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Research & Reports
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Ordinateurs de plongée et absence de surpénalisation des plongées successives
Alain Foret∗and Éric Frasquet†
Worldivers Research & Reports, Montpellier, France.
(Dated: 23 décembre 2023)
Certains ordinateurs de plongée n’appliquent pas de surpénalisation aux plongées successives,
sans justification ni avertissement dans les notices d’instructions. La durée des paliers peut ainsi
être divisée par deux ou trois par rapport à d’autres ordinateurs. Cela interroge sur la dangerosité
de cette approche.
INTRODUCTION
La plongée se pratique dans le monde entier, que ce
soit à titre de loisir, pour réaliser des travaux sous-marin
ou dans un but militaire. La plongée de loisir, créée
en Europe (France, Saint-Raphaël, Cdt Le Prieur, août
1933)[1], regrouperait 6,5 millions[2] d’adeptes dans le
monde, dont 2,5 millions aux États-Unis. Elle peut être
divisée en trois catégories : loisir "récréatif", loisir sportif
et plongée technique.
La pratique en loisir "récréatif" se déroule en binômes
autonomes qui suivent un "dive leader", sans paliers obli-
gatoires, à une profondeur maximum de 30 m voire 40 m.
La plongée de loisir sportif se pratique en Europe et
dans certains pays membres de la CMAS1. Elle permet
d’aller au-delà de la plongée "récréative", les plongeurs
étant formés à plonger en autonomie complète ou en sui-
vant un guide, jusqu’à 60 m de profondeur en respirant
de l’air et en pouvant effectuer des paliers obligatoires.
La plongée technique permet de plonger plus profond
qu’en respirant de l’air, en utilisant des mélanges respi-
ratoires à base d’hélium.
Tous ces modes de pratique permettent de plonger plu-
sieurs fois par jour. Ainsi, la gestion des plongées suc-
cessives est un élément clef de la prévention des risques
d’accidents de désaturation (ADD).
MISE EN PERSPECTIVE HISTORIQUE
John Scott Haldane, qui avait été engagé par la Royal
Navy en 1905[3], publia le premier modèle de désatura-
tion au monde en 1907[4], avant de rendre ses travaux
publics en 1908[5][6].
Ce modèle est utilisé aujourd’hui dans quasiment 100%
des ordinateurs de plongée via les jeux de paramètres de
1. Confédération Mondiale des Activités Subaquatiques, créée
par Jacques-Yves Cousteau à Monaco en 1959.
A. A. Bühlmann, principalement le ZH-L 16 C conçu spé-
cifiquement pour les ordinateurs de plongée et publié en
1986[8]. Même les algorithmes RGBM et VPM utilisent
ce jeu de paramètres.2.
Haldane n’a modélisé qu’une plongée par jour. Faire
plusieurs plongées par jour, quel que soit le jeu de para-
mètres utilisé, n’a donc pas été prévu[7].
L’US Navy, qui très tôt avait adopté les tables de Hal-
dane, souleva le problème dès 1916 : "Si un plongeur ef-
fectue une seconde descente avec un intervalle de moins
de trois heures entre les deux plongées, son corps sera plus
fortement saturé en azote à la fin de la seconde plongée,
et une attention supplémentaire sera nécessaire pour le
ramener à la surface. Une règle sûre consiste à prendre la
durée totale combinée des deux plongées et à utiliser une
table pour cette exposition, à la profondeur à laquelle le
plongeur travaillait"[9]. Cette méthode, jugée trop péna-
lisante, a vite été abandonnée.
De plus, des recherches ont montré par la suite que
l’intervalle de trois heures en surface n’était pas suffisant
et qu’il fallait pénaliser les plongées successives même
au-delà de trois heures[14].
Nous savons désormais que prendre en compte le gaz
neutre (azote) de la précédente plongée n’est pas suffi-
sant. Deux facteurs supplémentaires entrent en jeu, des
bulles et des micronoyaux gazeux[10], créés lors de la re-
montée de la plongée précédente, restent présents lors de
la plongée suivante.
2. Qu’il soit appelé ZH-L 16 C ADT, ZH-L 16 C GF ou autre
(même ZH-L 6 ou ZH-L 8), il s’agit du même jeu de paramètres.
