- Haldane : le point sur ses travaux
- Haldane : souvent cité … mais visiblement peu lu !
- Biographie résumée des auteurs
- À quand remonte la demande de la Royal Navy ?
- Quelle est la date de publication des tables de Haldane : 1907 ou 1908 ?
- Tables de Haldane, quelle profondeur max. ?
- Fausse information sur les tables de Haldane à 100 m, à qui la faute ?
- Tables de Haldane, vitesse de remontée rapide ?
- Paul Bert n'a jamais publié de tables de plongée
- Défi posé à Haldane
- Analyse faite par Haldane
- Tables de Haldane
- En conclusion
Haldane : souvent cité … mais visiblement peu lu !
Une simple consultation sur le web permet de se rendre compte que Haldane est souvent cité à tort ou de manière imprécise, ce qui pose des difficultés aux moniteurs de plongée (Que croire ?), difficultés encore accrues pour les candidats au MF2 dans le cadre de leur préparation à l’examen (Que faut-il apprendre ?) :
- Haldane aurait publié 3 tables, dont l’une permettant de plonger jusqu’à 100 m.
- Il n’aurait pas publié les premières tables de plongée, ce serait l’oeuvre de Paul Bert.
- Il aurait instauré le principe des remontées rapides !
- Il aurait « inventé » que le rapport de pression ne doit jamais dépasser 2:1.
- La demande de la Royal Navy concernant ces tables de plongée remonterait à 1903, 1905, 1907 …
- La publication daterait de 1906, 1907, 1908 …
- Quant à la liste des hypothèses qu’il aurait retenu (question parfois posée telle que à l’épreuve écrite du MF2), elles sont plus ou moins sourcées et plus ou moins fantaisistes selon les sites web, articles ou mémoires. Selon certains il aurait retenu 4 hypothèses, selon d’autres ce serait 5, 6 ou 7 hypothèses …
Faisons le point sur la question.
À commencer par les auteurs de cet article fondateur (extrait de leur biographie publiée dans la traduction française : Prévention de la maladie de décompression, 2008.). Connaître leur histoire et leur parcours est essentiel à la compréhension de leurs travaux et des raisons qui ont fait qu’ils se sont retrouvés dans « l’aventure des premières tables de plongée« .
Par Alain FORET (BEES2/DESJEPS), traducteur de The Prevention of Compressed-air Illness, article scientifique de 100 pages écrit par A. E. BOYCOTT, G. C. C. DAMANT et J. S. HALDANE, publié en anglais en 1908 dans The Journal of Hygiene (Cambridge University Press).
Biographie résumée des auteurs
À quand remonte la demande de la Royal Navy ?
La lettre de l’Amirauté britannique demandant à Haldane de travailler sur le sujet de la décompression date du 8 août 1905. Elle est reproduite ci-dessous, ce qui lève toute ambiguïté et clos tout débat sur la question.
pp4-haldane-amirauteQuelle est la date de publication des tables de Haldane : 1907 ou 1908 ?
Le rapport (confidentiel) à l’Amirauté date d’août 1907. La première publication officielle, accessible à tous, date de 1908 dans le Journal of Hygiene. De ce fait, la date retenue est 1908, celle de 1907 faisant référence à un document confidentiel.
Tables de Haldane, quelle profondeur max. ?
Haldane n’a jamais publié de tables à 100 m.
Deux tables ont été publiées, l’une pour les plongées d’une durée « normale » [temps total maximum de remontée : 33 min.], l’autre pour les plongées « au-delà d’une durée normale » [temps total de remontée : de 42 à 238 min.]
Ces tables calculent une désaturation jusqu’à 62 m. Cette limite de 60 m n’est pas imposée à Haldane par la narcose mais par la limite de puissance des pompes alimentant les scaphandriers et par la lettre de mission de la Royal Navy de 1905 (« (a) Improvements to enable men to dive in 30 fathoms of water … » – 30 fathoms [brasses] = 55 m, il est allé jusqu’à 34 ftm = 62 m).
