Note : Si vous ne souhaitez pas connaître en détail la question de la gestion des plongées successives, reportez-vous directement à la synthèse en fin de publication.
1) Problématique
- Le modèle de Haldane n’intègre, dans sa conception, qu’une plongée par jour. Tous les jeux de paramètres haldaniens (US Navy et variantes de type RDP-PADI, Marine nationale, Comex, Bühlmann ZH-L, Hahn, RGBM, VPM …) sont tributaires de cette limitation : faire plusieurs plongées par jour n’est pas intégré dans le modèle.
- Les logiciels des ordinateurs de plongée ne sont pas certifiés et sont donc programmés sous la seule responsabilité du fabricant. La norme EN 13319 qui permet d’afficher le marquage « CE » indique dans son article 1 qu’elle ne concerne que la mesure de la pression et du temps : « La présente norme ne s’applique pas aux informations affichées, destinées à l’utilisateur, en dehors de la profondeur et du temps. Toute information relative aux obligations en matière de décompression, affichée par l’équipement couvert par la présente norme, est explicitement exclue de son domaine d’application. » Les autres normes mondiales ne concernent pas davantage le logiciel.
- Les fabricants ne précisent généralement pas, dans leurs notices d’instructions, le détail des calculs qu’ils effectuent pour les plongées successives.
En conséquence, des ordinateurs affichant dans leur notice le même jeu de paramètres haldaniens (ex. ZH-L 16 C) peuvent présenter des résultats significativement différents pour les plongées successives ou multiples, selon les choix de programmation des fabricants.
Devant l’absence d’informations précises dans la plupart des notices, il est nécessaire de trouver une méthode permettant de faire ressortir les choix de programmation.
2) Historique
1908 : Haldane publie son modèle, toujours en vigueur dans quasiment 100% des ordinateurs de plongée
Dans sa publication originale, Haldane met le lecteur en garde à propos de la réalisation de plusieurs plongées par jour : « Un plongeur doit souvent descendre deux fois ou plus à intervalles rapprochés. Au début de la deuxième descente, les parties du corps qui se désaturent le plus lentement n’auront pas eu le temps de perdre leur excès d’azote et, par conséquent, elles seront plus fortement saturées à la fin de la seconde descente que normalement. »
Il propose une procédure : « Pour répondre au risque accru lors de la décompression, il est souhaitable, pour calculer les paliers, d’additionner les deux périodes d’exposition.«
Source : Haldane J.-S. et coll., The Prevention of decompression air Illness, J. Hyg., 1908, pp. 369-370.
2.1) 1908-1948 : Additionner la durée de la première plongée avec celle de la deuxième
La procédure proposée par Haldane est la seule en vigueur entre 1908 et 1948. En particulier, elle est adoptée par l’US Navy dès 1915 : « Une règle sûre est de prendre le temps total combiné des deux plongées. »
Source : US-Navy Diving Manual, 1916, chapitre X, p. 84.
Cette procédure a le désavantage d’être extrêmement pénalisante (paliers trop longs). Mais en l’absence d’autre procédure à l’époque, elle a été adoptée.
2.2) Invalidité du simple calcul de l’azote résiduel dans les compartiments durant l’intervalle en surface
Au sein du Groupe de Recherches Sous-marines (GRS) de la Marine nationale, le Cdt Jean Alinat constate que « les règles de plongées successives en usage dans les diverses marines ne sont que des à-peu-près susceptibles, dans certains cas, de compromettre la sécurité du plongeur » et qu’il « n’y a ni dans le Diving-Manual U.S.A., ni dans aucun autre guide scaphandre, des règles rationnelles concernant les plongées successives, pourtant fréquentes en pratique. »
Se contenter de calculer l’azote résiduel dans chacun des compartiments n’est pas valable car, dans le modèle de Haldane, les compartiments sont en parallèle et ne communiquent pas entre eux. Ce qui nous ramène à la limitation indiquée par Haldane dès 1908 et déjà citée.
2.3) 1948-1952 : Le Cdt Jean Alinat invente la méthode du Groupe de Plongée Successive (GPS)
Dans la modélisation de Haldane, les compartiments en parallèle ne communiquent pas entre eux. Cela signifie que, selon les compartiments considérés, les conditions de la remontée peuvent être différentes. Certains compartiments peuvent ne pas nécessiter de palier, d’autres peuvent donner des durées de palier différentes.
Pour fixer les conditions de la remontée (paliers), il faut faire un choix. C’est la notion de « compartiment directeur » : à chaque étape de la remontée, le compartiment le plus restrictif (palier le plus long ou le plus profond) s’applique à tous les autres compartiments.