À propos du RGBM, voir B. Wienke, Reduced Gradient Bubble in
depth, Best Publising, p. 34. À propos du VPM voir le code source
du VPM-B en Fortran par Erik C. Baker : "Ce programme utilise
les seize (16) compartiments du jeu de paramètres Bühlmann ZH-
L16."
2
PLONGÉES SUCCESSIVES
Alors que le modèle du DCIEM[12] gère de manière na-
tive les plongées successives, ce n’est pas le cas du modèle
de Haldane.
Comme nous l’avons dit, les plongées successives
doivent non seulement prendre en compte le gaz neutre
(azote) résiduel de la précédente plongée mais également
les bulles et les micronoyaux gazeux qui ont été géné-
rés et qui vont favoriser la création de bulles lors d’une
plongée successive, ce qui constitue un facteur de risque
supplémentaire d’ADD.
La notion de formation de micronoyaux gazeux n’est
pas nouvelle, elle existe depuis longtemps en physique
sous le nom de théorie de la nucléation. Le livre de la
Marine nationale La Plongée envisageait dès 1967 son
implication dans la création de bulles en plongée.
Figure 1. Théorie de la nucléation dans La Plongée, Marine
nationale, Arthaud, 1967, p. 125.
De nombreux auteurs ont écrit sur les plongées
successives[11], en particulier :
— "La plupart des méthodes disponibles, y compris
dans les ordinateurs de plongée, utilisent la charge
de gaz de la plongée précédente, ajustée pour tenir
compte de l’intervalle de surface, et ne tiennent pas
ou peu compte de la génération ou de la destruction
possible de bulles et de micronoyaux gazeux." Peter
Bennett [13]
— "La désaturation complète peut prendre plus de
24, voire 48 heures. Cela pose des problèmes lors
d’une deuxième plongée qui a lieu après un inter-
valle de surface relativement court après la pre-
mière plongée. Cela peut également poser des pro-
blèmes pendant les vacances de plongée où vous
effectuez plusieurs plongées par jour pendant plu-
sieurs jours d’affilée. Lors de la deuxième journée
de plongée et des suivantes, les tissus plus lents
peuvent encore contenir de l’azote résiduel au dé-
but de la journée suivante, qui peut s’accumuler au
cours des vacances. Des recherches menées par le
Divers Alert Network (DAN) ont montré que les
plongeurs qui effectuent plusieurs plongées par jour
ont un risque d’accident de désaturation plus élevé
que la moyenne." Mark Powell [14]
Comme le modèle ne prend pas en compte les bulles
et les micronoyaux gazeux de la précédente plongée, la
seule solution trouvée a consisté à surpénaliser la plongée
suivante en augmentant artificiellement le taux de gaz
neutre résiduel (azote).
Cela a conduit au développement de calculs spéci-
fiques pour les tables de plongée, en dehors du modèle
de Haldane, sous le nom de Groupe de Plongée Succes-
sive (GPS).
TABLES DE PLONGÉE : GROUPE DE PLONGÉE
SUCCESSIVE (GPS)
Avec le modèle de Haldane, après une plongée, il n’est
pas suffisant de prendre en compte le gaz neutre (azote)
résiduel dans les différents compartiments pour assurer la
sécurité d’une plongée successive. Cela tient au fait que,
dans la plupart des cas, le compartiment directeur a une
demi-vie relativement courte (ex. 12,5 ou 18,5 min pour
ZH-L 16 C). Comme la désaturation totale a lieu au bout
de 6 fois la demi-vie, très vite il y a peu ou pas du tout de
pénalisation (ex. respectivement, après 75 ou 111 min).
Il a donc été choisi de prendre en compte un compar-
timent avec une demi-vie relativement importante afin
de calculer une majoration de la durée réelle de plon-
gée (durée fictive) appliquée à tous les autres compar-
timents. Cette approche a été adoptée par toutes les
tables de plongée au monde. Dans cette logique, Bühl-
mann a pris en compte successivement 80 puis 90 min et
365 min (Bühlmann-Hahn). L’US Navy et la Marine na-
tionale française ont utilisé le compartiment de 120 min.
Les tables RDP-PADI (issues des tables US Navy) ont
pris en compte le compartiment 60 min (limité aux plon-
gées récréatives).
