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Qu’elle soit professionnelle ou de loisir, la plongée subaquatique est régie par des contraintes physiques et réglementaires qui se veulent proches, ou très proches partout dans le monde. Comme beaucoup d’activités, le développement informatique, l’apogée de la miniaturisation, les progrès effectués sur les écrans et sur l’affichage, sur les évolutions de l’interface homme/machine,etc.  ont largement impacté la pratique courante de la plongée. C’est le cas notamment de la sécurité dans la pratique d’activités subaquatiques, puisque l’arrivée sur le marché des ordinateurs de plongée dans les années 1980/1990 et leur constante évolution permettent aujourd’hui d’aborder différemment les choses.

Les origines des ordinateurs de plongée et un peu de thermodynamique…

On sait tous qu’un plongeur loisir plonge avant tout pour décompresser de sa vie Ô combien si stressante, mais le terme de décompression prend aussi tout son sens lorsqu’il désire remonter à la surface, à la fin de sa plongée. En effet, le plongeur, pour respirer sous l’eau, embarque une bouteille dans laquelle est comprimé de l’air à haute pression (environ 200 bars, soit 20 fois la pression de votre station de gonflage pour gonfler vos pneus de voiture). Afin d’être en mesure de respirer cet air sans se déchirer les poumons, le plongeur va adapter des détendeurs qui vont permettre de réduire la pression en sortie, et de transformer cet air respirable lorsqu’il évoluera sous l’eau. On appelle cela les étages du détendeur : un premier étage va diminuer la pression de 200 bars à environ 8 à 10 bars au dessus de la pression ambiante, et un deuxième étage situé devant la bouche du plongeur, va diminuer la pression restante à la pression ambiante, c’est à dire à celle du milieu dans lequel le plongeur évolue.

detendeur

En effet, dés lors que vous vous immergez à une profondeur supérieure à 50 cm, la pression de l’eau sur votre corps est telle que les muscles de votre cage thoracique ne sont plus suffisamment puissants pour la contrer. Il faut donc une « assistance » qui est délivrée par la surpression de l’air en sortie du détendeur, qui va l’adapter au moyen d’une membrane flexible. Quand le plongeur inspire, la dépression générée tire sur la membrane qui actionne un levier qui laisse passer l’air sous pression et alimente ainsi les poumons sans avoir à forcer. Pour se rendre compte de cette force invisible, essayez de respirer à un mètre sous la surface d’une piscine au moyen d’un tuyau d’arrosage : vous verrez que cela est impossible !

Utiliser de l’air comprimé est donc nécessaire mais n’est pas sans risque. Les travaux du Commandant Cousteau, inventeur de ce système dans les années 60, l’ont largement montré conjointement aux recherches fondamentales pratiquées par la Marine Nationale.  Il est vrai que transporter une bouteille de 20 litres et de 200 bars de pression dans son dos nécessite quelques précautions d’usage et n’est pas anodin : cela implique des révisions régulières du matériel et notamment des surfaces des bouteilles, appelées « bloc ». Mais les contraintes ne se limitent pas au niveau technique : en effet, Cousteau s’est vite rendu compte, lors de ses plongées, que l’air comprimé qu’il respirait en profondeur, avait un impact sur sa physiologie et sur son corps. L’air est composé de 78% d’azote, 21% de dioxygène et 1% de gaz rares, comprimé ou non.

air

L’azote que nous respirons à la surface n’est qu’une sorte de « diluant » qui n’est pas consommé et intégré par notre organisme. En revanche, dès lors que la pression augmente au fur et à mesure que le plongeur descend, cet azote va quand même entrer dans son corps. Mais comme il n’est pas utilisé, il va simplement se diluer dans le sang, aller se stocker et attendre.  Lors de la remontée, il va donc être intact et demander à sortir, l’idéal étant par la ventilation et les voies naturelles à l’inverse du stockage. Sauf qu’une remontée rapide, donc une décompression rapide, peut provoquer l’effet « bouteille de champagne » et voir apparaitre des petites bulles d’azote dans le sang : il faut donc impérativement gérer sa vitesse de remontée, au besoin effectuer un ou plusieurs paliers (arrêts à un certaine profondeur) qui permettront à l’azote de s’évacuer tout seul et sortir en toute sécurité par les voies aériennes. Et c’est là où les ordinateurs de plongée rentrent en action …