Chez Haldane, cette logique de « compartiment directeur » n’était appliquée que pour calculer les paliers lors de la remontée.
Le Cdt Jean Alinat va appliquer cette même logique lors de l’intervalle en surface. Ainsi, le compartiment le plus restrictif, c’est à dire celui ayant le niveau de désaturation le plus simple, s’applique à tous les autres compartiments. C’est la création du Groupe de Plongée Successives (GPS).
Sources :
- Foret A., Commandant Alinat et plongées successives, magazine PLONGEZ! n°56,
- Note N°172/CEPHISMER/NP du 3 décembre 2024.
- Tailliez P. et coll., La plongée en scaphandre, Éditions Elzévir, 1949, p. 103.
- PV « Essais et recherches » n°41, GRS, du 12 mai 1948.
- Note 177 GRS du 12 mai 1948.
- PV « Essais et recherches » n° 47 GRS.
- Note n°84 GRS du 16 mars 1949.
- Note n°218 GERS du 9 août 1952.
2.4) À partir de 1952, généralisation de la méthode du GPS (Repetitive Group en anglais) à toutes les tables de plongée
Ceux qui ont utilisé des tables de plongée le savent, quelque soit la table haldanienne utilisée, en sortie de plongée, un Groupe de Plongée Successives (GPS) est déterminée par la table. Ce GPS sert de référence durant l’intervalle en surface et permet de calculer, pour une deuxième plongée, une durée fictive (majoration) à appliquer à la durée réelle de plongée.
Habituellement, les tables ont considéré le compartiment de durée 120 min afin de gérer la majoration de la deuxième plongée.
Certains tables, pour la plongée récréative peu profonde, sans paliers obligatoires, ont choisi un compartiment de durée plus courte. La table RDP-PADI (extraite de la table U.S. Navy) a choisi le compartiment de durée 60 min afin d’autoriser des durées sans palier obligatoire relativement longues (ce qui, bien entendu, augmente le niveau de risque accepté).
Sources :
- US Navy diving manual, à partir de 1956
- Marine nationale (France), Instructions pour la plongée, à partir de 1952
- Tables de Albert A. Bühlmann
- Tables de Max Hahn
- Tables RDP-PADI (variante des tables US Navy)
- Tables Comex (Ministère du travail, France)
- Development and validation of no-stop decompression procedures for recreational diving, The DSAT Recreational Dive Planner, 1994, p. 22
2.5) Années 1990, adaptation pour les ordinateurs de plongée
Dès la création des premiers ordinateurs de plongée, la question de la gestion des plongées successives s’est posée. La méthode du GPS du Commandant Alinat n’était pas directement applicable, car elle suppose de connaître la profondeur max. de la deuxième plongée avant de plonger afin de calculer la majoration. Ce n’est pas possible avec un ordinateur de plongée qui, par définition, va suivre au plus près le profil de la plongée.
Brent Goetzl, ingénieur chez Oceanic Dive Computers a dévoilé la méthode, adaptée de celle du GPS : à partir du choix d’un compartiment directeur en surface (ex. 120 min), le niveau de désaturation de ce compartiment en fin d’intervalle surface est calculé (ex. 15%, 20%, 50%…) et appliqué à tous les compartiments dont la demi-vie est inférieure à celle du compartiment retenu. Le niveau de désaturation est calculé à partir de l’équation classique de Haldane :
Td = 1-0,5^(IS/T1/2))
où :
- Td est le taux de désaturation ;
- IS est l’intervalle en surface (min) ;
- T1/2 est la durée (min) retenue pour diriger la désaturation en surface (ex. 120 min).
Exemple :
- Pour T1/2 = 120 min et un IS de 90 min, le taux de désaturation est Td = 1-0,5^(90/120) = 40,5%. Ce taux de désaturation s’applique à tous les compartiments du jeu de paramètres.
Sources :
- Foret A., Ordinateur de plongée et paramètres haldaniens : comment gérer les plongées successives ?, Worldivers, ResearchGate, 8 novembre 2024
- Lang and Vann in Proceedings of repetitive Diving Workshop, American Academy of Underwater Sciences, March 18-19, 1991, Duke University Medical Center, Durham, North Carolina, USA, p. 123.
2.6) Avec le modèle de Haldane, est-il nécessaire d’appliquer une correction aux plongées successives avec un ordinateur de plongée ?
La question ne se pose pas différemment qu’avec des tables de plongée, puisqu’à la base des calculs, pour des tables comme pour un ordinateur de plongée, il s’agit du même modèle (Haldane).