Fausse information sur les tables de Haldane à 100 m, à qui la faute ?
Nos recherches ont permis de retrouver le texte à l’origine de cette erreur, reproduite ensuite d’auteur en auteur sans vérification, y compris dans des revues de plongée prestigieuses nord-américaines.
Le chapitre en cause (tout le monde peut faire des erreurs) est écrit par H. V. HEMPLEMAN dans The Physician’s Guide To Diving Medicine, Plenum Press, New-York, 1984.
L’auteur y écrit, page 237, que Haldane a publié trois tables différentes dont une pour les plongées profondes jusqu’à 100 m de profondeur : « Haldane issue three seperate air diving tables. The first table was for all those dives requiring a decompression time of less than 30 min. The second table was for all air dives requiring a decompression time of more than 30,min. and the third table was for deep air to depths of 330 ft (100 m). » On s’attend alors à la publication de ces 3 tables dans les pages suivantes. Mais l’auteur n’en publie que deux, en pages 239 et 240, celles de Haldane que nous connaissons. Et pour cause : Haldane n’a jamais publié de tables à 100 m.
Tables de Haldane, vitesse de remontée rapide ?
Ceux qui disent que Haldane propose une vitesse de remontée rapide, sous-entendu : une vitesse plus rapide qu’aujourd’hui, n’intègrent pas le contexte historique (et n’ont probablement pas eu accès à ces tables).
En réalité, les tables de Haldane, en créant les remontées par palier, permettent de remonter plus vite qu’une remontée lente et uniforme à 0,5 m/min (Heller, Mager et von Schrötter ainsi que Paul Bert) ou à 1 m/min (Denayrouze). Cela correspond d’ailleurs à la commande de l’Amirauté, jugeant les vitesses de 0,5 à 1 m/min totalement inadaptées dans un cadre opérationnel. Songez que cela signifiait, à 0,5 m/min, un temps de remontée d’une heure depuis 30 m, indépendamment du temps passé au fond !
Chez Haldane, la vitesse de remontée est de l’ordre de 10 m/min avec une variation selon que l’on plonge plus ou moins profond (plus rapide pour les plongées profondes, plus lente à l’approche de la surface), ce qui est une approche toujours d’actualité de la vitesse de remontée :
- 6 à 8 m/min jusqu’à 20 m de prof. max. ;
- 10 m/min pour les plongées entre 40 et 20 m de prof. max. ;
- 10 à 14 m/min pour les plongées entre 60 et 40 m de prof. max.
Haldane a donc proposé des remontées à une vitesse supérieure aux vitesses en vigueur à l’époque (0,5 à 1 m/min), mais il ne propose pas une vitesse « rapide » au sens où on l’entend aujourd’hui. Bien au contraire, il propose une vitesse de l’ordre de 10 m/min, ralentie à 6/8 m/min à l’approche de la surface, ce qui correspond très exactement aux vitesses préconisées actuellement, en particulier depuis le symposium international organisé dans la ville Costa Mesa (Californie) en 1990 par l’American Academy of Underwater Sciences. Sous le titre Biomechanics of Safe Ascents, les conclusions préconisent, pour les plongées de loisir, une vitesse de remontée de l’ordre de 10 m/min, traduite sous forme opérationnelle comme une vitesse pouvant aller de 9 à 12 m/min (En savoir plus). Cette vitesse a été adoptée dans le monde entier.
Paul Bert n’a jamais publié de tables de plongée
Contrairement à ce que certains auteurs indiquent (nous ignorons leurs raisons car ils ne citent aucune source précise), Paul Bert n’a jamais publié de tables de plongée. La lecture de son ouvrage La pression barométrique de 1878 aux éditions Masson le démontre. En fait, Paul Bert se contente de proposer une remontée « suffisamment ralentie » et de donner quelques conseils après avoir mis en évidence le rôle de l’azote dans les accidents de désaturation.
