
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