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À quelle profondeur un humain pourrait-il nager avec un appareil de plongée sous-marine ?

À quelle profondeur un humain pourrait-il nager avec un appareil de plongée sous-marine ?


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À l'aide d'un appareil de plongée et d'une combinaison de plongée normaux, à quelle pression le corps humain peut-il résister ? Cela suppose qu'ils descendent aussi progressivement que nécessaire pour que leur corps s'adapte. Quels seraient les premiers symptômes qu'ils ressentiraient au fur et à mesure de leur descente ? Et s'ils descendent à la profondeur la plus profonde qu'ils peuvent atteindre sans dommage permanent immédiat, combien de temps peuvent-ils passer à cette profondeur avant que les symptômes liés au temps ne s'installent ?


Autant que je sache, le record du monde actuel de plongée "sous-marine" est de 1 090 pi 4,5 établi en 2014.

Le précédent record était de 1 044 pieds établi en 2005, donc (comme pour la plupart des records d'endurance humaine et de performance physique de nos jours), nous sommes très probablement à la limite du possible là-bas.

Sauf quelques pieds de plus (ou même quelques centimètres) bien sûr.

Cependant, ce n'est que du matériel de plongée normal

La plongée profonde utilisant l'hydrox et le trimix a atteint des profondeurs de 1 644 pieds (1977) et 1 752 pieds (1988).

Donc, la réponse dépend si vous demandez avec un équipement de plongée commercial normal utilisant de l'air comprimé standard des tourbières ou si vous souhaitez inclure des mélanges respiratoires, etc. pour aider à atténuer les virages.


Les plongeurs libres ont longtemps défié la science - et nous ne comprenons toujours pas vraiment comment ils vont si loin

Kevin Fong a été Wellcome Public Engagement Fellow de 2011-2012 et a collaboré avec l'artiste Martina Amati dans le cadre de la dernière exposition de la Wellcome Collection, Somewhere in Between.

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Les plongeurs en apnée nagent à des profondeurs extrêmes sous l'eau (le record actuel est de 214 m) sans aucun appareil respiratoire. Les champions peuvent retenir leur souffle pendant un temps extraordinaire – le record pour les femmes est de neuf minutes et celui des hommes de 11.

Je suis un médecin avec un intérêt particulier pour les environnements extrêmes, j'ai donc été intrigué lorsqu'on m'a demandé de collaborer à un projet artistique sur la plongée en apnée pour la nouvelle exposition Somewhere in Between de la Wellcome Collection. Les scientifiques et ceux qui pratiquent la plongée en apnée sont à bien des égards totalement étrangers les uns aux autres. Lorsque vous regardez les contraintes que ce sport exerce sur notre physiologie, il semble au départ presque impossible que quiconque soit capable de plonger à des profondeurs aussi profondes - et pourtant c'est le cas.

Sans soutien, ne respirant que de l'air, vous pourriez à peu près gravir l'Everest sans aucun soutien supplémentaire autre que vos vêtements de protection. C'est à environ 9 km au-dessus du niveau de la mer. Mais lorsque vous allez dans l'océan, les choses changent beaucoup plus rapidement en raison des différences de pression rapides.

Si vous ne descendez que 10m dans l'océan, vous êtes soumis à une autre atmosphère de pression supplémentaire : c'est deux fois plus de pression qu'à la surface. Et pour chaque 10m au-delà, vous obtenez une autre atmosphère de pression. Cela commence à manipuler votre corps, votre anatomie et votre physiologie de manière assez profonde, ce qui rend en fait l'effort de plonger dans l'océan profond particulièrement difficile. Non seulement il vous comprime et rétrécit les espaces contenant de l'air dans votre corps, mais il modifie également votre physiologie, modifie la façon dont les gaz agissent dans votre circulation sanguine et comment ils agissent sur tout, y compris votre système nerveux.

Quelque part entre les deux prises de vue de l'installation. © Collection Wellcome

Au tout début de l'apnée, les physiologistes étaient assez convaincus que les gens ne pouvaient pas aller au-delà d'environ 30 ou 40 mètres. Ils avaient tracé leurs graphiques en tant que scientifiques et ils avaient calculé ce qu'ils voyaient. Ils ont calculé ce qu'ils comprenaient du corps humain et des effets de la pression sur celui-ci et ils ont dit : « Eh bien, regardez, vos poumons vont être écrasés et vous allez cracher du sang à 30 ans. ou 40 mètres. Il n'y a donc aucun moyen de le faire en plongée en apnée. Cela ne peut tout simplement pas être fait.

Mais bien sûr, les apnéistes ont décidé de le faire quand même - et ils ont nagé bien au-delà de ces limites théoriques. Comment? Martina Amati, apnéiste et artiste impliquée dans le projet, a tenté d'expliquer l'état d'esprit qui accompagne ce sport extrême :

Il y a un élément physique mais c’est surtout mental. C'est ce qui est incroyable avec la plongée libre. Il ne s'agit pas de vos capacités physiques, mais de vos capacités mentales et de votre entraînement mental. Vous devez abandonner tout ce que vous savez et tout ce qui vous fait vous sentir bien ou mal. Et c'est donc un processus très libérateur. Mais vous devez également rester complètement conscient de votre corps et de l'endroit où vous vous trouvez, entièrement dans le moment présent.

À une profondeur de 10 m, nous avons besoin de plus d'oxygène dans notre circulation sanguine qu'à 100 m, car la pression de l'eau tout autour rend l'oxygène plus puissant. Ainsi, la partie la plus délicate d'une plongée profonde est la dernière étape de l'ascension, lorsqu'il y a un risque de black-out en eau peu profonde car la pression diminue et les niveaux d'oxygène dans nos tissus chutent soudainement.

Le démarrage est également difficile. Vous flottez à la surface et pour les premiers mètres de la plongée. Au début de la descente, la pression de l'eau vous repousse vers la surface, jusqu'à environ 13 à 20 m de profondeur lorsque la dynamique s'inverse. Ici, selon Amati :

Votre corps commence à couler un peu comme une pierre. Nous appelons cette partie la chute libre, le moment où les apnéistes s'arrêtent complètement de bouger, et la plus belle partie de la plongée. Lorsque vous revenez finalement d'une plongée et que vous respirez pour la première fois, à chaque fois, vous avez l'impression que c'est la première fois que vous respirez. Alors pour moi, j'ai l'impression de naître de nouveau. Je pense à l'eau un peu comme à l'utérus.

Martina Amati nageant de nouveau à la surface. Photographie de Daan Verhoeven. © Martina Amati

En tant que plongeur, ce que vous ressentez est la chimie changeante de votre circulation sanguine car la pression accrue permet aux gaz de se dissoudre plus facilement et d'exercer leurs effets plus facilement. Ainsi, l'azote, la plus grande quantité d'azote qui se dissout dans votre circulation sanguine, se comporte comme un narcotique et vous fait en fait vous sentir assez ivre et à seulement 30 ou 40 mètres. Si vous plongez à ces limites, l'azote supplémentaire peut vous rendre assez euphorique.

En tant qu'apnéiste, en allant plus loin, vous ne faites qu'extraire ces dernières gouttes d'oxygène de votre circulation sanguine et essayez de subsister à des niveaux bien inférieurs à ceux de tout être humain. Et vous entrez dans cette sorte d'équilibre étrange entre les pressions qui existent en profondeur vous aidant temporairement à vous soutenir pendant que votre apnée menace votre vie. C'est vraiment un équilibre très, très précaire et cela vous oblige à accomplir des exploits physiologiques très étranges et très étranges et pas tous bien compris juste pour rester en vie. Les records de profondeur pour la plongée en apnée humaine sont maintenant assez absurdes : pas des dizaines mais des centaines de mètres.