Paul Bert préconise les mesures de prévention suivantes :
« Dès que la pression employée atteindra 2 atmosphères en pression totale, il sera bon de surveiller de près ; il n’y a pas encore de danger véritable, mais déjà les douleurs locales apparaissent, et il est utile, du reste, d’habituer de bonne heure les ouvriers aux précautions. Or, la grande précaution, c’est la lenteur dans la décompression. Je pense qu’entre 2 et 3 atmosphères, il faudra consacrer, pour être complètement à l’abri, une demi-heure à la décompression ; de 3 à 4, une heure […].
Quand [les scaphandriers] reviendront des grands fonds, par 30 mètres par exemple, il faut absolument, ou les remonter sur quelque siège qui permette de les retenir au moins un bon quart d’heure à moitié chemin, ou les contraindre à stationner pendant un temps suffisant sur quelque haut-fond, lorsqu’il s’en trouve dans l’étendue de leur terrain de pêche.
Si enfin, malgré ces diverses précautions, un accident survenait, que faire ? […] Si l’auscultation dévoile quelques gargouillements gazeux dans la région du cœur, se hâter de faire respirer de l’oxygène aussi pur que possible, qu’on devra toujours avoir dans un ballon de caoutchouc, ou mieux, comprimé en quantité dans quelque réservoir en acier. Puis, lorsque les gaz auront disparu du cœur, et que la mort ne sera plus imminente, soumettre aussitôt le malade à une pression supérieure à celle d’où il sortait, pour le décomprimer ensuite avec une lenteur extrême. Du reste, quand la pression atteint 4 atmosphères, il serait prudent de faire respirer de l’oxygène […] aussitôt après le retour à l’air libre, et sans attendre l’apparition d’aucun accident. Lorsque la dépression manifestera ses effets par la paraplégie, il faudra immédiatement recomprimer, sans perdre son temps à faire respirer l’oxygène, surtout quand l’accident n’est arrivé que quelque temps après le retour à l’air normal, car il ne s’agit plus là d’obstruction générale de la circulation pulmonaire, mais de quelque bulle de gaz arrêtée dans les vaisseaux de la moelle, et dont il faut réduire aussitôt le volume pour que le sang puisse l’entraîner. »
Paul Bert préconise ainsi de limiter le temps de séjour au fond et d’adopter une vitesse de décompression « suffisamment ralentie ». Il reste dans une logique de remontée lente et uniforme. Même s’il envisage un arrêt dans l’eau, par exemple à demi-profondeur, il ne formalise ni la notion de « paliers » ni celle de « tables de décompression ».
Défi posé à Haldane
Pour Haldane, le principal défi est de trouver un autre moyen qu’une « décompression lente et uniforme » afin d’éviter le risque de formation de bulles pathogènes à la remontée. En 1905, c’est la seule solution proposée :
- Hill et Greenwood sont remontés avec succès de 50 m à la surface à la vitesse de 0,5 m/min (Heller, Mager et von Schrötter), soit une durée de remontée de 1h40.
- Paul Bert recommande une « décompression suffisamment ralentie », de l’ordre de 30 minutes pour une plongée à 20 m (0,6 m/min) et d’une heure pour une plongée à 30 m (0,5 m/min).
- Denayrouze préconise une vitesse de remontée de 1 m/min, avec une limitation des plongées à 35 m de profondeur pour une durée maximum de 2h30 au fond.
Cette approche n’est pas satisfaisante car :
- elle rend les remontées tellement longues qu’elle interdit, dans les faits, les plongées profondes (en 1905, c’est un objectif militaire pour la Royal Navy) ;
- elle impose la même durée de remontée quelque soit le temps d’exposition au fond, alors même qu’il est déjà prouvé à l’époque que le risque d’accident augmente avec la durée de l’exposition et reste faible pour de courtes expositions.
