Une des prérogatives du brevet de plongeur niveau 2 est de pouvoir pratiquer la plongée en autonomie jusqu’à une profondeur de 20 mètres. Cela implique d’être capable de gérer l’ensemble de sa plongée soi-même, en reprenant des activités qui étaient jusqu’ici généralement entreprises par le guide de palanquée.

La planification

En plongée, la planification désigne l’anticipation et la préparation de la sortie. Elle comprend deux points majeurs : l’estimation de la consommation, et la prévision du protocole de désaturation.

La consommation

Principe général

Afin de savoir quelle bouteille choisir (pour une durée de plongée donnée) ou combien de temps nous pourrons rester au fond (pour une taille de bouteille donnée), il est nécessaire d’estimer la quantité d’air qui sera utilisée pendant la plongée : la consommation.

La quantité d’air utilisée à une certaine profondeur est le produit :

  • de la durée passée à cette profondeur,
  • et de la quantité d’air utilisée par le plongeur par unité de temps.

Cette dernière grandeur, la quantité d’air utilisée par unité de temps dépend en fait :

  • du volume d’air utilisé par unité de temps (air inspiré ou utilisé pour gonfler le gilet),
  • de la pression de ce volume d’air utilisé (qui est la pression absolue).

Le premier terme, le volume d’air utilisé par unité de temps, est plutôt constant : un plongeur remplit toujours ses poumons de la même façon (hors cas d’essoufflement). Il est mesuré en litres par minute (L/min), est souvent pris égal à 20 litres par minute. Il s’agit d’une valeur assez surestimée pour un individu en bonne forme physique, n’effectuant pas d’effort et bien stabilisé (c’est-à-dire ne passant pas la plongée à gonfler et dégonfler son gilet).

En revanche, le deuxième terme, la pression de ce volume d’air, va dépendre de la profondeur. Comme conséquence de la loi de Boyle-Mariotte, la quantité de gaz (en nombre de molécules) qui peut être contenue dans un certain volume augmente si la pression du gaz augmente. Par exemple, dans un volume de 6 litres, on peut mettre une certaine quantité de gaz à une pression de 1 bar, le double à une pression de 2 bars, le triple à une pression de 3 bars, etc. C’est le cas des poumons : si un plongeur gonfle ses poumons en surface (pression atmosphérique de 1 bar), ils contiendront une certaine quantité d’air, mais s’il gonfle ses poumons à 10 mètres de profondeur (pression de 2 bars), ils contiendront deux fois plus d’air dans le même volume. S’il fait de même à 20 mètres (pression de 3 bars), ils en contiendront le triple. A chaque fois, la quantité d’air dans le volume est multipliée par \(\frac{P_{profondeur}}{P_{atm}}\) par rapport à la surface, où \(P_{atm}=1 \: \text{bar}\), et \(P_{profondeur} = 2\: \text{bars}\) à 10 mètres, \(3 \: \text{bars}\) à 20 mètres, etc.

Ainsi, la quantité d’air utilisée par unité de temps à une certaine profondeur dépend… de la profondeur. Par conséquent, la quantité d’air totale consommée pendant la plongée va dépendre de la durée passée à chaque profondeur. Or la profondeur varie pendant la plongée. Cela rend très complexe le calcul de la consommation totale au cours de la plongée. Pour simplifier, l’estimation est faite en considérant que toute la plongée se fait à profondeur constante, égale à la profondeur maximale (on assimile la plongée à une plongée de profil rectangulaire). Les phases de descente et de remontée sont considérées comme passées à la profondeur maximale (ce qui est cocasse 😁).

Déterminer une durée de plongée

Cas général : Un volume d’air \(V\) (en litres) est consommé en une durée \(T\) (en minutes) à une vitesse de \(C=\frac{V}{T}\) (en litres par minute). Inversement, la durée \(T\) nécessaire pour consommer le volume V avec une consommation par unité de temps de \(C\) sera de \(T=\frac{V}{C}\).