 Principe de fonctionnement d’un ordinateur de plongée

L’ordinateur de plongée va permettre d’optimiser son temps de plongée en sécurité, en calculant en temps réel la décompression que va devoir effectuer le plongeur.  Auparavant, on calculait ces temps à l’aide de tables de décompression (MN90 en France) à partir de la durée totale de la plongée et de sa profondeur maximale atteinte : un tableau nous donne alors la profondeur et la durée des paliers de décompression à effectuer. Ce calcul est volontairement  le plus pénalisant (plongée dite « carrée » en raison de la forme de sa courbe en rouge sur le schéma ci-dessous) afin d’assurer la sécurité de la décompression. Un ordinateur va, lui, découper toute la plongée en tranches d’une durée inférieure à 30 secondes (courbe jaune ci-dessous) et va donc être beaucoup plus précis dans le calcul des paramètres. On va donc se pouvoir se permettre d’anticiper la plongée et de raisonner non plus sur le temps écoulé, mais sur le temps restant, ce qui permettra de mieux appréhender les paliers et la réserve d’air restant à disposition dans la bouteille.

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Différence des calculs entre une table (rouge) et un ordinateur en temps réel (jaune)

Un ordinateur est composé d’un boitier étanche et résistant à une pression importante afin d’éviter les entrées d’eau en grande profondeur. Il contient une source d’énergie (pile ou batterie rechargeable) et embarque un microprocesseur qui va procéder à des calculs mathématiques statistiques selon un programme qui est installé. Le tout est traité et affiché sur un écran, à LED ou à cristaux liquides, en noir et blanc ou en couleur selon les modèles. Il peut aussi être équipé d’un rétroéclairage, d’une mise en route automatique par capteur sensitif, et d’une mise en veille automatique. Il va aussi consigner toutes les plongées et les archiver dans un journal, qui pourra être accessible soit en lecture directe, mais aussi de plus en plus via un ordinateur de bureau et un logiciel, ou sur des applications mobiles spécifiques.

Les ordinateurs de plongée actuels embarquent donc pour fonctionner toute une série de capteurs qui mesurent en temps réel, entre autres, l’heure d’immersion, l’heure de sortie, la durée entre deux plongées, la pression ambiante et la température de l’eau, la pression restante et la consommation du plongeur si il est équipé un capteur de pression, les efforts du plongeur et la prévention de l’essoufflement si il est équipé d’une ceinture cardiographique, un magnétomètre pour mesurer l’orientation par rapport au nord magnétique, ils peuvent aussi gérer plusieurs mélanges gazeux de nature différente, gérer le passage d’une bouteille à une autre en cours de plongée, etc. Chaque ordinateur de plongée est donc personnel et indique à son propriétaire des paramètres précis qui lui sont indispensables pour assurer sa sécurité.

Ordinateur et son capteur de pression bouteille

Ordinateur et son capteur de pression bouteille

Les ordinateurs de plongée sont donc plus ou moins complexes, et une gamme large permet au débutant comme au plongeur TECH de trouver son bonheur. Voici ci-dessous un tableau des principaux ordinateurs disponibles sur le marché en 2014, classés par ordre de complexité et fonctionnalité (entry: débutant, Technical : expert)

 

Mais sur quoi reposent les calculs et quels sont les modèles arithmétiques originaux ?

L’ordinateur de plongée se base sur des protocoles standards de décompression et des études statistiques. Des modèles mathématiques ont été établis selon des profils spécifiques de plongée et des facteurs extérieurs comme la pression, la température, les plongées précédentes, etc… Selon le profil physique des plongeurs et les caractéristiques de la plongée, il peut être parfois important de sélectionner manuellement un profil de dureté (augmentation des paliers et diminution du temps de plongée avant palier) pour éviter tout accident en fonction de ses propres critères. De plus, comme le calcul de la décompression s’effectue au plus juste, deux plongeurs avec les mêmes ordinateurs et les mêmes réglages peuvent avoir des obligations de décompression différentes s’ils n’ont pas été systématiquement à la même profondeur. Les algorithmes de calcul sont principalement issus des calculs de Albert Bühlmann, eux même basés sur les travaux de Haldane et de Workman, les pionniers en la matière. Citons par exemple le modèle ZHL-8 modifié, ZHL-16 B ou encore C avec GF, VPM ou RGBM. Un des pionniers du calcul numérique de la décompression fut Hannes Keller dont les travaux contribuèrent grandement à l’évolution rapide des ordinateurs de plongée modernes.