Or, le courrier de la Royal Navy de 1905 est sans ambigüité : en créant une commission sur la plongée profonde, elle souhaite qu’une solution fiable et opérationnelle soit trouvée pour les plongées jusqu’à 55/60 m. Haldane doit donc être innovant et trouver un autre procédé.
Analyse faite par Haldane
Dans un premier temps, Haldane combat, sur le plan scientifique, le principe même des remontées lentes et uniformes : « Pour éviter le risque de formation de bulles lors de la décompression, il était recommandé jusqu’ici que celle-ci soit aussi lente et uniforme que possible. » Il démontre que, pour les plongées profondes, une « décompression uniforme à ce rythme, déjà dangereuse pour les chèvres, serait sans doute extrêmement dangereuse pour les hommes, qui désaturent nettement plus lentement que les chèvres ».
Ratio 2:1, une notion largement admise par tous à l’époque. Il l’a reprise et étendue, mais il ne l’a pas créée.
Haldane tente ensuite de trouver une nouvelle méthode de décompression (désaturation). Sa réflexion s’appuie sur un constat unanimement partagé à l’époque y compris par Paul Bert : « Ceux qui ont l’expérience du travail dans de l’air comprimé le savent bien, il n’y a pas de risque de mal des caissons, même avec une remontée très rapide, pourvu que la pression atteinte ne dépasse pas une certaine valeur. Il semble parfaitement clair qu’aucun symptôme n’apparaît lorsque la pression relative est inférieure à une atmosphère [10 mètres de profondeur], quelle que soit la durée d’exposition. » Dit autrement, Haldane constate qu’il est possible de passer de 2 bars (10 m de profondeur) à 1 bar (niveau de la mer) sans risque quelle que soit la durée d’exposition.
Il va alors étendre ce raisonnement à toutes les zones de profondeur : « Par conséquent, il semble probable que, si une décompression brusque de deux atmosphères de pression absolue à une est sans danger, il doit en être de même de quatre atmosphères absolues à deux, de six atmosphères absolues à trois, etc. Nos expériences, décrites en détail plus loin, ont montré que c’était le cas. Le processus de désaturation peut, par conséquent, être très fortement accéléré en réduisant rapidement la pression absolue de moitié, et en faisant en sorte que, pour le reste de la décompression, la saturation ne puisse jamais atteindre, dans aucune partie du corps, plus du double de la pression de l’air. Le principal avantage de cette méthode est que, dès le début de la décompression, l’élimination d’azote par les tissus se fait à la vitesse la plus élevée possible sans danger. »
Haldane aboutit ainsi à la création de la remontée par paliers avec la prise en compte de la pression et de la durée d’exposition pour déterminer la profondeur et le temps des paliers :
« Cette méthode simplifie grandement le problème de la sécurité de la décompression, et supprime de nombreuses difficultés pratiques, en particulier en ce qui concerne la plongée profonde. On peut la qualifier de méthode de décompression par paliers, et elle est décrite comme telle ci-après, bien que sa caractéristique essentielle ne réside pas dans le fait que la décompression est effectuée par paliers, mais en ce qu’elle est rapide jusqu’à ce que la pression absolue soit diminuée de moitié et poursuivie lentement ensuite. »
Tables de Haldane
HALDANE_TABLESPrésentation
- Elles calculent une désaturation jusqu’à 62 m (contrairement à ce qui est répandu sur le web, Haldane n’a jamais proposé de tables jusqu’à 100 m). Cette limite de 60 m n’est pas imposée à Haldane par la narcose mais par la limite de puissance des pompes alimentant les scaphandriers et par la lettre de mission de la Royal Navy de 1905 (« (a) Improvements to enable men to dive in 30 fathoms of water … » – 30 fathoms [brasses] = 55 m, il est allé jusqu’à 34 ftm).
- Deux tables ont été publiées, l’une pour les plongées d’une durée « normale » [temps total de remontée : 32 min.], l’autre pour les plongées « au-delà d’une durée normale » [temps total de remontée : de 42 à 238 min.]