"Sous" film encore. © Martina Amati

Les gens ont des modèles approximatifs de la façon dont cela est réalisé. Ce n'est pas un mystère total - mais il est clair qu'il se passe plus que nous ne le comprenons pleinement. Ce que j'ai trouvé vraiment fascinant en travaillant sur ce projet, c'est que les apnéistes et les non-scientifiques qui participent à la plongée en apnée parlent de ce genre d'expérience assez holistique de ne faire qu'un avec l'océan et de ce grand sentiment de bien-être. Pour un physiologiste, c'est l'euphorie du manque d'oxygène et de l'hypoxie, ce qui n'est pas terrible, mais pour les apnéistes eux-mêmes, cela fait partie de l'expérience. Il leur est impossible de démêler cela de la plongée elle-même.

Il y a une zone grise entre la vie et la mort dans laquelle il y a une chance et des choses peuvent arriver. En médecine, nous n'explorons pas cette frontière pour le plaisir, mais les personnes impliquées dans des activités comme la plongée en apnée le font comme un passe-temps.

Et donc l'acte de plongée en apnée, considéré par deux cultures différentes - les plongeurs libres et les scientifiques - a très peu de chevauchement réel. L'un regarde avec une horreur fascinée et l'autre y voit en quelque sorte un mode de vie. Pour moi, alors, c'était bien plus qu'une simple collaboration art-science. Il y avait une vraie raison de réunir ces deux sphères ici – chacune peut apprendre énormément de l'autre.

L'installation multi-écrans "Under" de Martina Amati, pour laquelle elle a collaboré avec Kevin Fong, peut être vue à Somewhere in Between, une exposition à la Wellcome Collection, ouverte jusqu'au 27 août 2018.


Natation et plongée

Le fluide n'est pas un milieu naturel pour maintenir la vie humaine après le stade fœtal, la respiration humaine nécessite une ventilation avec de l'air. Néanmoins, tous les vertébrés, y compris les humains, présentent un ensemble de réponses que l'on peut appeler un «réflexe de plongée», qui implique des adaptations cardiovasculaires et métaboliques pour conserver l'oxygène lors de la plongée dans l'eau. D'autres changements physiologiques sont également observés, soit induits artificiellement (comme par l'hyperventilation), soit résultant de changements de pression dans l'environnement en même temps qu'un plongeur respire à partir d'une alimentation en gaz indépendante.

L'hyperventilation, une forme de respiration excessive qui augmente la quantité d'air entrant dans les alvéoles pulmonaires, peut être utilisée intentionnellement par les nageurs pour prolonger le temps pendant lequel ils sont capables de retenir leur respiration sous l'eau. L'hyperventilation peut être dangereuse, et ce danger est fortement accru si le nageur descend en profondeur, comme cela arrive parfois en snorkeling. L'augmentation de la ventilation prolonge la durée de l'apnée en réduisant la pression de dioxyde de carbone dans le sang, mais elle ne peut pas fournir une augmentation équivalente de l'oxygène. Ainsi, le dioxyde de carbone qui s'accumule avec l'exercice met plus de temps à atteindre le seuil auquel le nageur est obligé de reprendre sa respiration, mais en même temps la teneur en oxygène du sang tombe à des niveaux anormalement bas. L'augmentation de la pression environnementale de l'eau autour du plongeur en apnée augmente les pressions partielles des gaz pulmonaires. Cela permet de maintenir une pression partielle d'oxygène adéquate dans le cadre d'une teneur en oxygène réduite, et la conscience reste intacte. Cependant, lorsque le dioxyde de carbone accumulé oblige enfin le nageur à remonter à la surface, la pression progressivement décroissante de l'eau lors de sa remontée réduit la pression partielle de l'oxygène restant. L'inconscience peut alors se produire dans ou sous l'eau.

Les plongeurs qui respirent à partir d'un appareil qui délivre du gaz à la même pression que celle de l'eau environnante n'ont pas besoin de remonter à la surface pour respirer et peuvent rester en profondeur pendant des périodes prolongées. Mais cet avantage apparent introduit des risques supplémentaires, dont beaucoup sont uniques en physiologie humaine. La plupart des dangers résultent de la pression environnementale de l'eau. Deux facteurs sont impliqués. À la profondeur d'un plongeur, la pression absolue, qui est d'environ une atmosphère supplémentaire pour chaque incrément de 10 mètres (32,8 pieds) de profondeur, est un facteur. L'autre facteur, agissant à n'importe quelle profondeur, est le gradient de pression hydrostatique vertical à travers le corps. Les effets de la pression, observés dans de nombreux processus aux niveaux moléculaire et cellulaire, comprennent les effets physiologiques de l'augmentation des pressions partielles des gaz respiratoires, l'augmentation de la densité des gaz respiratoires, l'effet des changements de pression sur les volumes de gaz -contenant des espaces dans le corps, et les conséquences de l'absorption de gaz respiratoires dans le sang et les tissus du plongeur, et leur élimination ultérieure, souvent avec la formation de bulles. Les multiples effets de la submersion sur la respiration ne sont pas facilement séparés les uns des autres ou clairement distinguables des effets connexes de la pression sur d'autres systèmes corporels.

L'augmentation du travail respiratoire, plutôt que les performances cardiaques ou musculaires, est le facteur limitant pour un travail physique intense sous l'eau. Bien que l'augmentation du travail respiratoire puisse être en grande partie due aux effets de l'augmentation de la densité des gaz respiratoires sur la fonction pulmonaire, l'utilisation d'appareils respiratoires sous-marins ajoute une résistance respiratoire externe significative à la charge respiratoire du plongeur.

La pression artérielle en dioxyde de carbone doit rester inchangée lors des changements de pression ambiante, mais la ventilation alvéolaire altérée en profondeur entraîne une certaine rétention de dioxyde de carbone (hypercapnie). Cela peut être aggravé par une teneur inspiratoire accrue de dioxyde de carbone, en particulier si le plongeur utilise un équipement de réinspiration en circuit fermé et en circuit semi-fermé ou porte un casque insuffisamment ventilé. Les niveaux d'oxygène alvéolaire peuvent également être perturbés en plongée. L'hypoxie peut résulter d'une défaillance de l'alimentation en gaz et peut se produire sans avertissement. Plus communément, les niveaux d'oxygène inspiré sont augmentés. L'excès d'oxygène peut être un poison à une pression partielle supérieure à 1,5 bar (« valeur d'équivalent de surface » = 150 %), il peut provoquer l'apparition rapide de convulsions, et après des expositions prolongées à des pressions partielles un peu plus faibles, il peut provoquer une toxicité pulmonaire de l'oxygène avec une capacité vitale réduite et plus tard un œdème pulmonaire. En plongée avec mélange de gaz, l'oxygène inspiré est donc maintenu à une pression partielle comprise entre 0,2 et 0,5 bar, mais à de grandes profondeurs, l'inhomogénéité de la ventilation alvéolaire et les limitations de la diffusion des gaz semblent nécessiter un apport d'oxygène supérieur à la normale.

La capacité respiratoire maximale et la ventilation volontaire maximale d'un plongeur respirant de l'air comprimé diminuent rapidement avec la profondeur, approximativement proportionnellement à l'inverse de la racine carrée de la densité croissante du gaz. Ainsi, la pratique d'utiliser un gaz inerte tel que l'hélium comme diluant d'oxygène à des profondeurs où l'azote devient narcotique, comme un anesthésique, a l'avantage supplémentaire de fournir un gaz respiratoire de densité moindre. L'utilisation d'hydrogène, qui dans un mélange avec moins de 4 pour cent d'oxygène est incombustible, offre un plus grand avantage respiratoire pour la plongée profonde.