ORDINATEURS DE PLONGÉE
Plongées successives
L’avénement des ordinateurs de plongée a conduit à
l’abandon de la méthode du GPS par impossibilité de la
mettre en oeuvre dans un calcul en temps réel. D’autres
solutions ont été trouvées, généralement protégées par le
droit de la propriété intellectuelle et n’ont donc pas été
dévoilées : Uwatec Aladin Pro, Aladin AIR X, Scubapro,
Suunto Companion, Suunto Solution, Suunto RGBM,
Mares, Aqualung, etc.
Par exemple, pour ZH-L8 ADT3, dérivé de ZH-L 16 C
avec moins de compartiments, un algorithme a été déve-
loppé pour Uwatec par Ernst Völlm de Dynatron AG en
collaboration avec le Professeur Albert Bühlmann.
3. Pour les premiers ordinateurs Aladin, le jeu de paramètres
ZH-L 16 C a été simplifié en réduisant le nombre de comparti-
ments (ZH-L 6 en 1989, ZH-L 8 en 1994) du fait des capacités des
ordinateurs de l’époque. Dans les faits, cette simplification n’a au
aucune conséquence sur le calcul des paliers.
3
De son côté, Max Hahn a développé au début des an-
nées 1990 un autre algorithme, appelé Delayed Surface
Desaturation (DSD), "à l’issue d’une expérimentation sur
des plongées humaines successives. Son algorithme est lé-
gèrement plus conservateur que celui de Bühlmann."4
Par ailleurs, Erik C. Baker indique dans le code source
du VPM-B : "Ce programme étend l’algorithme VPM de
1986 (Yount and Hoffman) afin d’intégrer (...) les plon-
gées (...) successives."
Tous ces travaux se sont retrouvés dans les différents
ordinateurs de plongée du marché, dans le but de surpé-
naliser les plongées successives.
En plus du modèle de Haldane, un autre modèle a été
créé. Basé sur les travaux de D.J. Kidd et R.A. Stubbs en
1962, Ronald Y. Nishi a développé une nouvelle approche
à partir de 1971, connue sous la nom de DCIEM5[12],
implémentée récemment, en option, dans certains mo-
dèles d’ordinateurs de Shearwater. Cette modélisation,
avec des compartiments en série plutôt qu’en parallèle
comme chez Haldane, gère de manière native les plongées
successives. Avec ce modèle, il n’est pas nécessaire d’ajou-
ter un algorithme spécifique pour prendre en compte ces
plongées.
Les résultats obtenus avec le DCIEM ou avec l’algo-
rithme de surpénalisation développé par Uwatec, Scuba-
pro ou Suunto sont comparables (voir Table I).
Les jeux de paramètres Bühlmann ZH-L 16 C (1986)
ont de nombreux avantages pour un fabricant d’ordina-
teur de plongée. Ils sont publics, gratuits et prennent en
compte l’azote (air, nitrox) comme l’hélium (héliox, tri-
mix). À la suite des fabricants historiques, de nouveaux
entrants sur le marché les ont utilisés, d’abord en plon-
gée technique, puis en plongée récréative et sportive. La
particularité de ces ordinateurs est que l’utilisateur peut
entrer ses propres facteurs de gradient (GF). Pour des
raisons de marketing, le jeu de paramètres a été appelé
ZH-L 16 C "GF". Il s’agit en fait du jeu de paramètres
original de Bühlmann avec réglage manuel des GF. Dans
cette catégorie, on trouve Shearwater, Garmin, OSTC,
certains nouveaux modèles de Scubapro ou Mares, etc.
Premières alertes sur le fonctionnement de certains
ordinateurs de plongée
Des plongées sportives, avec paliers de décompression
obligatoires, tant pour l’enseignement que pour l’explora-
tion, réalisées en mer Méditerranée entre mars et octobre
2023, nous ont amenés à nous interroger sur la gestion
des plongées successives par les ordinateurs proposant le
4. See www.apdiving.com
5. Defense and Civil Institute of Environmental Medicine, Ca-
nada
ZH-L 16 C avec réglage manuel des GF. Ce questionne-
ment a été partagé par des moniteurs de plongée, tant en
France qu’en Espagne. Certains utilisaient même deux or-
dinateurs de plongée, conscients de la faible pénalisation
des plongées successives avec certaines machines. L’un
avec réglage manuel des GF pour connaître les indica-
tions lues par leurs clients sur ce type d’appareil. L’autre,
avec une véritable gestion des plongées successives, afin
de connaître précisément le temps restant sans palier ou
la durée des paliers. À la fin de l’été 2023, nous avons donc
décidé d’effectuer des tests systématiques pour analyser
les différences de gestion des plongées successives entre
les différents modèles d’ordinateurs de plongée.
