Cette partie est très largement inspirée d'un article de Christian THOMAS, dans le magazine Sifon (bulletin des commissions plongée souterraine d'Ile de France) numéro 32, de Juillet 1998. Pages 14 à 20, Titre : Le froid en plongée.
Le problème de l'isolation thermique du plongeur, c'est de trouver la bonne combinaison, celle qui évite l'hypothermie ou l'hyperthermie. Il n'y a pas une solution générale, mais bien une solution pour chaque cas. L'expérience permet de ne pas être trop éloigné de l'équilibre thermique, cependant un modèle physique permet en première approximation de s'approcher de la solution idéale dans chaque cas.
L'homme est homéotherme, c'est à dire qu'il est muni d'un dispositif physiologique lui permettant de maintenir une température constante. A cette fin, l'organisme met en oeuvre des mécanismes dits de thermorégulation.
Afin de lutter contre l'hyperthermie (quand la température centrale tend à s'élever), trois réactions peuvent se produire :
Afin de lutter contre l'hypothermie (quand la température centrale tend à baisser), deux réactions peuvent se produire :
Le confort thermique est atteint lorsque l'organisme n'a besoin de mettre en oeuvre ni sudation, ni augmentation de la thermogénèse.
Au repos, l'homme produit 60 W d'énergie. Deux causes permettent d'augmenter la chaleur produite par l'organisme :
La consommation d'air donne une trés bonne indication de la thermogénèse. 8l/min correspondent à 100 W.
PerteThermResp = Cp x 0.8 (38 - Te) x Q x P/60 + H
Cp : Capacité calorique du Gaz
Te : Température respirée
Q : Débit respiré (l/min)
P : Pression absolue
H : Humidification de l'air (10W pour un débit de 20l/min)
0.8 : On réchauffe à 37 C, 80% du gaz respiré.
L'air a une Cp de 1.31 W/1°C, l'Helium a une Cp de 0.93W/1°C.
Les pertes thermiques par la respiration sont pour un plongeur de
l'ordre de 80 à 100
W.
L'essentiel des pertes thermiques provient des phénomènes de convection et de conduction et se situent à l'interface entre le milieu extérieur et l'organisme. Dans le cas d'un plongeur, différentes parois isolantes limitent les tranferts de chaleur. Ces parois sont : la périphérie de l'organisme, les différents vêtements, la couche limite d'eau, elles ont chacune une conductance H1, H2, H3 etc.
PerteCut = (37 - Te)/( 1/H1 + 1/H2 + 1/H3 + ...)
<>Conductances thermiques en watt/°C.| Couche limite d'air | 8 |
| Périphérie Organisme (sujet gras) | 15 |
| Périphérie Organisme (sujet maigre) | 40 |
| Couche limite eau calme | 70 |
| Couche limite eau agitée | 300 |
| Vêtement en laine (souris de 1 cm) | 7 |
| Vêtement en laine (souris de 0.5 cm) | 14 |
| Vêtement en laine avec Argon (1 cm) | 4 |
| Vêtement en laine avec Helium (1 cm) | 30 |
| Vêtement en laine trempé (1 cm) | 100 |
| Combinaison néoprène (7 mm) | 20 |
| Combinaison néoprène (5 mm) | 30 |
| Combinaison caoutchouc ou toile | 300 |
En cas de fuite, le plongeur est considéré portant une souris trempée, PerteCut = 453 Watts. Les mécanismes de la thermogénèse de peuvent pas compenser une telle perte !!
BilanThermique = Thermogénèse - PerteThermResp -PerteCut
Nous avons vu que la thermogénèse pouvait produire 200 W. Cette production d'énergie décroit avec le temps et aprés deux heures, elle est réduite de 50 %. C'est pourquoi, dans la majorité des cas, lors des longues décompression, le plongeur a de plus en plus froid. Lorsque le bilan thermique est négatif, on parle alors de dette thermique. Il se produit alors un abaissement de la température centrale qui peut être calculé par la formule suivante :
Refroidissement (en °C/heure) = DetteThermique (W) / Poids (kg)
Ainsi un sujet de 75 Kg exposé à une dette thermique de 75 W, perd 1°C de l'heure ! Perdre plus d'un degré est dangereux pour l'organisme humain et peut aboutir à la syncope. Voila pourquoi, si une combinaison se déchire, les plongeurs Trimix doivent écourter leur palier.
Comme on peut le voir sur le tableau ci-dessus, l'Argon, utilisé comme gaz de gonflage dans la combinaison sèche permet de limiter la dette thermique du plongeur et de la maintenir dans des limites supportables. L'Argon est le gaz utilisé par la quasi totalité des plongeurs Trimix quand ils décident de s'équiper d'une bouteille de gonflage pour leur vêtement sec, une infime minorité utilise du CO2 qui à une conductivité très prôche de l'Argon. Attention toutefois, le CO2 et la transpiration de la combinaison sèche produisent un acide léger qui gratte ...On peut trouver sur le lien suivant, une explication en Anglais sur le choix de l'Argon comme gaz de gonflage d'un vètement sec http://www.cisatlantic.com/trimix/emaiken/Argon.htm
Il faut ajouter une petite bouteille de plongée à son scaphandre pour pouvoir emporter de l'Argon. Il est préférable d'utiliser un robinet et un détendeur DIN, le premier étage sera muni d'un flexible moyenne pression pour la sèche et d'une soupape de surpression au cas où le premier étage se bloquerait en ouverture. On peut également installer un mini manomètre en forme de boulon afin de vérifier la pression d'Argon avant la plongée.
Certains plongeurs gardent un flexible moyenne pression supplémentaire sur leur bi, afin de pouvoir le connecter sur leur vêtement sec si la bouteille d'Argon connait un problème, on peut également dans ce cas utiliser le flexible moyenne pression connecté à l'inflateur de la bouée.
Pour les très longues plongées, certains plongeurs spéléo utilisent des plaques ou gilets chauffant qui sont disposés sous la combinaison sèche et qui se connectent à une batterie extérieure. Il s'agit de résistance électrique qui sous l'effet d'un courant électrique vont produire de la chaleur. La consommation d'un gilet chauffant de plongée est de l'ordre de 50W. Cette solution est souvent utilisé au palier en raison des batteries nécessaires.
L'utilisation de sachet chauffant est déconseillé, ces sachets réagissent à l'Oxygène de l'air et vous pouvez avoir des sachets trop chaud ou trop froid selon le gaz de gonflage.Des questions ou des commentaires ? Écrivez moi.
La plongée est un sport qui peut être
dangereux sans
une formation
adéquate. Lisez
la
page d'avertissement.
Les informations contenues sur ce site ne sont pas garanties sans
erreur. Votre seule
responsabilité est engagée si vous décidez
d'utiliser ces informations.