Aux profondeurs extrêmes que peuvent désormais atteindre les humains, y compris des records de quelque 330 mètres (1083 pieds) pour la plongée sous-marine et de 214 mètres (702 pieds) pour la plongée libre, les effets directs de la pression sur le centre respiratoire peuvent faire partie de la « haute syndrome neurologique de pression » et peut expliquer certaines des anomalies d'essoufflement (dyspnée) et de contrôle respiratoire qui surviennent lors d'exercices en profondeur.

Le terme retenue de dioxyde de carbone est couramment appliqué à un plongeur qui ne parvient pas à éliminer le dioxyde de carbone de la manière normale. Une capacité à tolérer le dioxyde de carbone peut augmenter la capacité de travail d'un plongeur en profondeur mais peut également le prédisposer à d'autres conséquences moins souhaitables. Des valeurs élevées de dioxyde de carbone de fin d'expiration (la concentration maximale de dioxyde de carbone à la fin de l'expiration) avec un effort modéré peuvent être associées à une tolérance diminuée à la neurotoxicité de l'oxygène, une condition qui, si elle se produit sous l'eau, expose le plongeur à un grand risque. . La narcose à l'azote est renforcée par la présence d'un excès de dioxyde de carbone, et les propriétés physiques du dioxyde de carbone facilitent la nucléation et la croissance des bulles lors de la décompression.

Indépendamment de la profondeur de la plongée, les effets du gradient de pression hydrostatique local sur la respiration. L'effet de soutien de la pression de l'eau environnante sur les tissus mous favorise le retour veineux des vaisseaux non plus uniquement influencés par la gravité et, quelle que soit l'orientation du plongeur dans l'eau, cela se rapproche des effets du décubitus (c'est-à-dire couché) sur le système cardiovasculaire. et les systèmes respiratoires. De plus, la répartition uniforme de la pression des gaz dans le thorax contraste avec le gradient de pression hydrostatique qui existe à l'extérieur du thorax. La pression intrathoracique peut être effectivement inférieure à la pression de l'eau environnante, auquel cas plus de sang sera déplacé dans le thorax, ou elle peut être effectivement plus élevée, entraînant une diminution du volume sanguin intrathoracique. Le concept d'un point d'équilibre hydrostatique dans la poitrine, qui représente l'effet net des pressions externes et les effets de la flottabilité thoracique, s'est avéré utile dans la conception d'appareils respiratoires sous-marins.

Le gaz intrapulmonaire se dilate de façon exponentielle lors du retour régulier d'un plongeur vers la surface. À moins d'être ventilé, le gaz en expansion peut rompre les septa alvéolaires et s'échapper dans les espaces interstitiels. Le gaz extra-alvéolaire peut provoquer un « éclatement pulmonaire » (pneumothorax) ou le cheminement du gaz dans les tissus de la poitrine (emphysème médiastinal), s'étendant éventuellement dans le péricarde ou dans le cou. Plus grave, le gaz alvéolaire échappé peut être transporté par la circulation sanguine vers le cerveau (embolie gazeuse artérielle). C'est une cause majeure de décès chez les plongeurs. Le fait de ne pas expirer pendant la remontée provoque de tels accidents et est susceptible de se produire si le plongeur effectue une remontée d'urgence rapide, même à des profondeurs aussi faibles que 2 mètres (6,6 pieds). D'autres causes possibles de barotraumatisme pulmonaire comprennent la rétention de gaz par une partie malade du poumon et le piégeage des gaz en raison d'un collapsus dynamique des voies respiratoires pendant l'expiration forcée à faible volume pulmonaire.

La maladie de décompression peut être définie comme la maladie, suite à une réduction de pression, qui est causée par la formation de bulles de gaz qui ont été dissous dans les tissus alors que le plongeur était à une pression environnementale accrue. Les causes sont liées à l'insuffisance de la décompression du plongeur, peut-être au non-respect d'un protocole de décompression correct, ou parfois à la réponse idiosyncratique d'un plongeur à une procédure de décompression apparemment sûre. La pathogenèse commence à la fois par les effets mécaniques des bulles et leur expansion dans les tissus et les vaisseaux sanguins et par les effets de surface des bulles sur les divers composants du sang à l'interface sang-gaz. Le poumon joue un rôle important dans la pathogenèse et l'histoire naturelle de cette maladie et peut contribuer au tableau clinique. Une respiration superficielle et rapide, souvent associée à une douleur rétrosternale aiguë à l'inspiration profonde, signale le début de la maladie pulmonaire de décompression, les « étouffements ». Qu'il se produise seul ou dans le cadre d'un cas plus complexe d'accident de décompression, ce schéma respiratoire constitue une urgence aiguë. Il répond généralement rapidement au traitement par recompression dans une chambre de compression.


Records du monde sous-marin

Vous êtes-vous déjà demandé jusqu'où un plongeur (correctement formé) pouvait aller ? Ou jusqu'où quelqu'un pouvait-il nager en un seul souffle ? Lisez la suite pour en savoir plus sur certaines des réalisations les plus étonnantes de la plongée.

La plus longue nage sous-marine sur un souffle - Homme (2016)

En 2016, le Vénézuélien et PADI AmbassaDiver Carlos Coste a établi le record de la plus longue nage en eau libre au monde sur une seule respiration. En utilisant des palmes, Coste a nagé 580 pieds (177 mètres) en trois minutes et cinq secondes, battant son précédent record de distance de 492 pieds (150 mètres) établi en 2010. Voir l'événement record de Kralendijk, Bonaire, Antilles néerlandaises :

La plus longue nage sous-marine sur un souffle - Femme (2016)
La plus longue nage en eau libre sur une seule respiration (à l'aide de palmes) par une femelle est de 505 pieds (154 mètres). Marina Kazankova a établi le record à Bonaire le 9 septembre 2016. Elle aurait été habillée en sirène.

La piscine la plus profonde (2014)
Lorsque « Deep Joy » Y-40 a ouvert ses portes en 2014, il a dépassé Nemo 33 en tant que piscine de plongée la plus profonde du monde. Situé dans l'hôtel Terme Millepini à Padoue, en Italie, le Y-40 a une profondeur de 40 mètres. Il comprend des grottes sous-marines, des plates-formes à différentes profondeurs et un tunnel d'observation pour les non-plongeurs. En 2017, l'apnéiste Guillaume Néry a effectué un seul plongeon en apnée jusqu'au fond de la piscine.

Plongée sous-marine la plus profonde - Homme (2014)
L'instructeur PADI® Ahmed Gabr détient le record du monde de la plongée sous-marine la plus profonde. Gabr s'est entraîné pendant quatre ans avant la tentative, qui a abouti à un plongeon à 1090 pieds (332 mètres). "Je voulais satisfaire ma curiosité de savoir jusqu'où le corps humain peut aller, je faisais des recherches dans des livres et sur Internet mais je n'avais toujours pas la réponse absolue, alors j'ai compris que la meilleure façon de trouver la réponse était de l'essayer moi-même", dit Gabr.

La descente a duré 14 minutes, mais le voyage de retour de Gabr a pris un peu moins de 14 heures. Il a ajouté: "J'ai eu un bébé requin océanique à pointe blanche comme compagnie pendant 6 heures, je pense qu'il voulait dire félicitations."

Le précédent record du monde avait été établi en 2005, Nuno Gomes d'Afrique du Sud a plongé à 1044 pieds (318 mètres).

Deepest Dive Female Eau douce (2004) et eau salée (2015)
Verna van Schaik (Afrique du Sud) détient le record du monde de la plongée sous-marine féminine la plus profonde. En 2004, elle a plongé à 725 pieds (221 mètres) dans une grotte d'eau douce en Afrique du Sud. Sa descente a duré environ 12 minutes, tandis que l'ascension a pris cinq heures et 22 minutes.