Matériel utilisé pour les tests et méthodologie
L’équipement utilisé est un caisson Uwatec alimenté
par une bouteille d’air comprimé, permettant d’effectuer
des tests jusqu’à 10 bars.
Une des difficultés rencontrées avec ce type de test est
la nécessité d’une reproductibilité identique entre chaque
test, afin que les résultats soient comparables. Nous avons
donc ajouté un pilotage par logiciel afin de garantir cette
reproductibilité.
En ce qui concerne la mesure de la profondeur, nous
sommes bien conscients qu’il ne s’agit pas d’une infor-
mation fiable car, en fonction des facteurs de conversion
(pression atmosphérique, eau douce, eau salée), elle peut
varier de manière significative d’un ordinateur à l’autre.
Nous avons donc choisi de paramétrer le logiciel à une
pression donnée, ce qui permet de s’assurer que tous les
tests ont été effectués à la même pression.
En ce qui concerne les réglages de l’ordinateur de plon-
gée, nous avons utilisé pour toutes les machines soit le
mode par défaut (L0, MBL0, P0, R0, SF0, etc.), soit GF
90/90 lorsque les réglages étaient manuels. Le fait que le
mode par défaut utilisé dans la plupart des ordinateurs de
plongée corresponde au GF 90/90 a été indiqué en 20216.
Nous avons vérifié cela avant de poursuivre les tests (voir
Plongée 1, Table I). Cela permet une comparaison fiable.
En ce qui concerne le couple durée-profondeur à tes-
ter, l’objectif était de trouver des valeurs permettant de
mettre en évidence d’éventuelles différences dans la ges-
tion des plongées successives. Nous avons utilisé la pro-
fondeur de 30 m, déjà testée par A. A. Bühlmann. Pour
la durée, nous avons utilisé celle, historique, des tables
US-Navy à 30 m : 30 min. Quant à l’intervalle en surface
de 90 min, il nous a semblé suffisant pour permettre une
certaine désaturation des compartiments, tout en néces-
sitant une surpénalisation pour les plongées successives.
6. Rosenblat, Miri & Vered, Nurit & Salm, Albi (2021). On
the reliability of dive computer generated run-times, Part I.
10.13140/RG.2.2.16260.65929.
4
Au jour de cette publication, nous avons testé les or-
dinateurs listés dans la Table I.
Bien que non exhaustifs, ces tests sont suffisamment
significatifs pour autoriser une analyse et en tirer des
conclusions.
Ainsi, nos tests peuvent être aisément vérifiés en utili-
sant le même protocole.
Résultats
L’analyse des résultats montre que l’on peut distinguer
plusieurs groupes d’ordinateurs :
— Ceux qui se situent entre + et - 3 minutes des ré-
sultats du DCIEM.
— Ceux qui sont bien au-dessus du DCIEM et qui sont
probablement trop conservateurs.
— Ceux qui se situent bien en dessous du DCIEM.
— Ceux qui sont encore plus en dessous du DCIEM et
qui n’appliquent pas de surpénalisation (moins de
20 minutes de paliers lors de la deuxième plongée).
— Il faut également noter une grande différence dans
la durée des paliers entre les différents modèles
d’une même marque d’ordinateur, voire même au
sein d’un même modèle selon l’algorithme choisi.
Conclusion
A l’exception de l’implémentation dans le LUNA 2 de
Scubapro, aucun des ordinateurs utilisant le ZH-L 16 C
GF n’applique de surpénalisation aux plongées succes-
sives. Toutes les marques testées ont été contactées. Nous
leur avons demandé les raisons de cette absence de surpé-
nalisation. A ce jour, nous n’avons reçu aucune réponse.
Quelle qu’en soit la cause, les durées de désaturation
sont divisés par 2 ou 3 pour les ordinateurs de plongée
qui ne surpénalisent pas.
