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La plongée profonde au long cours

Lundi 1 juillet 2019, la barge et le caisson de Institut national de plongée professionnelle quittaient leur port d'attache de Pointe rouge pour la mission Gombessa V, l'exploration d'une trentaine de sites entre -60 et -120 mètres entre Marseille et Monaco. « Pendant vingt-huit jours, on va pouvoir à notre guise rester à 120 mètres de profondeur et explorer cette zone aussi longtemps qu’on le voudra ou le pourra ». Le citoyen peut s'interroger sur la nécessité de cette mission récréative à 2,7 millions d'euros dont la presse s'est peu fait l'écho.

Brighton 1969, premier symposum mondial, de nombreux pays occidentaux présentent leurs programmes pour l'exploitation des océans : L'exploitation de la matière vivante (océanographie biologique et pêches - Matières premières minérales et fossiles - Reconnaissance et aménagement de la marge continentale et du littoral (sonar, source d'énergie, récupération d'objets, sauvetage du personnel et adaptation de l'homme au milieu) - Lutte contre la pollution - Action de l'océan sur les conditions météorologiques et climatiques, une douzaine de programmes dans chaque domaine et le projet d'implantation d'un réseau de laboratoire immergés sur le talus continental !

Des intrépides ont posé les premiers jalons. En 1937, un scaphandrier atteint la profondeur de 127 mètres en 8 minutes en respirant un mélange contenant de l'hélium dans le lac Michigan. Le 17 septembre 1947, Maurice Fargues du Groupe de recherches sous-marines se noie après avoir atteint -120 mètres, victime de l'ivresse des profondeurs (narcose). L'action directe de l'homme sous la mer peut être envisagée de deux manières différentes selon que sa présence sur le fond soit nécessaire pendant quelques minutes et par intermittences, ou qu'elle soit nécessaire pendant plusieurs heures consécutives. Une Plongée profonde légère d'intervention de 30 minutes par -100 m requiert 3 heures de remontée, 12 h pour deux heures passées au fond, et le plongeur doit laisser s'écouler 24 h avant d'entreprendre une nouvelle plongée profonde d'intervention. Le plongeur passe plus de temps en décompression qu'en travail effectif fond ! Le temps de travail est de quelques heures par mois. Le rendement d'une plongée est égal au rapport de la durée passée au fond et durée de la descente plus durée décompression, soit le rendement « R » = Durée fond / durée descente + durée décompression.

La première plongée à saturation se déroula en 1938 dans le caisson hyperbare à l'hôpital de Milwaukee, deux plongeurs y séjournèrent 27 heures à la profondeur fictive de 30 mètres. Au dessus d'une certaine quantité, un organisme saturé en gaz inerte (azote, hélium, hydrogène) ne peut plus en admettre. La durée de décompression calculée pour l'élimination des gaz dissous dans les tissus ne l'est plus sur la durée du séjour au fond, mais sur la quantité de gaz dissous à saturation. Quelle que soit la durée passée au fond, la durée de la décompression sera identique. Un séjour de 21 jours à -100 m, par exemple, requiert trois jours de décompression.

D'autres obstacles allaient surgir, au-delà d'une soixantaine de mètres de profondeur, il n'est plus question d'utiliser de l'air (78 % N2- 21 % O2) si le plongeur veut garder les idées claires. Les mélanges utilisés à base d'hélium, d'hydrogène, d'oxygène et d'azote ont des effets différents sur l'organisme humain. L'oxygène respiré sous pression est responsable de troubles respiratoires (effet Paul Bert) et de lésions pulmonaires (effet Lorrain Smith), l'azote de la narcose (ivresse des profondeurs). L'hélium (poids moléculaire 4 ; azote 14) améliore le confort respiratoire, mais les tissus se saturent et désaturent 2,6 fois plus vite, sa conductibilité thermique est 6 fois celle de l'azote (le plongeur se refroidit plus vite), il modifie la voix (effet Donal Duck), la molécule d'hélium qui diffuse plus vite impose une remontée plus lente et s'infiltre dans le matériel qui peut « éclater » lors de la remontée (boitier de montre pourvu d'une valve hélium tarée entre 3 et 5 bars), au-delà d'environ -250 mètres apparaît le syndrome nerveux des hautes pressions, et le coût de l'hélium a doublé en 2018 (8 euros le M3). La profondeur d'une centaine de mètres dépassée, c'est la « nuit américaine ».