PADI OWSI Ina Dimitrova a établi le record du monde féminin de la plongée sous-marine en eau salée la plus profonde en 2015. Elle est descendue à 659 pieds (201 mètres) en cinq minutes et quarante secondes. Son voyage de retour a duré environ cinq heures.

La plus longue diffusion en direct sous-marine (2017)
La plus longue diffusion en direct sous-marine au monde a eu lieu en mai 2017 à l'aquarium de l'hôtel Atlantis. Selon Nouvelles du Golfe, la station de radio anglophone Channel 4 a diffusé sous l'eau pendant près de cinq heures et demie.

Plongée sous-marine dans 115 pays (2013)

PADI Pro Karin Sinniger a plongé dans le livre des records en février 2013 aux côtés d'un éléphant nageant dans l'océan. Son expérience sous-marine a eu lieu en Inde, le 115e pays où elle avait enregistré une plongée.


La plupart des jours passés sous l'eau (2014)

Le professeur de biologie de Roane State et instructeur PADI Bruce Cantrell et le professeur adjoint Jessica Fain (un Divemaster PADI) ont vécu sous l'eau pendant 73 jours et deux heures à Jules’ Undersea Lodge. Cela a établi le record du monde de vie dans un habitat sous-marin fixe. Pendant leur séjour, les scientifiques ont animé une série de vidéos hebdomadaires intitulée Classroom Under the Sea (voir les archives des épisodes sur YouTube).

La plus longue chaîne de plongeurs en Amérique du Nord (2017)
Dixie Divers, un PADI Five Star IDC Center, détient le record nord-américain de la plus longue chaîne sous-marine de plongeurs (240) et en 2018, ils partent pour un monde tentative de record.

Chaque année, Dixie Divers organise un grand événement de nettoyage sous-marin. En 2017, plus de 500 plongeurs et bénévoles de topside y ont participé. La tentative de record du monde aura lieu le 16 juin 2018 après le nettoyage annuel. Le magasin de plongée espère que plus de 400 plongeurs seront impliqués. Si vous souhaitez participer, suivez Dixie Divers sur Facebook ou inscrivez-vous à leur newsletter pour obtenir les détails de l'événement à l'approche de la date.

Lectures complémentaires:
Pour des records du monde plus inhabituels (et totalement non vérifiés), consultez recordsetter.com pour des vidéos comme :

La plupart des briques de karaté hachées sous l'eau
Rubix cube résolu en un temps record sous l'eau
La plupart des captures jonglant avec trois balles sous l'eau

On se demande combien de challengers il y avait pour ces records ?

Pour prolonger vos records personnels de profondeur ou de temps passé sous l'eau, contactez votre PADI Dive Center ou Resort local et renseignez-vous sur les spécialités Deep Diver et Enriched Air Diver. Si vous souhaitez battre le record de Karin Singer pour la plongée sous-marine dans plus de 100 pays, demandez à votre magasin de plongée PADI local leurs prochains voyages de plongée.


95 Réponses à &ldquoTriton pas. Plongez, ou ne plongez pas, il n'y a pas de Triton.&rdquo

Les poissons ont besoin du même 02 que nous pour respirer. Si des poissons plus gros que les humains peuvent extraire et utiliser l'oxygène dissous dans l'eau à l'aide de leurs branchies, alors il est certainement possible que les scientifiques puissent trouver un moyen de créer artificiellement une branchie pour les humains. D'après ce que l'on sait des branchies des poissons, la zone devrait être plus grande que le dispositif triton, mais peut-être pas en utilisant les nanotechnologies. Cela me semble possible et doit être fait.

Matthew, les besoins métaboliques en oxygène des mammifères à sang chaud sont d'un ordre de grandeur plus élevés que ceux des poissons à sang froid. C'est l'une des raisons pour lesquelles chaque mammifère marin doit encore remonter à la surface pour respirer de l'air. Aucun mammifère n'a développé de méthode pour extraire suffisamment d'oxygène dissous de l'eau pour répondre à ses besoins.

Ce n'est qu'une idée enveloppée dans un style élégant. Le soi-disant inventeur n'a rien inventé. Il a dessiné de jolies images et fait un joli prototype probablement dans une imprimante 3D mais il n'y a rien à l'intérieur.

C'est un vœu pieux.
En guise de vérification de la réalité : le sel filtrant par RO de l'eau de mer a besoin de près de mille livres par pouce carré pour fonctionner et il pense que l'O2 pourrait être extrait avec une petite pompe alimentée par batterie ?

J'ai cru comprendre qu'ils avaient essayé de développer cela avec l'idée de remplacer un ensemble de plongée. Même si le triton était capable d'extraire suffisamment d'oxygène, on ne peut descendre que 15 à 20 pieds sous terre sans trop de risques. Les bouteilles de plongée à air non enrichi sont souvent remplies d'air qui, si je me souviens bien, contient plus d'azote que d'oxygène. Descendre en dessous de 20 pieds peut être très risqué car l'oxygène devient toxique sous pression. Malheureusement, il n'y a pas d'azote dans l'eau de mer. donc à partir de maintenant, il serait impossible de créer un appareil respiratoire qui puisse remplacer un ensemble de plongée, à moins que quelqu'un puisse inventer quelque chose pour produire de l'azote dans l'appareil sans avoir besoin d'un autre réservoir encombrant.


Cloches de plongée

Les cloches de plongée ont une longue histoire maritime comme l'un des premiers types d'équipements utilisés pour l'exploration et le travail sous-marins. De telles inventions ont été décrites par le philosophe grec Aristote au IVe siècle av. Son concept consistait à prendre des bouilloires métalliques sous les vagues pour transporter l'air vers les plongeurs d'éponges. L'élève d'Aristote Alexandre le Grand aurait utilisé une grande cloche de plongée en verre pour descendre à 25 mètres (82 pieds).

Peinture islamique du 16ème siècle d'Alexandre le Grand abaissée dans une cloche de plongée en verre. ( Domaine public )

Le visionnaire Léonard de Vinci a proposé des palmes, des tubas et un appareil respiratoire sous-marin pour explorer les mystères des profondeurs au XVIe siècle. Son équipement sous-marin arborait de grandes pointes qui devaient protéger contre les monstres marins.

Croquis de bouée de sauvetage par Léonard de Vinci (vers 1488-1490). ( Domaine public )

L'Italien Guglielmo de Lorena est crédité d'avoir inventé la première cloche de plongée à un homme en 1535. Il était doté d'un mécanisme d'alimentation en air révolutionnaire qui permettait au plongeur de rester sous l'eau pendant des heures en toute sécurité. Finalement, les combinaisons de plongée, l'équipement de plongée moderne et une compréhension scientifique de la façon dont la pression affecte le corps changeraient à jamais la profondeur et la durée de plongée des plongeurs.

Le royaume sous-marin est encore aujourd'hui plein de mystère et de sombres secrets. Avec notre équipement de haute technologie et notre science médicale avancée, nous ne pouvons toujours atteindre que certaines profondeurs et n'avons réalisé qu'une fraction du monde des grands fonds. Les connaissances que nous possédons sur les mystères et les richesses qui se trouvent au fond de nos mers proviennent directement de ces premières incursions courageuses entreprises par les anciens.

Image vedette : Le Ruins Lagoon situé dans les Royal Towers, abritant plus de 20 000 poissons pélagiques et récifaux profonds. (Saramarielin/ CC BY 2.0 )


Apprendre à faire de la plongée - Hier et aujourd'hui

En 1979, pendant ma deuxième année au lycée, pour mon anniversaire, mes parents m'ont acheté un cours de certification de plongée. J'avais toujours été intrigué par l'idée, surtout en regardant Jacques Cousteau à la télévision. Scuba, abréviation de Self-Contained Underwater Breathing Apparatus, vous permet de prendre un réservoir d'air sous l'eau et de respirer. Il n'y a pas de connexion à la surface, contrairement à la plongée avec casque qui utilise un tuyau.

