Quand on apprend à plonger, on entend rapidement parler de poussée d’Archimède, de loi de Boyle-Mariotte, de pressions partielles ou encore de tables de décompression.

Ces notions peuvent sembler très théoriques. Pourtant, elles expliquent une grande partie de ce que nous faisons sous l’eau. Et derrière elles se trouvent quelques scientifiques — ainsi qu’un célèbre explorateur et inventeur — dont les travaux ont profondément influencé la plongée moderne.

⚖️ Archimède — Pourquoi on flotte… ou on coule

Commençons par le plus ancien : Archimède, savant grec du IIIᵉ siècle avant notre ère.

Son principe peut être résumé très simplement : un objet plongé dans l’eau reçoit une poussée vers le haut correspondant au poids de l’eau qu’il déplace.

Pour une plongeuse ou un plongeur, c’est la physique qui se cache derrière le lestage et la flottabilité.

Ajoutez de l’air dans votre gilet : votre volume augmente et vous avez tendance à remonter. Purgez-le : votre volume diminue et vous descendez plus facilement.

Autrement dit, chaque fois que vous cherchez votre flottabilité neutre, vous faites de la physique vieille de plus de 2 000 ans !

🎈 Boyle et Mariotte — Pourquoi l’air change de volume

Au XVIIᵉ siècle, Robert Boyle et Edme Mariotte étudient indépendamment la relation entre pression et volume d’un gaz.

Pour le plongeur, retenons surtout ceci : quand la pression augmente, le volume d’un gaz diminue ; quand la pression diminue, il augmente.

Descendez et l’air contenu dans votre gilet, votre masque ou votre combinaison se comprime. Remontez et il se dilate.

C’est notamment pour cette raison qu’on doit équilibrer le masque et les oreilles à la descente, ajuster sa flottabilité et surtout ne jamais retenir sa respiration pendant une remontée.

Et le phénomène est particulièrement marqué près de la surface : entre 10 mètres et la surface, la pression passe approximativement de 2 ATA à 1 ATA. Un volume de gaz susceptible de se dilater librement peut donc théoriquement doubler de volume.

🧪 John Dalton — Tous les gaz ne comptent pas de la même manière

John Dalton, au début du XIXᵉ siècle, nous apporte une autre notion fondamentale : celle des pressions partielles.

Un mélange comme l’air contient plusieurs gaz. Chacun exerce une partie de la pression totale correspondant à sa proportion dans le mélange.

Pourquoi est-ce important ?

Parce qu’en profondeur, la pression augmente et, avec elle, la pression partielle de chacun des gaz que nous respirons.

C’est cette notion qui permet notamment de comprendre la toxicité de l’oxygène, l’utilisation du Nitrox et une partie des phénomènes associés à l’azote en profondeur.

Lorsque votre ordinateur vous indique une profondeur maximale d’utilisation avec un mélange Nitrox, Dalton n’est finalement jamais très loin.

📊 Albert A. Bühlmann — Derrière nos ordinateurs de plongée

Le médecin et chercheur suisse Albert A. Bühlmann est probablement le nom le moins connu du grand public parmi ces cinq… mais beaucoup de plongeuses et plongeurs utilisent quotidiennement l’héritage de ses recherches.

Pendant plusieurs décennies, il travaille sur la décompression et le comportement des gaz inertes dans l’organisme, notamment dans différentes conditions de pression et d’altitude.

Ses travaux aboutissent à plusieurs modèles de décompression de la famille ZH-L, dont les descendants sont encore largement utilisés aujourd’hui.

Si votre ordinateur affiche votre limite sans décompression, calcule vos paliers ou utilise des Gradient Factors avec un modèle Bühlmann ZH-L16, vous avez littéralement une partie de ses travaux au poignet.

🌊 Jacques-Yves Cousteau — Rendre le monde sous-marin accessible

Jacques-Yves Cousteau occupe une place un peu différente. Ce n’était pas avant tout un théoricien de la physique ou de la physiologie de la plongée.

Son apport est surtout technique, exploratoire et culturel.

Avec l’ingénieur Émile Gagnan, il développe au début des années 1940 un détendeur à la demande qui donnera naissance à l’Aqua-Lung. Le principe permet à une plongeuse ou un plongeur de recevoir de l’air à la pression ambiante lorsqu’elle ou il inspire.

La plongée autonome devient alors beaucoup plus pratique.

Cousteau contribuera ensuite énormément à l’exploration, à la recherche océanographique et surtout à faire découvrir le monde sous-marin au grand public grâce à ses films, ses livres et aux expéditions de la Calypso.

🧠 Finalement, nous faisons de la science à chaque plongée

Archimède nous aide à comprendre pourquoi nous flottons.

Boyle et Mariotte expliquent pourquoi les volumes d’air changent avec la profondeur.

Dalton nous permet de comprendre ce que deviennent les gaz que nous respirons sous pression.

Bühlmann nous aide à déterminer comment remonter en limitant le risque de décompression.

Et Cousteau, avec Gagnan, a largement contribué à nous donner un moyen pratique d’aller observer tout cela sous l’eau.

La prochaine fois que vous gonflerez votre gilet, surveillerez votre ordinateur ou respirerez tranquillement à 20 mètres, pensez-y : derrière ces gestes devenus ordinaires se cachent plus de deux millénaires de découvertes scientifiques et techniques. 🤿

👇 Et vous, lequel de ces cinq noms associez-vous le plus spontanément à la plongée sous-marine ?

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📚 Sources / pour aller plus loin

Divers Alert Network (DAN) — Decompression Theory
dan.org/health-medicine/health-resources/diseases-conditions/decompression-theory/

Divers Alert Network (DAN) — ressources sur la physique et la physiologie de la plongée
dan.org/health-medicine/

Encyclopaedia Britannica — Archimedes’ principle
britannica.com/science/Archimedes-principle

Encyclopaedia Britannica — Boyle’s law
britannica.com/science/Boyles-law

Encyclopaedia Britannica — Dalton’s law
britannica.com/science/Daltons-law

Subaqua / FFESSM — ressources sur la décompression et la physiologie
subaqua.ffessm.fr/

Fondation Cousteau — Jacques-Yves Cousteau et l’exploration sous-marine
cousteau.org/