Principalement, le plongeur va donc pouvoir accéder en temps réel sur son ordinateur à :

  • sa profondeur instantanée
  • sa durée d’immersion (date, heure, etc)
  • le temps restant avant le début de palier
  • de sa vitesse de remontée avec une alarme visuelle et sonore
  • de la profondeur des paliers et de leur durée si il y en a
  • la température de l’eau (si équipé)
  • d’une boussole numérique (si équipé)
  • de la pression restant dans sa bouteille (si équipé)
  • de la pression dans les bouteilles de ses équipiers (si équipé)
  • de l’affichage de sa courbe de plongée sous forme graphique
  • de sa fréquence cardiaque (si équipé)
  • de sa saturation par compartiment (selon les modèles)
  • à l’intervalle durant lequel il est déconseillé de prendre l’avion…

 

Plongeur technique multigaz

Plongeur technique multigaz

L’avancée du numérique et l’inter connectabilité des dispositifs

La principale avancée des ordinateurs de plongée réside dans la miniaturisation des dispositifs. En effet, l’augmentation de la puissance des microprocesseurs et des calculateurs, couplée à l’explosion des capacités de stockage mémoire et des fréquences des bus numériques, permettent aujourd’hui des opérations plus poussées en étant encore plus rapide. Les capacités d’analyse via l’intégration des variables et des mesures effectuées par les capteurs sont donc plus rapidement traitées et « statistiquées » selon l’algorithme installé dans l’appareil. Les matériaux sont aussi plus résistants, aux chocs mais aussi à la pression que l’eau peut appliquer à grande profondeur. Parlons aussi de la connectique. Les premiers modèles connectables ont utilisé avec succès l’IrdA (liaison de données par LED infrarouge). L’avantage était de tout intégrer dans les boitiers en les maintenant parfaitement étanches puisque sans ouverture. On constate désormais la possibilité de connecter nos appareils avec les dernières technologies sans fil, comme le WiFi ou le Blutooth. L’IrDA est petit à petit délaissé par les constructeurs principalement en raison du faible débit des données en transmission. L’apparition des nouvelles prises USB3 en format micro, permet aussi de proposer une petite prise filaire qu’il sera facile de protéger : en effet, la force d’une pression est proportionnelle à la surface sur laquelle elle est appliquée. Un petit capuchon étanche résistera beaucoup plus qu’un plus large, avec des risques d’inondation pour autant réduits.

DiveMate_Tablet

Ceci permet aussi d’utiliser des batteries rechargeables et d’offrir une autonomie accrue (les ordinateurs sont souvent gourmands en énergie), de transférer à vocation pédagogique ses profils de plongée sur les applications dédiées, et même d’appliquer des mises à jour du firmware des appareils, souvent téléchargeables en ligne sur les sites internet des constructeurs. On voit aussi ces dernières années une déclinaison des interfaces homme/machine et une prise en compte bien supérieure de l’aspect Ergonomie des ordinateurs : on retrouve des ordinateurs complets embarqués sous forme de console directement en bout du flexible du manomètre de pression, voire même la technologie VTH (Vision tête haute) comme dans l’aviation ou les automobiles. Nous en sommes encore à l’heure actuelle à un écran incorporé dans certains masques de plongée (photo ci-dessous), mais il est moins confortable car plus lourd qu’un masque classique.

Masque Oceanic 2

On peut s’autoriser à penser que d’ici quelques années, nous verrons l’apparition sur le marché d’écrans translucides flexibles qui permettront de projeter les données principales sur les verres du masque. On peut aussi penser à des systèmes interconnectés et en surveillance automatisée, comme les ARVO en montagne : un appareil détectant une probabilité montante d’une situation d’urgence déclenchera une alarme directement sur les appareils des plongeurs accompagnants. On gagnera donc de précieuses secondes sur l’intervention et l’assistance de la personne en difficulté. Il en est de même pour la transmission des données en temps réel, en direction du bateau ou du directeur de plongée, des constantes vitales du plongeur, des données de décompression, etc. Ceci existe déjà au niveau militaire mais reste très onéreux.

Bref, tout reste encore à faire et cette technologie au service de la sécurité des plongeurs n’en est encore qu’à ses balbutiements.

Aujourd’hui, nous allons parler d’ un site internet qui retiendra probablement l’attention de nos amis sportifs en plein air. Il s’agit du site Openrunner, site français qui connait un vif succès.