En 1979, pendant ma deuxième année au lycée, pour mon anniversaire, mes parents m'ont acheté un cours de certification de plongée. J'avais toujours été intrigué par l'idée, surtout en regardant Jacques Cousteau à la télévision. Scuba, abréviation de Self-Contained Underwater Breathing Apparatus, vous permet de prendre un réservoir d'air sous l'eau et de respirer. Il n'y a pas de connexion à la surface, contrairement à la plongée avec un casque de sécurité qui utilise un tuyau vous reliant à une source d'air fournie par la surface.

Avec la plongée libre, vous êtes libre de nager, un véritable aqua-naute avec un aqua-poumon ! Inventé pour la première fois par Emile Gagnon et Jacques Cousteau dans les années 1940, ce concept et cette technologie vous ont libéré comme rien d'autre de ce qui pouvait être fait sous l'eau. Il est rapidement devenu son propre sport, sa profession et son industrie.

Les aspects de la plongée, incorporant une technologie et une formation ou un enseignement plus récents, ont mis du temps à mûrir. Dans les années 1970, il était encore en développement, en fait il l'est toujours. À l'époque, les premiers cours de plongée étaient généralement dispensés par d'anciens gars de la Marine, durs comme des clous. Les activités physiques et en classe étaient censées être stimulantes. La certification n'était pas seulement un cours à suivre, mais une croyance et une acceptation de procédures et de préparations appropriées pour assurer votre sécurité. Apprendre ce processus a nécessité un engagement assez réel de la part de tout plongeur potentiel.

L'industrie de la plongée a depuis rationalisé une grande partie de son temps de formation et de ses procédures de certification, principalement pour s'adapter aux nouvelles technologies, mais aussi pour des raisons financières. Des cours ou une formation trop longs ou trop difficiles peuvent effrayer les plongeurs potentiels. Bien sûr, cela offre un terrain fertile pour le débat quant à savoir si les cours de certification d'aujourd'hui préparent ou forment les plongeurs de manière adéquate et sûre. On peut accumuler plusieurs niveaux de certification en suivant des cours, tout en ayant encore très peu de plongées réelles pour acquérir de l'expérience. C'est vraiment un bon débat. Personnellement, je pense que cela dépend de vous le plongeur, de votre instructeur spécifique et des attitudes et du ton que chacun d'entre vous adopte envers le cours.

À la fin des années 1970, la plongée était encore considérée comme un nouveau type d'expérience, sa technologie étant encore assez approximative. Les combinaisons n'étaient que d'épaisses couches constrictives de néoprène avec des rabats de fixation en queue de castor. Les masques étaient gros et volumineux, nécessitant beaucoup d'air pour éliminer les fuites qui se produisaient invariablement. Les chars avaient des vannes en J pour votre réserve d'air, lorsque vous respiriez et que rien ne venait, vous saviez qu'il était temps d'engager le mécanisme de réserve. Les plongeurs étaient considérés comme à la pointe de la technologie s'ils disposaient d'un instrument de mesure de la pression ou de la profondeur. Les dispositifs de flottaison étaient essentiellement une vessie à air à collier avec une cartouche de CO2 d'urgence, que vous tiriez pour gonfler pour vous amener à la surface, si nécessaire.

Mon instructeur de plongée était aussi mon professeur de biologie au lycée. Il a aidé à la recherche et au sauvetage pour le service d'incendie local, et à l'époque, c'est là que nous remplissions nos réservoirs. C'était un gars sensé et je savais que le cours serait rigoureux et approfondi, tout comme son cours de biologie. Et c'était.

En 1979, mon cours de base de certification de plongée sous-marine du YMCA consistait en six semaines d'enseignement en classe et en piscine, puis deux plongées en eau libre dans une carrière locale. Aujourd'hui, la plupart des cours de certification peuvent être suivis par le biais d'un apprentissage vidéo en ligne, puis d'un enseignement en piscine. Le résultat est que plus de plongeurs sont certifiés plus tôt. On comprend pourquoi l'industrie aimerait cela.

J'avais hâte de commencer. La classe était le mardi et le jeudi soir pendant trois heures. Je marchais jusqu'au parking de l'école et montais avec mon professeur et deux autres élèves jusqu'à la piscine la plus proche, à environ 45 minutes. Ils avaient une pièce que nous utilisions pour l'enseignement en classe, puis nous allions à la piscine. C'étaient des soirées amusantes mais méchantes, longues et fatigantes. I remember dragging myself home exhausted and into bed pretty late…but I was totally hooked.

For classroom instruction we dove into all applicable physics laws, such as Charles’ Law and Boyle’s Law, pertaining to compressed air, how it affects your lungs at depth, as well as the timing of nitrogen build up in your bloodstream and how to "off-gas" it out of you before resurfacing. Another challenge to me was learning dive tables, laminated cards which mathematically helped you design your dives as to how deep you would go and for how long, as well as how long your surface interval had to be between multiple dives, all to avoid decompression sickness.

Of course, this was before dive computers, which now pretty much do all that work for you and just beep or flash when you approach decompression limits. This was also before much use of video, so instruction was the old fashioned way, with plenty of interaction between instructor and students, maybe some slides from an old projector.

Pool sessions were pretty rigorous. For the first two weeks, we did not touch any scuba gear. Instead we just swam around with mask, fins and snorkel, showing the instructors we could be comfortable in the water. For one drill, they dumped dozens of golf balls into the deep end as we lined the shallow end. In one breath, we then swam the length of the pool underwater to the deep end and tried to gather as many golf balls as possible before we had to surface.

What I learned from that drill was to calm down with my swimming underwater the length of the pool, to conserve my air, then calmly go about collecting golf balls, all the time working on convincing myself that I was fine and did not yet need to break for the surface. It helped me think that maybe I could get one more golf ball, or maybe one more after that. This really helped develop air discipline.

We also did the float test, where you just float in the water without touching anything for 30 minutes. Might sound easy, but try it some time. Again, it helped teach you to stay calm and conserve energy, since flailing around tires you out and burns air, whether at surface or underwater. This is why you see experienced scuba divers breathing calmly and puttering along usually with arms folded in front of them. I am glad to see they still do that drill, it taught me air management.

The buddy breathing drill is now a thing of the past, since today’s divers have an "octo" or spare regulator to breathe from, if there is a problem with their primary regulator. So if you have an out-of-air emergency (OOA), you approach your buddy and use their octo, and they expect to do the same. When I certified, there were no such things as octos you had your one regulator…so we would practice with a buddy up and down the pool passing a regulator back and forth between us. Gave me new perspective to the concept of dive buddy!

Another drill no longer used is when we took all our gear into our arms and jumped into the deep end. You sink to the bottom, organize yourself, assemble the gear and put it on, then swim back up. On the bottom, your first task was to get your air going, get the regulator into your mouth then find your mask to put on and clear. You were then in business and could properly put on everything else in a methodical way. This taught me to know my gear, sometimes just by feel. More on no visibility diving later!

Towards the end of my course, we would swim along a predetermined route in the pool while the instructor and assistants would swim around us purposely knocking our masks ajar or completely off, which obviously flooded them. We would then stop, calmly get the mask set right, clear it of water then continue on our way. They would also sneak up behind you and turn your air off, which suddenly caught us short of air flow. Again, we would stop, calmly reach behind and turn the knob back on and continue breathing. Taught us not to jump right into panic mode and break for the surface if something went amiss.