Nous pensons que :
— Les fabricants concernés devraient justifier cette
pratique par des publications scientifiques et insérer
un avertissement dans les notices d’instructions.
— D’autres études devraient être menées sur le terrain
afin d’analyser les accidents de plongée en fonction
des ordinateurs de plongée utilisés et des réglages
associés, tant pour la plongée récréative que pour
la plongée sportive et technique.
∗Corresponding author : alain.foret@worldivers.com
†Corresponding author : eric@aventurebleue.com
[1] Foret A. & Pierre Martin-Razi, Une histoire de la plongée
et des sports subaquatiques, Subaqua, 2007, p. 64.
Ordinateur Paramètres Plg 1 Plg 2
Suunto Vyper RGBM 13 42
Aqualung i300C ZH-L 24 41
Suunto D4i RGBM 18 41
Suunto Favor Spencer (US-Navy) 15 40
Scubapro A1 ZH-L16C ADT (L0) 17 39
Suunto Companion Spencer (US-Navy) 14 39
Aqualung i100 ZH-L 20 38
Scubapro G2 ZH-L16C ADT (L0) 16 38
Scubapro Pro I ZH-L6 14 38
Scubapro Luna 2 ZH-L16C ADT (L0) 16 37
Mares M1 RGBM RGBM 13 36
Mares M1 Rogers Powel (USN) 11 36
Shearwater Peregrine DCIEM 13 35
Scubapro Sol ZH-L8 ADT (L0) 16 34
Scubapro Pro II ZH-L8 ADT 16 34
Suunto Octopus 2 Spencer (USN) 12 34
Mares Guardian RGBM 9 34
Scubapro HUD ZH-L16C ADT (L0) 14 33
Suunto Alpha Spencer (US-Navy) 13 33
Scubapro Pro Ultra ZH-L16C ADT (L0) 15 32
Scubapro Square ZH-L16C ADT (L0) 14 32
Scubapro Luna 2 ZH-L16C GF 90/90 13 26
OSTC OSTC 2 ZH-L16C GF 90/90 11 20
Shearwater Teric ZH-L16C GF 90/90 13 17
Shearwater Peregrine ZH-L16C GF 90/90 13 17
Scubapro HUD ZH-L16C GF 90/90 11 16
Shearwater Petrel 3 ZH-L16C GF 90/90 11 16
Garmin MK2 ZH-L16C GF 90/90 11 15
Table I. Ordinateurs de plongée : Durée totale des paliers
(min). Première plongée de 30 min à 30 m avec un intervalle
en surface de 90 min, suivie d’une deuxième plongée de 30
min à 30 m.
[2] DEMA, Diving Fast Facts, 2023.
[3] Admiralty, S.W., C.N. 11713/19049, 8th August 1905 .
[4] Royal Navy, Report of a Committee Appointed by Lords
Commissioners of The Admiralty, Deep Water Diving,
1907.
[5] Haldane J.-S. et coll., The prevention of decompression
air Illness, J. Hyg., 1908.
[6] Haldane J.-S. et coll., Translation in French by Foret A.,
Prévention de la maladie de décompression, Téthys, 2008,
By permission of Cambridge University Press.
[7] Hamilton R. W., The effectiveness of dive computers in
repetitive diving, Undersea and Hyperbaric Medical So-
ciety, Inc, 1995.
[8] Bühmann A. A., Völlm E.B., Nussberger P., Tauchmedi-
zin, Springer-Verlag, 2002.
[9] US NavyDiving Manual, 1916, Chapter X, p.84.
[10] Arieli R., Marmur A., Decompression sickness bubbles :
are gas micronuclei formed on a flat hydrophobic sur-
face ? Respir Physiol Neurobiol. 2011 Jun 30 ;177(1) :19-
23.
[11] Lang M. A. et Vann R. D., Proceedings of Repetitive
Diving Workshop, American University of Undewater
Sciences, Duke University, 1991.
[12] Ronald Y. Nishi et al, Digital Computation of Decom-
pression Profiles, DCIEM-NTIS, 1973.
[13] Bennet and Elliott’s, Physiology and Medicine of Diving,
Saunders, 2003, pp. 471-473.
[14] Powell M., Deco for divers, Aquapress, 2021, p. 62..