Application à la plongée : Le temps que l’on peut respirer sur une bouteille de plongée vaut donc \(T=\frac{V_{consommé}}{C}\). Ici, \(V_{consommé}\) est le volume du total du gaz respiré (c’est-à-dire la somme des inspirations, gonflages de gilet et éventuelles autres utilisations d’air) occupé à cette profondeur (pression \(P\)).

Ce volume remplissait auparavant la bouteille. La loi de Boyle-Mariotte établit que \(P \times V_{consommé}=P_{bouteille} \times V_{bouteille}\). On peut donc écrire que :

$$ T=\frac{ P_{bouteille} \times V_{bouteille} }{P \times C} $$

Exemple 1 : Considérons que le plongeur dispose d’une bouteille de \(V_{bouteille}=15\: \text{L}\) gonflée à \(P_{bouteille}=200 \: \text{bars} \). On prend une consommation de \(C=20\: \text{L/min}\) pour le plongeur. A une profondeur de \(20 \: \text{mètres}\), la pression vaut \(P=3 \: \text{bars}\). Le plongeur consommera l’entièreté de la bouteille en \(T=\frac{200 \times 15}{3 \times 20} = 50 \: \text{minutes}\).

Exemple 2 : Considérons que le plongeur dispose d’une bouteille de \(V_{bouteille}=12 \: \text{L}\) gonflée à \(P_{bouteille}= 200 \: \text{bars}\). On prend une consommation de \(C=20 \: \text{L/min}\) pour le plongeur. A une profondeur de \(40 \: \text{mètres}\), la pression vaut \(P=5 \: \text{bars}\). Le plongeur consommera l’entièreté de la bouteille en \(T=\frac{ 200 \times 12}{5 \times 20 }= 24 \: \text{minutes}\).

En pratique, on ne s’aventure pas à faire durer la plongée jusqu’à ce que la bouteille soit vide, ce qui serait dangereux. On introduit une marge de sécurité en s’imposant de retourner en surface avec une pression minimale dans la bouteille de \(50 \: \text{bars}\) (par exemple). Le “budget d’air” disponible est donc de \(200 – 50 = 150 \: \text{bars}\) sur le manomètre.

Exemple 3 : Considérons que le plongeur dispose d’une bouteille de \(V_{bouteille}=15 \: \text{L}\) gonflée à \(P_{bouteille}=200 \: \text{bars}\). Il souhaite rentrer au bateau avec un minimum de \(50\: \text{bars}\) dans la bouteille. On prend une consommation de \(C=20 \: \text{L/min}\) pour le plongeur. A une profondeur de \(20 \: \text{mètres}\), la pression vaut \(P=3 \: \text{bars}\). Le plongeur consommera ces \(150 \: \text{bars}\) d’air en \(T=150 \times 15/3 \times 20 = 37 \: \text{minutes}\).

Cette marge de sécurité d’un minimum d’air dans la bouteille au retour sur le bateau n’est pas obligatoire mais quasiment toujours imposée par le directeur de plongée, souvent fixée à \(50 \: \text{bars}\) dans le cadre de plongées à faible profondeur et parfois au-delà dans le cadre de plongées plus profondes.

Déterminer une taille de bouteille

Nous allons ici faire le calcul inverse : à partir d’une durée prévisionnelle de plongée, déterminons la taille de la bouteille nécessaire.

Nous avons vu que \(T=\frac{ P_{bouteille} \times V_{bouteille} }{ P \times C }\). On peut donc écrire que \(V_{bouteille} = \frac{T \times P \times C }{ P_{bouteille} }\).

Exemple 1 : Considérons que le plongeur souhaite plonger à \(20 \: \text{mètres}\) (\(P=3 \: \text{bars}\)) pendant \(T=40 \: \text{minutes}\), que sa consommation est de \(C=20 \: \text{L/min}\) et que le compresseur pourra gonfler la bouteille jusqu’à \(200 \: \text{bars}\). Il faudra donc une bouteille de volume \(V_{bouteille} = \frac{40 \times 3 \times 20}{200} = 12 \: \text{L}\), ce qui est un format courant de bloc.