In fact, the entire course was designed to teach you to deal with things that probably might never happen, but to be mentally prepared for something if it did. In a cold local quarry that spring, we repeated a lot of those skill drills for our open check-out dives. We then chased turtles and fish around and had a great time. Receiving my YMCA Scuba Diver certification was pretty cool and started me on a great phase of my life. It also came with a patch!

Scuba diving is incredibly safe, but you need to be smart about it and prepared for it, like keeping your gear in good working condition. Or gauging dive conditions like water and weather, as well as your own limitations. The key is to be comfortable in the water. Mottos like "plan your dive and dive your plan" or "don’t hold your breath" or "the ocean will always be there" keep you focused, flexible and accountable. Proper training and attitude are important, whether it takes a six-week course or not. It is how you approach it. The result is an extremely enjoyable sport that opens up a new world filled with life, history, science and much more.


Under water breathing apparatus?

Bonjour à tous!
I've got a crazy idea which I believe is easier and a more fun way to clean my inground pool. I've been diving down with my vacuum hose and been cleaning that way. However I need a way to breathe under water. I tried a garden hose attached to a snorkel and this didn't work past a couple feet deep. Anyone have anything that works?

Yes, I've got an automatic cleaner, but I would rather do it this way sometimes!
Merci
Bryan

LauleaHere&There

Woodyp

Bcobb

Active member

Andrew Sarchus

Active member

As I recall there is a fairly shallow limit (3-4 feet?) beyond which a snorkel won't work because the pressure outside your body is so much higher than the pressure at the end of the snorkel.

On the bright side, this should do a lot for your cardio fitness.

Belldiver

Well-known member

There's really no cheap way to breathe safely underwater, even just in a swimming pool. As you've already noticed, just extending your snorkel to the surface will not work.

People do breath with regulators off of basic shop type air compressors, but they are not meant for breathing air. They have the wrong lubricating oil in them and are generally not filtered properly for breathing. Also risks of Carbon Monoxide poisoning.

Next cheapest option is actual Scuba equipment. You can find this fairly cheap all over eBay or Craigslist if you know what you are looking for, BUT, no reputable Scuba shop will fill your tank unless you are a certified Scuba diver.

Another option is a small Low Pressure air compressor they sell for snorkelers. It floats on an innertube with about 30' of hose trailing down. Still some hazards if you don't understand differential pressure, and just how easily you can overinflate a human lung. Generally this is referred to as a "Hooka" rig. See Brownies Third Lung, below. Still not cheap new, but you could possibly find one used? They sell these alot to yacht owners for cleaning hulls. Pretty much the same thing as cleaning a pool.


The pressure of scuba diving

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At 25 feet below the surface of the water, Alex Whitaker’s tooth started to ache. When he tried to dive deeper, the pain grew worse.

“It felt like my tooth was going to explode,” says the 17-year-old high school junior from Hackley School in Tarrytown, N.Y. Alex learned to scuba dive on a school trip to Belize and Guatemala. On a scale from 1 to 10, Alex says, the oral agony weighed in at an excruciating 9. “It was the most painful thing I’ve ever felt in my entire life,” he says.

Scuba diving can drop you into a cool blue underwater world. It can also be a painful experience if you’re not careful.

Alex’s so-called tooth squeeze is just one of the unpleasant experiences that can happen to a scuba diver. On the same trip, Tommy Goff, 17, surfaced from his first open-water dive with a bloody nose that turned the inside of his mask red. Annie Brock, 17, had the same problem. She also suffered from ear pain all week, making it hard for her to descend.

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I traveled with the group, too. And though my ears, teeth, and nose were fine, I had a few bouts of seasickness and post-diving fatigue that left me feeling dizzy and nauseous. A few students threw up over the side of the boat on one particularly rough day.

Scuba stands for “self-contained underwater breathing apparatus.” The diver wears all the equipment he or she needs to stay underwater.

Scuba apparatus includes a tank of compressed air toted by the diver on his or her back, a hose for carrying air to a mouthpiece, a facemask that covers the eyes and nose, regulators that control air flow, and gauges that indicate depth and how much air remains in the tank.

A diver who stays down too long, swims too deep, or comes up too fast can end up with a condition called “the bends.” In this case, bubbles of gas in the blood can cause intense pain, even death.

Getting ready to go scuba diving.

“A friend of mine dove to 350 feet once,” says Dave Heaney, a diving instructor from Ft. Lauderdale, Fla. “He’s now paralyzed permanently from the neck down.” Dave met our group in Belize and gave scuba instruction to several of the kids.

Laws of physics

For the most part, scuba diving is a relatively safe activity—as long as you have a healthy respect for the laws of physics. Basically, it all comes down to pressure.

Even though you might not normally notice, air actually has weight. At sea level, 14.7 pounds of air press down on every square inch of your body. As you go up in altitude, you encounter less air and less air pressure. That’s why it’s harder to breathe on top of a tall mountain. In outer space, there’s no air at all, and astronauts have to wear spacesuits to keep from blowing up like a marshmallow in a microwave.

Underwater, the opposite happens. Water is nearly 800 times denser than air and much heavier. As you dive deeper and deeper, the force of all that water can do funny things to your body.

Emily gets ready to take the plunge.

Ear pain is the most common problem, caused by an imbalance between air inside your ears and air outside your body. On an airplane or underwater, most people have to “pop” their ears to “equalize” the pressure. Equalizing is harder for some people than for others, especially when they have colds or sinus congestion.

Increased pressure underwater also affects how we breathe. At depth, pressure compresses the lungs. Divers take in more air as they descend, and their bodies absorb more nitrogen the deeper they go.

One possible consequence is called nitrogen narcosis. Below certain depths, confusion can set in. “I once had a guy who thought he was Superman,” Dave says. “He tried to climb a wreck but didn’t remember it later. He also tried to give his regulator to the fish.”

“The bends” are even scarier. As you come to the surface from a dive, nitrogen gas can bubble up in your body like carbonation in a freshly opened can of soda. If you swim up too fast, decreasing pressure makes the bubbles expand, which can cause severe pain in your joints and create other problems in your body. Without immediate medical attention, the bends can be fatal.

To avoid these perils, most divers use tables or small computers that calculate how long they can spend underwater at certain depths. On all 10 of our dives in Belize, we made sure to take a 3-minute safety stop at 15 feet, and we rested between dives to let some of the nitrogen ooze out of our bodies.

Scuba diving can reveal a fascinating world of undersea creatures and formations.

As for Alex, he knew right away what was happening. He had been to the dentist just 2 months earlier to get a cavity filled, and there must have been a lingering air pocket in his tooth. He came up to the surface as soon as he felt pain. By the end of the day, the pain was largely gone.

Most of the other divers in our group emerged unscathed from their scuba-diving adventures. “I thought it was the most incredible thing I’ve ever done,” says Eliza Murray, a 17-year-old Hackley junior. “It was more relaxing than anything I’ve done before.”

Which goes to show that physics can be a drag—but it doesn’t have to hurt!


How Scuba Works


Photo courtesy NOAA/Dept. of Commerce
To become a scuba diver, you must be at least ten years old and take an open water certification course. See more pictures of marine life.

In 1943, the famed oceanographer Jacques Cousteau, de même que Emile Gagnan, invented the aqualung, more commonly referred to as scuba (self-contained underwater breathing apparatus). Scuba made divers more mobile and revolutionized exploration of the oceans. Since then, many advances in scuba technology have made the equipment easier to use, safer and more affordable, allowing many people to enjoy this fascinating adventure. The Professional Association of Diving Instructors (PADI) says that each year, almost 1-million people get certified for recreational scuba diving. You can undertake weekend outings to explore offshore shipwrecks and coral reefs or go on longer dive vacations to exotic locations, perhaps meeting such creatures as sharks, dolphins and whales.