Openrunner est un site 100% français, qui a été créé en 2006 par Eric Thouvenin, un informaticien savoyard. Il se référence comme un planificateur de parcours multi-activités. En d’autres termes, vous avez accès à une cartographie en ligne, via les cartes IGN, et une interface vous permet de tracer virtuellement par des points de passage un parcours de randonnées, de VTT, de vélo… sur un chemin ou sur une route, de calculer précisément sa longueur, son dénivelé, et même d’exporter ce tracé en points GPS, de le partager, de le rendre accessible à ses contacts, etc…

L’origine de ce projet remonte à 2003. Eric Thouvenin, 38 ans, pratiquant le triathlon, décide de relier sa région des rives du lac d’Annecy à la Côte d’Azur, en passant par tous les cols des Alpes… Il prépare donc son parcours avec les quelques outils disponibles à cette époque sur le net… autrement dit, pas beaucoup… Chemin faisant, il comprend, dans la douleur, qu’il n’a pas appréhendée à sa juste valeur les profils de ses étapes. Cette prise de conscience l’amène à développer la V1 d’Openrunner en 2006 grâce notamment aux premières API de Google Maps. Cela tombe bien car, développeur de profession, il décide de laisser son emploi au sein d’un groupe bancaire, pour se lancer dans l’aventure de entrepreneuriat. La V2 est ensuite mise en ligne et marque une nouvelle étape puisque ce ne sont pas moins de 70000 comptes qui sont ouverts et plus de 600 000 parcours programmés. Openrunner est devenu alors une référence partagée à la fois par les coureurs et les cyclistes.

Faisons un rapide tour du propriétaire du site Openrunner… Lorsque vous arrivez sur la page d’accueil, un menu vous propose les fonctions principales : Plannifier un parcours, rechercher un parcours existant, une rubrique d’aide et d’info, et bien sur la possibilité de se créer un compte utilisateur ou de s’y connecter. Cette option est presque indispensable puisque de nombreuses fonctionnalités ne sont accessibles qu’en ayant créé un compte personnel. On vous donne aussi l’actualité de quelques sites sportifs partenaires de Openrunner, ainsi que quelques statistiques. Lorsque vous vous êtes enregistrés et connectés, place au premier tracé de votre parcours. Un fond de carte se charge à l’écran. Il est entouré de barres d’outils assez compréhensibles et le cas échant, une description popup s’affiche en survolant la fonction qui vous intéresse. D’abord, centrez votre carte sur votre point de départ en tapant l’adresse dans le champ prévu à cet effet et grâce aux point de parcours, vous pouvez déplacer, zoomer, placer des points sur les routes et chemins que vous souhaitez emprunter. Votre point de départ est vert, et un carré rouge représente l’arrivée. Vous remarquez qu’une ligne droite relie ces deux points. Il vous faudra cliquer sur la fonction « Suivre automatiquement la route » pour avoir une idée précise de la distance par la route et vous voyez votre tracé qui suit maintenant les routes sélectionnées.

parcours sur openrunner

Un tracé est matérialisé par le suivi rouge et les marques kilométriques

Vous pouvez sauvegarder  vos tracés en nommant et sauvegardant votre parcours sur votre compte. Vous pourrez le rééditer mais aussi le personnaliser, insérer des descriptions, le partager, le rendre public ou non à la recherche, etc… Vous pouvez déterminer aussi si il est un profil véhicule, vélo ou piéton puisque les chemin empruntés ne seront pas les mêmes… Vous pouvez bien sur imprimer les fond de carte (en respectant les droits d’auteurs et de diffusion) et encore mieux : vous pouvez visualiser le profil complet de votre tracé sous forme de tranche, et ainsi mieux en apprécier sa difficulté grâce aux pourcentages de pente qui s’affichent.

 

Rendu d'un parcours sous forme de profil en déclinivité

Rendu d’un parcours sous forme de profil en déclinivité

Vous pourrez aussi exporter ce tracé sous forme de fichier de points GPS, sous plusieurs formats, et ainsi les implanter dans un autre GPS afin de vous assister au cours de votre sortie, ou même les importer sur Google Earth si vous le souhaitez.. Un moteur de recherche assez puissant vous permet aussi de trouver des profils selon des critères de sélection assez précis. Et les webmasters, les clubs etc… peuvent implanter leur parcours et leur profil sur leur site personnel via une petite application dédiée.

OpenRunner est entièrement gratuit. Cependant, il faudra respecter les droits d’auteur en terme de publication si on veut exploiter un tracé. LA création du compte est également gratuite, le site se finançant surtout par les encarts publicitaires, la location de sa base de donnée des emails, et par de l’affiliation sous forme de bannières publicitaires. A noter qu’une rubrique d’aide et qu’une FAQ bien pratique sont présentes pour vous assister en cas de besoin. Il existe même des tutoriels expliquant clairement comment utiliser le site.

Alors rendez-vous sur www.openrunner.com / et n’hésitez pas à le tester : l’essayer, c’est l’adopter…


Ecoutez le podcast en audio :