Ajoutons maintenant la condition de sécurité précédente, consistant à revenir au bateau avec une pression minimale dans la bouteille de \(50 \: \text{bars}\).

Exemple 2 : Considérons que le plongeur souhaite plonger à \(30 \: \text{mètres}\) (\(P=4 \: \text{bars}\)) pendant \(T=30 \: \text{minutes}\), que sa consommation est de \(C=20 \: \text{L/min}\) et que le compresseur pourra gonfler la bouteille jusqu’à \(230 \: \text{bars}\). Le plongeur peut donc utiliser \(230 – 50=180 \: \text{bars}\). Il faudra donc une bouteille de volume \(V_{bouteille} = \frac{30 \times 4 \times 20}{180} = 13 \: \text{L}\), ce qui en pratique fait choisir un bloc de \(15 \: \text{L}\) (format courant).

Prenons le cas d’un plongeur qui connaît sa consommation d’air par unité de temps, inférieure à la valeur communément prise pour l’apprentissage de ces calculs.

Exemple 3 : Considérons que le plongeur souhaite plonger à \(40 \: \text{mètres}\) (\(P=5 \: \text{bars}\)) pendant \(T=40 \: \text{minutes}\), que sa consommation est de \(C=12 \: \text{L/min}\) et que le compresseur pourra gonfler la bouteille jusqu’à \(220 \: \text{bars}\). Le plongeur peut donc utiliser \(220 – 50=170 \: \text{bars}\). Il faudra donc une bouteille de volume \(V_{bouteille} = \frac{40 \times 5 \times 12}{170} = 14 \: \text{L}\), ce qui en pratique fait choisir un bloc de \(15 \: \text{L}\).

La désaturation

Ces éléments ont été vus dans le cours sur les procédures de désaturation.

La plongée en autonomie requiert de bien prendre le temps de discuter avec ses coéquipiers de palanquée avant l’immersion, afin de prendre connaissance des différents moyens de décompression utilisés.

Par exemple, certains plongeurs peuvent :

  • avoir un modèle d’ordinateur connu pour imposer des paliers assez longs, ou à des profondeurs précises plutôt qu’à une zone de palier,
  • avoir réglé un paramètre de sécurité optionnel sur leur ordinateur, impliquant des paliers plus longs ou plus tôt (en profondeur à la remontée) que les autres,
  • avoir activé les paliers profonds,
  • avoir réglé leur ordinateur en mode nitrox s’ils plongent avec ce mélange, ce qui diminue leur temps de palier obligatoire.

Le lien entre la consommation et la désaturation

Tout comme la désaturation, nous avons vu que la consommation d’air dépend du temps passé aux différentes profondeurs. Mais il y a aussi un lien de cause à effet entre les deux : plus le protocole de désaturation sera fort (paliers plus longs et plus profonds), plus le plongeur verra sa consommation augmenter.

L’orientation

Savoir se repérer dans l’eau est primordial en plongée, que ce soit pour faciliter le repérage des sites ou pour émerger le plus proche possible du bateau en fin de plongée.

Même s’il est tentant de se fier à un instrument tel que le compas, l’outil d’orientation principal doit être l’ensemble de ce que l’on voit autour de soi. Avec l’expérience, le plongeur constatera que ces derniers éléments sont bien plus fiables.

Prendre connaissance du site

Pour bien commencer une plongée, il est essentiel de prendre connaissance du lieu au préalable. Ce n’est pas pour rien si les éléments sur l’orientation sont présentés juste après le cours sur la planification !

Le site de plongée peut être décrit sur un plan. Dans le meilleur des cas, celui-ci indique tous les éléments remarquables et leur profondeur :

  • une structure géologique de forme singulière (rocher, arche, faille),
  • une zone de flore ou de faune particulières (posidonies, corail),
  • un objet immergé,
  • une bouée d’amarrage,
  • une zone dans laquelle un courant de sens constant se fait sentir, etc.