In this article, we will look at the underwater world, examine the scuba equipment and explore how your body reacts to the underwater environment. You'll also find out what you need to do to take part in this sport.

­The underwater environment is hostile to humans and offers unique challenges to the scuba diver with respect to breathing, temperature control, visibility and buoyancy. The basic equipment that you need for scuba diving allows you to cope with the underwater environment. In total, you carry 60 to 75 pounds (27 to 34 kg) of equipment with you into and out of the water.

Let's take a closer lo­ok at the equipment. First we'll find out what it takes to control temperature and buoyancy.

Wet Suits, Dry Suits, and Buoyancy Control

To keep warm underwater, divers wear insulating suits, either wet suits ou dry suits. The wet suit traps a thin layer of water between the insulating rubber of the suit and your body. Your body heat warms the water, which then keeps you warm. Wet suits should fit snugly (a loose wet suit will constantly leak in cold water). Wet suits come in short (covers only the arms and torso) or full-body lengths.

In contrast to wet suits, dry suits are made of a double-walled material with an insulating air space between the layers. They have tight fitting necks, wrists and ankles to prevent water from leaking in. They keep you warm because air is a better insulator than water and because you can wear undergarments with them.

The choice of wet versus dry suits depends on the water temperatures encountered during the dive:

  • Bare skin or nylon wet suit - 82 to 90 degrees Fahrenheit (28 to 32 Celsius)
  • Shorty wet suit - 78 to 90 F (25 to 28 C)
  • Full-body wet suit - 68 to 85 F (20 to 29 C)
  • Dry suit - below 72 F (22 C)

Wet suits and dry suits also have accessories including gloves, boots, vests and hoods.

Buoyancy Control
Underwater, it is important to control your depth at pre-determined levels set in your dive plan. To do so, you must be able to control your buoyancy, the upward force of the water on you. Buoyancy is caused by a difference in pressure between the upper part and lower part of an object. It is related to the object's weight and density, which determines the weight of water displaced by that object.

Buoyancy control device, showing front (left) and back (right)

To control buoyancy, divers use a buoyancy control device (BCD), which is also called a buoyancy compensator (BC), and lead weights. The BCD is a vest consisting of a coated rubber bladder that can be inflated or deflated with low-pressure air, either directly from the regulator's first stage or by mouth through an inflation tube. BCDs usually have a backpack type harness for holding the air cylinders and come in front-collar, vest and back-mounted styles. BCDs contain several pockets for equipment.

Because the wet suit itself is buoyant, you must add additional weights to counter this buoyancy. The weights can be attached to separate belts that the diver wears. Weights can also be inserted into the pockets of BCDs, and some newer BCDs have weight belts integrated into them. ­

Scuba enthusiasts often find that cliff diving is right up their alley. Check out this great cliff diving article and stunning video from Discovery Channel&rsquos Fearless Planet for more information about this daring and exciting adventure sport.

­Now, let's­ take a look at breathing underwater.

Scuba Breathing Apparatus

Typical recreational scuba divers breathe either compressed air (78 percent nitrogen, 21 percent oxygen) or an oxygen-enriched, nitrogen-oxygen combination called Nitrox (64 to 68 percent nitrogen, 32 to 36 percent oxygen). The gas is contained in a cylinder that you carry on your back. The typical cylinder is made of aluminum, weighs about 31 pounds (14 kg) empty and holds 80 cubic feet (2,265 L) of air at 3000 pounds per square-inch (psi), or 204 atmospheres (ATM). This volume of gas would approximately fill a phone booth and weighs about 7 pounds (3.2 kg).


Scuba gas cylinders


Scuba regulator, showing second stage (left) and first stage (right)

You cannot breathe directly out of the tank because the high pressure would damage your lungs. Therefore, the cylinder is fitted with a régulateur. The regulator does two things: It reduces the pressure from the tank to a safe level for you to inhale, and it supplies air on-demand. To accomplish these tasks, regulators have two stages:

  • First stage - The first stage attaches to the cylinder. It reduces the pressure from the tank (3000 psi or 204 ATM) to an intermediate pressure (140 psi or 9.5 ATM).
  • Second stage - The second stage is connected to the first stage by a hose. It reduces the pressure from the intermediate pressure to ambient water pressure (such as 1 to 5 ATM depending upon depth). The second stage also supplies air, either only when you inhale (typical operation) or continuously (emergency operation).

The first stage consists of high-pressure and intermediate-pressure chambers, separated from each other by either a valve-diaphragm combination or a piston, which is in contact with the ambient water pressure. The high-pressure chamber receives air directly from the cylinder, while the intermediate-pressure chamber is in contact with the ambient water pressure through the diaphragm or piston. The system operates like this:

  1. You inhale, thereby lowering the pressure in the intermediate-pressure chamber to below the ambient water pressure.
  2. The water pressure pushes inward, opening the valve or piston.
  3. The open valve connects the high-pressure chamber with the intermediate pressure chamber.
  4. Air flows from the high-pressure chamber into the intermediate-pressure chamber, thereby increasing the pressure in the intermediate-pressure chamber.
  5. When the pressure in the intermediate-pressure chamber equals the ambient water pressure, the valve or piston closes.
  6. The process repeats when you inhale again.

The first stage usually has several ports with hoses that lead to the second stage as well as to other devices, such as an additional second stage, tank-pressure gauge and/or buoyancy control device (BCD -- more on this later).


Inside a regulator's second stage

The regulator's second stage consists of:

  • Plastic chamber with an outer rubber diaphragm that is in contact with ambient water pressure
  • Purge button
  • Inner valve that is connected to a movable lever
  • Exhaust valve
  • Mouthpiece

The second stage is connected by a hose to the intermediate-pressure chamber of the first stage. This is how the second stage operates:

  1. You inhale, thereby lowering the pressure within the second stage to below the ambient water pressure.
  2. The water pressure presses in on the diaphragm membrane and moves the lever.
  3. The lever's movement opens the inlet valve. This allows air to flow into the second stage from the first stage, and into your lungs through the mouthpiece.
  4. When you exhale, the pressure in the second stage exceeds the ambient water pressure and pushes out on the membrane.
  5. The membrane moves away, allowing the lever to return to its normal position and thereby closing the inlet valve.
  6. The increased second-stage pressure opens the exhaust valve and allows the exhaled air to leave the second stage.
  7. When you inhale again, the exhaust valve closes and the process repeats.

The regulator must be cleaned with freshwater after each dive to eliminate salt water, silt and debris that would prevent the movements of the various valves and membranes and corrode the parts. Regulators should also be serviced at least once per year. Because the regulator is one of the most important pieces of equipment, many divers choose to purchase their own regulators (instead of rent) so that they can be confident that the regulator is in good working order and has been properly maintained.

The final parts of the breathing apparatus are accessories that contain emergency or alternate air supplies. They include the following:

  • Pony tanks - These are smaller cylinders that strap onto the main cylinder. Pony tanks contain air and have their own regulators. They provide enough air for many emergency situations, such as an ascent from a fairly deep depth.
  • Spare air unit - The spare air unit has the regulator built directly into the on/off valve. It is lightweight and can be carried in the pocket of a BCD. It is designed to provide only enough air to allow you to ascend from a shallow depth.
  • Snorkel - This is a small, J-shaped, lightweight breathing tube with a mouthpiece on one end. It attaches to your mask. When at the surface, the snorkel allows you to breathe outside air when you are swimming face-down, thereby conserving tank air.

Diving Physics, Physiology and Hazards

Underwater, your body must deal with two major issues: pressure and temperature. Pressure affects the amount of nitrogen and oxygen gases that dissolve in your blood and tissues. Pressure also affects your ears and sinuses. The ability of water to absorb your body heat can lower your body temperature and put you at risk for hypothermie.