De nombreuses expériences allaient démontrer que l'homme pouvait vivre et garder sa lucidité pendant une longue durée sous une pression de plusieurs dizaines d'atmosphères. Les premières expériences de plongées à saturation courte se firent à partir de « maison sous la mer », les plongeurs, leur tache accomplie, ne regagnent pas la surface, mais un espace vie immergé. En 1962, les américains conduisent l'expérience Man in the sea. Un homme respirant un mélange d'héliox séjourne 24 heures par 60 mètres. La même année, Cousteau lance l'expérience Continent I. Six hommes respirant un mélange nitrox (proportions d'azote et d'oxygène différentes de l'air) vont vivre 7 jours par 10 mètres de fond. Août 1963, trois plongeurs de l'USN séjournent 12 jours par 60 m en respirant un mélange : 3,5%- O2- 6% N2 - 90,5% He. Un nouveau type de plongée vit le jour, la plongée d'excursion. Partant de la profondeur de saturation, le plongeur descend à une profondeur encore plus profonde. Précontinent III, octobre 1965, six plongeurs séjournent par 96 mètres avec des incursions à 118 m (2%O2-1%N2-%He). Eté 1966, l'URSS entre en scène avec Sadko 1, un mois par 25 mètres en mer Noire. L'année précédente, le club de Moscou a bricolé une « maison » sous la mer à partir d'un wagon citerne retourné immergé par -15 mètres (projet Kitjesh) ! En 1967, se déroule « Ludion II », deux plongeurs de la Comex interviennent par 120 m, pression intermédiaire du caisson de 85 m, pendant sept jours suivis d'une décompression de 72 heures.

La plongée profonde fait appel à un ensemble lourd, on parle de plongée système. Celui-ci comprend une logistique importante : le support (plate forme, navire, sous-marin crache plongeurs) - un ensemble hyperbare avec tout ce que cela comporte, réserve de gaz, compresseur et surpresseur pour fabriquer les mélanges à partir de bouteilles nourrices, tableau de contrôle pour procéder aux ajouts d'oxygène et d'hélium rendus nécessaires par la consommation des plongeurs ou des fuites d'hélium, alimentation en courant basse tension, une tourelle servant d'ascenseur, un dispositif de mise à l'eau (portique et treuil). Plus rien à voir avec la plongée autonome, la plongée nécessite une équipe et les protocoles suivent une check list. Le plongeur respire un mélange délivré soit depuis la tourelle porte-bouteilles, soit par la surface ou un « Mixnarg », un appareil respiratoire à circuit semi fermé couplé avec le narghilé (le Mixgers fabriqué par Fenzy permet la récupération des 9/10 du mélange). Cela ne dispense pas le plongeur d'emporter un bloc de secours afin de rejoindre la tourelle en cas de problème.

Les plongeurs fond sont reliés à la tourelle par un ombilical long d'une trentaine de mètres. Ce dernier répond à plusieurs fonctions : alimenter le plongeur en mélange, servir de ligne de vie, assurer les communications, l'alimentation électrique pour l'éclairage, l'alimentation en eau chaude pour le confort thermique du plongeur (les combinaisons chauffantes électriques et les réchauffeurs de gaz ont été délaissés). Le plongeur est porteur d'un harnais qui optimise la répartition du lest, qui sert à le hisser dans la tourelle en cas d'incident, à y fixer l'ombilical de façon qu'aucune traction ne puisse arracher une partie de son équipement.

Le plongeur est porteur non pas d'un masque facial, mais d'un casque rigide intégral léger. Si le plongeur expirait directement dans son casque, le CO2 expiré pourrait s'accumuler dans une « poche » et atteindre un seuil létal. Pour se prémunir de ce risque, le plongeur expire dans un groin, dans le cas contraire, il faut ventiler énergiquement le casque ce qui accroît la consommation en mélange. Pour recouvrer une mobilité accrue, le plongeur qui n'intervient pas à très grande profondeur peut être porteur d'un circuit semi fermé et ainsi s'affranchir de l'ombilic. En raison de la réaction exothermique liée à la fixation du CO2, les pertes thermiques ventilatoires sont moindres, un vêtement étanche enfilé sur une sous combinaison suffit dans des eaux tempérées.