Nous avons vu précédemment que le profil de plongée doit respecter une certaine forme : atteinte de la profondeur maximale en début de plongée, puis remontée progressive ou maintien de la profondeur avant la remontée. C’est la seule règle qui impose le parcours vertical des plongeurs. Il n’existe pas de règle similaire guidant le parcours horizontal de la palanquée, qui peut former une boucle autour d’une épave, une étoile centrée sur un rocher, un U le long d’une faille, etc. Le parcours peut même ne pas former un trajet fermé : si le directeur de plongée est d’accord, il peut tout à fait être possible de s’immerger à un endroit et être récupéré par le bateau plus loin. C’est notamment le cas de certaines plongées dites dérivantes (mais attention, c’est prévu d’avance et les conditions de sécurité sont mises en place 😋).

Se repérer avec des éléments visuels

L’ensemble des éléments cités ci-dessus peuvent alors être utilisés pendant la plongée.

La position du soleil peut être une aide aussi : par exemple, si la plongée commence avec le soleil dans le dos et forme une ligne droite aller-retour, alors il est évident que les plongeurs devront être face au soleil lors du retour (la durée d’une plongée est rarement de plus d’une heure, ce qui limite le décalage dû au mouvement de la position du soleil dans le ciel).

Se repérer avec un compas

Généralités

L’utilisation du compas doit se faire en complément de repérage à l’aide des éléments visuels précédents, et non en remplacement. Le compas permet d’apporter une confirmation de certaines observations.

Un compas (ou boussole) est constitué :

  • d’un cadran flottant dont la direction “N” (souvent rouge) se dirige naturellement vers le nord quelque soit la position de l’instrument,
  • d’un anneau que le plongeur peut faire pivoter manuellement par rapport à l’instrument.
  • d’une petite lunette indiquant le cap à suivre.

Le principe d’utilisation est assez simple : le plongeur mémorise sur l’instrument la direction dans laquelle il compte se diriger en la mesurant par rapport au nord, afin de pouvoir utiliser cette information plus tard dans son parcours.

Méthode

  1. Mettre le compas bien à plat, afin que le cadran flottant puisse glisser sans restriction.
  2. Se tourner dans la direction vers laquelle on compte se diriger (par exemple, vers tel rocher sur la côte) et repérer dans la lunette la graduation qui y pointe (par exemple, 120°) : ce sera notre cap.
  3. Tourner l’anneau mobile pour positionner l’encoche principale (indiquant 0°, accompagnée d’une ligne rouge, la ligne de foi) vers le nord du cadran flottant : en faisant cela, on “mémorise” l’angle formé entre notre direction et le nord.

La suite des opérations dépend du parcours que l’on veut suivre.

Trajet aller-retour en ligne droite :

  1. Avancer vers la direction sélectionnée en suivant le cap choisi dans la lunette.
  2. Lorsque l’on souhaite faire demi-tour, se tourner sur soi-même pour positionner l’encoche de l’anneau mobile sur le sud du cadran flottant. (Attention, ne pas toucher à l’anneau manuellement !) Ainsi, l’angle formé entre la ligne de foi et notre nouvelle direction est exactement le même que celui que nous avions mémorisé, entre le nord et notre ancienne direction. Le compas est tourné dans la bonne direction, celle du retour !
  3. Lire l’inscription correspondante dans la lunette et avancer en la gardant bien au centre.

Trajet carré ou rectangulaire :

Cette section est en cours de rédaction.

Conseils d’utilisation

  • Il faut toujours tenir le compas bien à plat, afin que le cadran flottant puisse coulisser sans frotter, au risque de fausser la mesure du nord.
  • Si l’on utilise un compas au format “montre”, positionner son bras devant soi en formant un L horizontal, l’avant-bras perpendiculaire à l’axe de symétrie du corps. Si l’on utilise un compas accroché sur une sangle, bien le tenir devant soi.
L’autonomie (N2)

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