- La vitesse de remontée est de l’ordre de 10 m/min avec une variation selon que l’on plonge plus ou moins profond (plus rapide pour les plongées profondes, plus lente à l’approche de la surface), ce qui est une approche toujours d’actualité de la vitesse de remontée :
- 6 à 8 m/min jusqu’à 20 m de prof. max. ;
- 10 m/min pour les plongées entre 40 et 20 m de prof. max. ;
- 10 à 14 m/min pour les plongées entre 60 et 40 m de prof. max.
Les 10 hypothèses retenues par Haldane
De nombreux sites web diffusent des informations approximatives (voire même fausses) concernant les hypothèses de Haldane. Afin de clarifier ce point, voici 10 hypothèses retenues par Haldane , avec en référence le numéro de page correspondant à la publication originale de 1908 dans The Journal of Hygiene.
- Au niveau des poumons, l’excès d’azote est transmis instantanément au sang (p. 345).
- Au niveau des poumons, lors de la décompression, à chaque cycle circulatoire, le sang transmet instantanément aux poumons la proportion d’azote en excès qu’il contient (p. 351).
- Au niveau des tissus, l’excès d’azote est transmis instantanément (p. 345).
- La pression partielle d’azote dans l’air alvéolaire est la même que dans l’air inspiré (p. 345).
- Les tissus ont tous une constitution similaire à celle du sang hormis la graisse, qu’il traite différemment (p. 346).
- Un cycle circulatoire a lieu en 1 minute (p. 348).
- La courbe de désaturation est miroir de la courbe de saturation (p. 350).
- Le rapport de pression ne doit pas dépasser 2 :1 (p. 357). Ce qui correspondrait aujourd’hui à fixer un Sc=2. Haldane fixe un Sc unique pour tous les compartiments.
- Les phénomènes de charge et de décharge en azote dans le corps humain peuvent se résumer à 5 compartiments (régions anatomiques factices) dont les périodes (demi-vie) sont : 5, 10, 20, 40 et 75 minutes (p 363).
- Le temps de descente est inclus dans le temps de plongée (p. 367). La durée d’exposition virtuelle considérée est la durée d’exposition fond réelle, augmentée de la moitié du temps de descente (p. 350).
Autres apports de Haldane
Au-delà de la création de la décompression par paliers, Haldane se livre, tout au long de la publication, à différents constats fort intéressants :
- Il préconise de bouger les bras et les jambes aux paliers afin d’éviter que les conditions de la désaturation soient très différentes de celles de la saturation (p. 367) ;
- L’âge et l’embonpoint apparaissent comme favorisant les accidents (p. 368) ;
- La vitesse de remontée de l’ordre de 10 m/min est déterminée empiriquement (p. 370) ;
- Il aborde la notion de facteurs spécifiques à chaque individu et variables d’un jour sur l’autre pouvant venir contredire le modèle de décompression [nous parlons aujourd’hui de facteurs favorisants] (p. 384) ;
- Il signale la présence de bulles sans symptômes (p. 411) [nous parlons aujourd’hui de « bulles silencieuses »].
En conclusion
Les travaux de Haldane sont toujours d’actualité.
Il a posé les grands principes de la désaturation, toujours en vigueur. Sans enlever quoi que ce soit aux travaux de ses successeurs, ils ont amélioré le modèle initial dans ses modalités de calcul mais sans en changer les principes fondamentaux.
À ce titre, Haldane reste le fondateur de la théorie de la désaturation aux côtés de Paul Bert qui montra le rôle de l’azote dans le mécanisme des ADD.
Accès à la publication originale (Journal of Hygiène, 1908) en anglais : cliquez ici.
Accès à la page de présentation de la traduction en français (Alain FORET, 2008, pour les 100 ans de la publication originale) : cliquez ici.
Télécharger les tables originales de Haldane : cliquez ici.
Texte Copyright Alain Foret – Reproduction interdite sans autorisation écrite de l’auteur.