Leur intervention terminée, les plongeurs rejoignent la tourelle qui va leur servir d'ascenseur pour rejoindre la surface. Parvenus dans celle-ci, un plongeur ou le bell man ferme les deux panneaux formant le sas afin d'y maintenir la pression requise, ensuite, un treuil situé sur le navire hisse la tourelle en surface où elle est « clampée » à l'ensemble hyperbare maintenu à la pression fond ou à une profondeur intermédiaire. L'équilibrage tourelle-caisson terminé, les plongeurs peuvent rejoindre le caisson vie et y attendre au sec la prochaine plongée, ou y poursuivre la décompression. La décompression ne débute qu'après une période de repos des plongeurs au niveau vie (saturation stable), chaque organisme a développé son propre protocole. La Marine Nationale a opté pour une vitesse de 2.4 m/h pour la tranche de 300 à 150 mètres, de poursuivre par une décompression exponentielle (T=300, Coef 1.1) jusqu'au retour en surface.

Comme dans les sous marins, il faut maintenir à l'intérieur du caisson des taux corrects de gaz et veiller à une ambiance confortable. L'atmosphère confinée est aspirée et régénérée (fixation du CO2, absorption de l'humidité, appoint de gaz). L'ajout d'oxygène pour en compenser la consommation par les plongeurs est commandé par des électrovannes pilotées par des sondes d'analyses dont le rôle est de maintenir la pression partielle d'oxygène à 0,4 bar. Un capteur de CO2 donne l'alerte dès que la pression partielle de ce gaz atteint 5 mb. En raison des risques de contamination microbienne favorisés par la température et le taux d'humidité élevés, il faut procéder à une désinfection soigneuse du caisson.

Aucun solvant ne doit être introduit à l'intérieur des caissons, et tout matériau facilement inflammable ou susceptible de dégager des vapeurs toxiques (papier, corps gras, tissus non ignifugés, matériaux synthétiques, cigarettes, etc.) y sont proscrits. Il en va de même de tout matériel susceptible d'entraîner l'apparition d'étincelles (relais, balai de moteur, électricité statique). L'oxygène excédentaire est évacué par une ventilation de 20 l/min par homme et par bar. Une présence d'oxygène supérieure à 25 % en volume peut être à l'origine d'une explosion ! Février 1965, un caisson de l'USN explose, les paramètres en étaient : O2 28 % - N2 36 % - He 36 % - 4 ATA... On notera le parallèle avec l'explosion de la capsule Apollo dans laquelle périrent carbonisés les trois astronautes, l'oxygène y était à 0.35 ATA.

En 1972, deux plongeurs de la Comex atteignent 610 mètres (en caisson) après une mise en pression qui a duré 7 jours ; vitesse de compression départ surface de 15 m/h, arrivée fond 2 m/h (Physalie VI). En 1975, les plongeurs du Gismer séjournent à la profondeur 307 mètres en mer ! (NdA : les plongeurs passés par le « Moulin » reconnaîtront la tourelle sur la photo illustrant cet article). Après une période d'euphorie, l'aventure de la plongée offshore allait connaitre un déclin et nos grandes entreprises : Comex, CG Doris, etc, perdre leur leadership. Le colloque de l'IFREMER du 26-28 mai 1983 était porteur de nouvelles aventures techniques et industrielles en devenir...

Si la plongée humaine au long cours a été une aventure formidable pour ses défricheurs, elle marque le pas au profit de la technologie. La marge continentale passive qui correspond au prolongement de la côte en mer est bien connue et largement explorée par des organismes scientifiques pluridisciplinaires : SHOM, IFREMER, CNRS, etc. La technologie a modifié radicalement l'intervention sous la mer. La campagne MEDSEACAN par exemple, a réalisé 197 plongées entre -50 et -800 mètres au moyen d'un ROV (Achille) et d'un sous-marin (Remora 2000), soit 390 heures de vidéos et 14.800 photos ! La masse d'information recueillie a été compilée sur le système ZOODEX et la banque de données « BDD_MedSeaCan ».

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2 réactions à cet article    


  • popov 12 juillet 13:43

    On connaît mieux la surface de la lune que le fond de la mer.

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