Problems: Dissolved Gases Under Pressure
The air we breathe is a mixture of mostly nitrogen (78 percent) and some oxygen (21 percent). When you inhale air, your body consumes the oxygen, replaces some of it with carbon dioxide and does nothing with the nitrogen. At normal atmospheric pressure, some nitrogen and oxygen is dissolved in the fluid portions of your blood and tissues. As you descend under the water, the pressure on your body increases, so more nitrogen and oxygen dissolve in your blood. Most of the oxygen gets consumed by your tissues, but the nitrogen remains dissolved. Increased nitrogen pressure has two problematic effects on your body: nitrogen narcosis et residual nitrogen.

First, when the nitrogen partial pressure reaches high levels, usually those experienced when you reach depths of about 100 ft (30 m) or more, you experience a feeling of euphoria called nitrogen narcosis. The feeling of euphoria is like that experienced when a dentist or anesthesiologist gives you nitrous oxide (laughing gas). Nitrogen narcosis can impair your judgement and make you feel relaxed or even sleepy -- meaning you could start to ignore your instruments, your dive buddy and even drown. Narcosis comes on suddenly and without warning, but can be relieved by ascending to a shallower depth because the nitrogen starts to come out of solution as pressure decreases.

Second, the amount of excess nitrogen in your tissues depends on how deep you dive and the amount of time you spend at those depths. The only way that you can rid your body of residual nitrogen, excess nitrogen in your tissues, is to ascend to the surface, which relieves the pressure and allows the nitrogen to come out of solution. If you ascend slowly, the nitrogen comes out of solution slowly. However, once you reach the surface, you still have residual nitrogen in your system, so you must relax before your next dive and give your body time to get rid of the residual nitrogen before you dive again.

In contrast, if you ascend rapidly, the nitrogen comes out of your blood quickly, forming bubbles. It's like opening a can of soda: You hear the hiss of the high-pressure gas and you see the bubbles caused by the gas rapidly coming out of solution. This is what happens in your blood and tissues. When nitrogen bubbles form in your system, a condition known as decompression sickness ou "the bends", they block tiny blood vessels. This can lead to heart attacks, strokes, ruptured blood vessels in the lungs and joint pain (one of the first symptoms of decompression sickness is a "tingling" sensation in your limbs).

The best way to avoid decompression sickness is to minimize residual nitrogen by adhering to the "no decompression" depths and bottom times provided by dive tables. If you violate the "no decompression" limits, you have to stay underwater longer, for various times at pre-set depths (determined by dive tables), to allow the nitrogen to come out of your system slowly. This can present problems because you're dealing with a limited air supply and if you ignore the decompression guidelines, you will suffer "the bends," have to be airlifted to a decompression chamber and be decompressed under emergency medical conditions. It's a life-threatening situation.

We have talked about nitrogen under pressure, but what about oxygen?

Effects of Scuba Diving on the Body

High-pressure oxygen can cause convulsions, seizures and drowning. Oxygen toxicity comes on quickly and without warning. For most divers breathing compressed air, this won't occur until they've reach about 212 ft (65 m) below the surface -- usually deeper than "no decompression" limits. However, for divers breathing Nitrox, oxygen toxicity will occur at a shallower depth because the oxygen partial pressure in the gas mixture is higher. The best advice for avoiding oxygen toxicity is to be aware of your depth limit and stick to it.

One final note about gases under pressure: They must flow freely in and out of your lungs at all times during your dive. If you hold your breath while ascending, the gases inside will expand and could block the circulation in your lungs (embolism) or even rupture your lungs (pneumothorax). Therefore, never hold your breath while breathing from scuba gear!

Effects of scuba diving on the body


Ears and Sinuses

Within your head and skull bone are air spaces, sinuses within the bone itself, and air pockets in the ear canal. As you descend in the water, water pressure squeezes the air in these spaces, causing a feeling of pressure and pain in your head and ears. You must equalize the pressure in these spaces by various methods, such as closing your nostrils and gently blowing your nose. If properly equalized, your sinuses can withstand the increased pressure with no problems. However, sinus congestion caused by cold, flu or allergies will impair your ability to equalize the pressure and may result in damage to your eardrum.

Hypothermia
A water temperature below body temperature draws heat from the body. It is important to have proper thermal protection (wet or dry suits) to avoid hypothermia. Shivering is your body's response to lower body temperature and one of the beginning symptoms of hypothermia you should end your dive if you begin to shiver.

Other Risks
Increased physical exercise underwater can lead to fatigue, dehydration, and intestinal or skeletal muscle cramps. Divers should be aware of their physical limits and not push their boundaries.

While there are many risks involved in scuba diving, new divers can minimize the dangers through proper education and training. Open-water certification programs emphasize diving physiology, diving hazards and safe diving practices. A trained diver can enjoy the sport safely with minimal health risks.

Scuba: Additional Equipment

Divers have numerous gauges that provide information. Typically, they carry a gauge that tells them the air pressure in the cylinder, a gauge that tells them their depth and a compass for navigation. These gauges are often arranged on a single console that clips to the BCD. In addition, some divers may also carry a dive computer on their wrist to keep track of their depth and allowable bottom times. The dive computer consists of a battery-poweredmicroprocessor that is programmed with the dive plan. The computer keeps track of depth and time and calculates the diver"s allowable bottom time about 200 times per second.

Information gauges (left) and wrist-worn dive computer (right)

Vision and Locomotion
When you"re diving, you wear a mask so you can both see and close off your nose from water. Masks can be single face plates or double face plates, and can be made with customized, prescription lenses for divers who wear eyeglasses.

Diver"s mask and fin

To swim easily in the water, you wear fins on your feet. Fins come in a variety of styles and colors, including full-feet and half-feet designs.


Dive knife

Accessoires
You can also carry the following accessories:

  • Dive knife - small knife used by divers to cut themselves free if equipment gets tangled
  • Dive slate board - small board to write on, used when divers must communicate with each other (Some dive boards are actually Magna doodles.)
  • Dive light - flashlight for illuminating objects underwater
  • Safety float - float with a line and dive flag that stays on the surface and warns passing boaters that there are divers beneath the surface
  • Signaling device - device such as a whistle or air horn, used by a diver to draw attention to himself on the surface if he gets separated from partners or dive boat

You may also choose to keep a dive kit on the boat, containing various items to repair equipment, books for planning and logging dives and first-aid kits for treating injuries.

To train for scuba diving, you should be in reasonably good physical condition. It would not hurt to have a medical check up and discussion with your physician prior to training. The first step is to take an open water certification course (PADI or NAUI). For this course, you must be at least 10 years old. The course addresses:

Orientation - receive a basic introduction to the sport

Academic training - learn about diving physiology and hazards, scuba equipment, safety, use of dive tables, planning and emergency procedures

Skill training in confined environment - practice diving skills in a pool or other confined body of water

  • clear a mask that's filled with water
  • recover a regulator after it has come out of your mouth
  • put on and take off equipment in the water
  • perform neutral-buoyancy techniques
  • establish proper weighting
  • do a controlled emergency ascent
  • breathe from a buddy's air supply

Open-water skills - demonstrate the same skills in an open-water environment (river, quarry, lake, ocean). You will make at least four open-water dives as part of your open-water training.

You need your open-water certification card to rent dive equipment. Although you do not need to renew your certification, refresher courses are advised for certified divers who have not gone diving in a long time.

After open-water certification, you may decide to pursue further dive training at several levels:


Voir la vidéo: Paraphernalia for Scuba diving! Let swim u0026 explore! #scubadiving #scuba #divingisfun #scubagear (Novembre 2022).