Brent Goetzl, ingénieur chez Oceanic Dive Computers a répondu, en 1991, de la manière suivante : « Pour ceux qui remettent en question le conservatisme de cette approche [la majoration], nous renvoyons aux expériences de l’US-NAVY (Thalmann) et de la Royal Navy (Leitch et Barnard) qui démontrent que les modèles haldaniens non majorés pour le contrôle des plongées successives peuvent produire une incidence inacceptable d’accidents de décompression. »
Sources :
- Lang and Vann in Proceedings of repetitive Diving Workshop, American Academy of Underwater Sciences, March 18-19, 1991, Duke University Medical Center, Durham, North Carolina, USA, p. 123.
- Thalmann E., Phase II testing of decompression algorithms for use in the U.S. Navy underwater Decompression computer, U.S. Navy Experimental Diving Unit Report 1-84, Panama City, FL, 1984.
- Leitch D.R. and Barnard E.E.P, Observations of no-stop and repetitive air and oxy-nitrogen diving, J. Undersea Biomedical Research, Vol. 9, No. 2, 1982, pp. 113-129.
3) Méthodologie
3.1) Principe
Lorsqu’on ignore ce qu’il y a dans un algorithme, car il n’est pas divulgué par son concepteur dans manuel d’utilisation (c’est le cas pour quasiment tous les ordinateurs de plongée), il faut procéder comme en sciences et mettre en place un moyen permettant de révéler les choix de programmation effectués..
Par exemple, pour savoir ce que contient une eau limpide, il faut ajouter certains produits permettant de révéler la présence de substances toxiques, invisibles à l’oeil nu. C’est le rôle quotidien des laboratoires d’analyse.
De la même manière, des lumières particulières permettent de révéler des défauts, par exemple sur des tuiles ou des carreaux fêlées, invisibles en lumière naturelle.
Il en est de même avec les bouteilles de plongée qui, lors de leur requalification, sont soumises à une pression bien supérieure à la pression de service.
Il en est également de même dans de nombreux tests de normalisation, comme ceux auxquels sont soumis, par exemple, les détendeurs (norme EN 250).
3.2) Test retenu
Pour savoir ce que contient un algorithme de plongée, la question ne consiste donc pas à passer en revue un ensemble de « plongées réelles », mais à définir une plongée-test, suffisamment saturante afin que les résultats révèlent les choix de programmation.
Historiquement, de nombreux écrits ont choisi de comparer les paliers pour une plongée de 30 m à 30 min.
Exemples :
– Huggins, Karl E, Dynamics of decompression workshop, Course taught at the University of Michigan, 1992, p. 7.
– Dear G de L, Denoble P, Vann RD. 1995. Manifestation of decompression illness in divers using dive computers. In: Hamilton RW, ed. The effectiveness of dive computers in repetitive diving. UHMS Workshop 81(DC)6-1-94. Kensington, MD: Undersea and Hyperbaric Medical Soc.
C’est ce couple de paramètres de plongée (30 m / 30 min) que nous avons donc retenu, pour la première et pour la deuxième plongée.
Pour l’intervalle en surface (IS), il fallait choisir un intervalle suffisamment long pour permettre une désaturation suffisante des compartiments courts et pas trop long afin de tous les compartiments n’aient pas encore désaturé. Le délai de 1h30 (90 min.) a été retenu, ce qui a permis de mettre en évidence des différences de calcul significatives entre machines, objectif de cette étude.
Les tests ont tous été effectués dans le même caisson, pouvant recevoir, selon la taille des machines, de 2 à 4 ordinateurs en même temps.
3.3) Résultats
3.3.1) Première plongée
- Circuit ouvert
- Air (21% d’O2)
- Vitesse de descente : 30 m/min
- Durée : 30 min
- Profondeur : 30 m
- Vitesse de remontée : 10 m/min.
Durée totale des paliers, obtenue par le calcul, selon différents GF utilisés avec ZH-L 16 C de Bühlmann 1986 (rappel ZH-L 16 C « GF » n’existe pas, c’est un terme marketing signifiant « paramétrage manuel des GF ») :
- 100/100 : 6 min 18 s. ;
- 90/90 : 11 min 36 s. ;
- 85/85 : 13 min. 36 s. ;
- 80/80 : 17 min. 36 s.
GRAPHIQUE
Pour une première plongée, les différences entre les machines résultent principalement du choix des facteurs de gradient lorsque le jeu de paramètres ZH-L est utilisé. Rappelons que l’utilisation d’un facteur de réduction (FR) ou de facteurs de gradient (GF) remonte à plus de 30 ans et a été implémenté dans quasiment tous les ordinateurs de plongée (pour en savoir plus : Foret A., Plongée : Comment paramétrer les facteurs de gradients, Worldivers, ResearchGate, 5 janvier 2025).