Comment la pression change-t-elle sous l’eau et comment les changements de pression affectent-ils des aspects de la plongée sous-marine tels que l’égalisation, la flottabilité, le temps de fond et le risque de mal de décompression? Passez en revue les fondamentaux de la pression et de la plongée 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 plus un plongeur est proche de la surface.
Les bases
L’air a un poids
Oui, l’air a réellement un poids. Le poids de l’air exerce une pression sur votre corps — 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 profondément, plus il a d’eau au-dessus d’eux et plus il 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 d’eux, 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 à des Profondeurs Standard *
Profondeur / Pression Atmosphérique + Pression de l’Eau = Pression Totale
0 pieds / 1 ATA + 0 ATA = 1 ATA
15 pieds / 1 ATA + 0,45 ATA = 1.45 ATA
33 pieds / 1 ATA + 1 ATA = 2 ATA
40 pieds / 1 ATA + 1,21 ATA = 2.2 ATA
66 pieds / 1 ATA + 2 ATA = 3 ATA
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 le corps d’un plongeur les espaces d’air et les équipements de plongée se compressent à mesure que la pression augmente (et se dilatent à mesure que la pression diminue). L’air se compresse selon la loi de Boyle.
Loi de Boyle: Volume d’air = 1 / Pression
Pas un mathématicien? Cela signifie que plus vous allez profondément, plus l’air se comprime. Pour savoir combien, faites une fraction de 1 sur la pression. Si la pression est de 2 ATA, le volume de l’air comprimé est de ½ de sa taille d’origine à la surface.
La pression Affecte de nombreux aspects de la plongée
Maintenant que vous comprenez les bases, examinons comment la pression affecte quatre aspects de base de la plongée.
Égalisation
Lorsqu’un plongeur descend, l’augmentation de la pression provoque la compression de l’air dans les espaces d’air de son corps. Les espaces d’air dans leurs oreilles, leur masque et leurs poumons deviennent comme des aspirateurs lorsque l’air comprimé crée une pression négative. Les 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.
En 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 d’air dans leurs oreilles et 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 faire éclater les poumons ou les tympans d’un plongeur.
Pour éviter une blessure liée à la pression (comme un barotraumatisme à l’oreille), un plongeur doit égaliser la pression dans les espaces d’air de son corps avec la pression autour d’eux.
Pour égaliser leurs espaces d’air lors de la descente, un plongeur ajoute de l’air à ses espaces d’air corporels afin de contrer l’effet de « vide » en
- en respirant normalement, cela ajoute de l’air à ses poumons chaque fois qu’il inspire
- en ajoutant de l’air à son masque en expirant le nez
- en ajoutant de l’air à ses oreilles et à ses sinus en utilisant l’une des nombreuses techniques d’égalisation de l’oreille
Pour égaliser leurs espaces aériens en montée, un plongeur libère de l’air de leurs espaces aériens corporels afin qu’ils ne deviennent pas trop pleins par
- en respirant normalement, cela libère de l’air supplémentaire de leur corps. poumons à chaque expiration
- s’élevant lentement et permettant à l’air supplémentaire dans leurs oreilles, leurs sinus et leur masque de bouillonner par lui-même
Flottabilité
Les plongeurs contrôlent leur flottabilité (qu’ils coulent, flottent ou restent « flottants de manière neutre » sans flotter ni s’enfoncer) en ajustant leur volume pulmonaire et leur compensateur de flottabilité (BCD).
Au fur et à mesure qu’un plongeur descend, l’augmentation de la pression provoque la compression de l’air dans son BCD et sa combinaison (il y a de petites bulles piégées dans le néoprène). Ils deviennent négativement flottants (puits). Au fur et à mesure qu’ils s’enfoncent, l’air de leur équipement de plongée se comprime davantage et ils s’enfoncent plus rapidement. S’ils n’ajoutent pas d’air à son BCD 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, à mesure qu’un plongeur monte, l’air de son BCD et de sa combinaison se dilate. L’air en expansion rend le plongeur positivement flottant et ils commencent à flotter. Lorsqu’ils flottent vers la surface, la pression ambiante diminue et l’air contenu dans leur équipement de plongée continue de se dilater. Un plongeur doit continuellement évacuer l’air de son BCD pendant l’ascension, sinon il risque une ascension rapide et incontrôlée (l’une des choses les plus dangereuses qu’un plongeur puisse faire).
Un plongeur doit ajouter de l’air à son BCD lorsqu’il descend et libérer de l’air de son BCD lorsqu’il monte. Cela peut sembler contre-intuitif jusqu’à ce qu’un plongeur comprenne comment les changements de pression affectent la flottabilité.
Temps de fond
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.
Une consommation d’air accrue Réduit les temps de fond
L’air qu’un plongeur respire est comprimé par la pression environnante. Si un plongeur descend à 33 pieds, soit 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 la moitié du temps) qu’à la surface. Un plongeur utilisera son air disponible plus rapidement plus il ira en profondeur.
Une absorption accrue d’azote Réduit les temps de fond
Plus la pression ambiante est élevée, plus les tissus corporels du plongeur absorbent 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 arrêts de décompression obligatoires. Plus un plongeur va profondément, moins il a de temps avant que ses tissus n’absorbent la quantité maximale autorisée d’azote.
Parce que la pression augmente avec la profondeur, les taux de consommation d’air et d’absorption d’azote augmentent plus un plongeur va en profondeur. L’un de ces deux facteurs limitera le temps de fond d’un plongeur.
Des changements de pression rapides Peuvent causer le Mal de décompression (les Courbures)
Une pression accrue sous l’eau fait que les tissus du corps d’un plongeur absorbent plus d’azote gazeux qu’ils n’en contiendraient normalement à la surface. Si un plongeur monte lentement, cet azote gazeux se dilate peu à peu 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 trop rapidement un changement de pression trop important, 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 causer le mal 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 la SCD.
Les Changements de Pression Les Plus Importants Sont Au Plus Près 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
66 à 99 pieds / 3 ATA à 4 ATA / x 1,33
33 à 66 pieds / 2 ATA à 3 ATA / x 1.5
0 à 33 pieds / 1 ATA à 2 ATA / x 2,0
Regardez ce qui se passe vraiment près de la surface:
10 à 15 pieds / 1,30 ATA à 1,45 ATA / x 1,12
5 à 10 pieds / 1,15 ATA à 1,30 ATA / x 1,13
0 à 5 pieds / 1,00 ATA à 1,15 ATA / x 1,15
Un plongeur doit compenser le changement de pression plus fréquemment plus il est proche de la surface. Plus leur profondeur est faible:
Les plongeurs doivent faire attention lors de la dernière partie de l’ascension. Ne tirez jamais, jamais, directement à la surface après un arrêt 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 40 premiers pieds d’eau pour des raisons de sécurité et pour minimiser l’absorption d’azote et le risque de SCD. C’est comme il se doit. Cependant, gardez à l’esprit qu’il est plus difficile pour un plongeur de contrôler sa flottabilité et de s’égaliser en eau peu profonde qu’en eau plus profonde car les changements de pression sont plus extrêmes!