Équipement spécial qui permet à l’homme de descendre, de se déplacer et de travailler sous l’eau, dans la mer, les ports ou les rivières.
Depuis la plus haute antiquité, l’homme a plongé soit pour observer le domaine sous-marin, soit pour recueillir des éponges, des coraux, des animaux ou des objets, ou bien enfin pour réparer des navires avariés ou pour récupérer des trésors engloutis.
Généralités
La plongée en apnée, c’est-à-dire en s’abstenant de respirer, d’un homme nu est extrêmement limitée en durée et en profondeur. En effet, bien que contenant de l’oxygène dissous que les poissons utilisent, mais dans la proportion de 0,356 p. 100 alors que l’air en contient 21 p. 100, l’eau de mer est un milieu hostile à l’homme, non seulement par l’absence d’air, mais par la pression. En effet, l’eau est 800 fois plus dense que l’air : pour un plongeur, la pression hydrostatique, qui est le poids de la colonne d’eau correspondant à la profondeur où il se trouve, s’ajoute à la pression atmosphérique, et la pression, qui est de 1 bar environ à la surface, devient de 2 bar à 10 m de profondeur, de 5 bar à 40 m et de 11 bar à 100 m. On pourrait envisager de faire respirer le plongeur par un tube dépassant par son extrémité la surface de l’eau, ce qui est parfois utilisé ; avec un tube de 30 à 35 cm de longueur, la pression supportée par le thorax de l’homme dépasse à peine de quelques pour-cent la pression atmosphérique, et la respiration est possible ; pour une immersion de 50 cm, la respiration devient difficile, et à 2 m de profondeur elle est impossible. Cela est dû au fait que l’air amené par le tuyau est à la pression atmosphérique, tandis que le thorax du plongeur subit une pression totale de 1,2 bar, provoquant une compression thoracique ; l’homme peut bien expirer, mais il est incapable d’inspirer l’air de la surface, dont la pression est trop faible. De plus, cette dépression existant entre l’intérieur des poumons (à la pression atmosphérique) et la paroi thoracique (1,2 bar) est cause de désordres circulatoires graves par un véritable effet de ventouse sur la circulation sanguine. Pour toutes ces raisons, ce procédé est inapplicable. Pour respirer sous l’eau, il faut recevoir de l’air ou un mélange respiratoire dont la pression soit sensiblement identique à celle que subit le thorax ; les voies respiratoires doivent être maintenues en équipression avec le milieu ambiant. Aussi convient-il de prévoir des dispositifs techniques ayant pour objet soit de soustraire l’homme tout entier à la pression hydrostatique, soit de lui fournir ce qui est nécessaire à sa respiration à la pression convenable. Dans le premier cas, l’homme, enfermé dans une enceinte rigide, est en communication réduite avec la mer et, s’il peut observer, il ne peut exécuter des travaux qu’indirectement par outils plus ou moins télécommandés. Des scaphandres dits « de grande profondeur » sont constitués par une enveloppe métallique en plusieurs parties articulées entre elles. En dehors des sous-marins à usage militaire, il existe aussi une grande variété de véhicules d’exploration et de travail sous la mer, tels que les bathyscaphes. Le second cas est celui des scaphandres classiques et aussi des cloches à plongeurs, des maisons sous la mer, des dispositifs qu’on appelle les sous-marins humides, etc.
Matériel utilisé
Scaphandre à casque
Les premiers scaphandres d’Augustus Siebe de 1819 consistaient en un casque rigide, ouvert vers le bas, simplement lesté et posé sur les épaules de l’homme, qui était alimenté en air de la surface par une pompe manœuvrée à bras, l’air s’échappant librement : c’était en somme une cloche à plongeur portative. Perfectionné par Cabirol en 1855, ce scaphandre n’a guère évolué depuis cette date, sauf quelques améliorations telles que le téléphone et des sécurités dans l’alimentation en air. Le modèle de Piel ou de Draeger, réglementaire dans la Marine nationale, appelé encore scaphandre lourd, comporte un habit enveloppant l’homme des pieds jusqu’au cou, une pèlerine métallique reposant sur les épaules et un casque sphérique ; la collerette de l’habit est serrée entre la pèlerine et le casque pour assurer l’étanchéité. L’habit est en toile imperméable souple ; à l’arrière des jambes se trouvent des ouvertures longitudinales lacées qui évitent à l’air de s’accumuler dans l’habit lorsque le scaphandrier travaille à plat ventre ou la tête en bas. Le casque en cuivre rouge pèse environ 18 kg ; il comporte des hublots fixes : deux latéraux, un frontal et un hublot facial amovible avec joint en caoutchouc, une arrivée d’air avec soupape de non-retour, une soupape d’évacuation d’air et un appareil téléphonique. Des déflecteurs canalisent l’air arrivant dans le casque vers les hublots afin d’y empêcher la formation de buée. Le scaphandrier porte en outre des chaussures lestées par des semelles de plomb et dont le bout est muni d’une protection en cuivre, des sangles, un plomb dorsal et un de poitrine (env. 35 kg) accrochés à des pitons de la pèlerine. Pour la plongée, il faut en plus un certain nombre d’accessoires : échelle de descente, ligne de sonde, filin fortement lesté pour le contrôle de la descente et de la remontée, chaise ou plate-forme lestée pour l’exécution des paliers, ligne de sécurité, etc. L’alimentation en air se fait par des tuyaux à l’aide d’une pompe à bras ou d’un compresseur à basse pression avec réservoir-ballon ou encore d’une batterie de bouteilles à haute pression (de 150 à 200 kg/cm2) avec détendeur. La quantité d’air que l’on doit envoyer à un scaphandrier est bien supérieure à celle qui est effectivement respirée, afin de réaliser une bonne ventilation et d’éviter toute accumulation de gaz carbonique dans le casque. Le débit mesuré en volume à la pression d’immersion du scaphandrier est :
pas de travail 40 l/mn,
travail modéré 60 l/mn,
travail pénible 100 l/mn,
alors que l’on ne respire que de 8 à 10 l/mn au repos complet et de 20 à 30 l/mn en travaillant.