I- Un sport en lien avec la physique :
La plongée est une discipline se rattachant au domaine de la physique. Il est vrai que le matériel utilisé mais plus généralement les techniques nécessaires dans ce sport ont une explication rationnelle et physique. C'est pourquoi, certaines lois physiques peuvent être associées à cette activité.
1. Le matériel necéssaire à la pratique :
La plongée-sous-marine est un sport comportant une multitude d'équipements obligatoires ou non suivant les circonstances. Pour tout plongeur, professionnel ou débutant comme Joël , ce dernier doit s'assurer d'être bien équipé avant de faire sa sortie, il va donc checker cette liste suivante :
• Une bouteille en acier de 12l (avec ou sans réserve), contenant de l'air comprimé à 200 bars
La bouteille est l'élément le plus important, constituée d'oxygène et d'azote, sa quantité est en général de 200 bars. Elle a pour fonction principale de stocker l'air comprimé à haute pression qui sera ensuite utilisé par le plongeur tout au long de sa plongée pour respirer. Elle sera accrochée dans le dos du plongeur grâce à des accroches placées au dos du gilet. Elle se présente comme un cylindre en métal pesant 15kg à l'air libre pour 12 l d'air. La bouteille proprement dite, c'est à dire la partie où l'air est stocké combine avec la robinetterie qui permet d'empêcher l'air comprimé de s'échapper de la bouteille. Le volume d'air comprimé et donc la taille de la bouteille peuvent varier en fonction du temps de plongée choisit.
• Un détendeur avec manomètre,
Le détendeur va servir pour pouvoir respirer sous l'eau, par sécurité, un deuxième détendeur est accroché au bloc, c'est le détendeur de secours. Le manomètre est là pour pouvoir vérifier la quantité d'air contenue dans la bouteille. Le rôle du détendeur est de ramener l'air comprimé venant de la bouteille en air de pression ambiante. Le détendeur est à deux étages c'est à dire qu'il se présente comme un dispositif de régulation pulmonaire : un système permet d'équilibrer la pression entre l'air contenu dans les poumons avec la pression extérieure, grâce à un piston ou à une membrane ( situé dans l'embout), et un système qui envoie l'air de la bouteille jusqu'à l'embout.
Le détendeur se constitue d'un tuyau en caoutchouc flexible, d'un embout à mettre dans la bouche pour récupérer l'air et d'une arrivée d'air que l'on fixe sur la robinetterie de la bouteille.
• Une combinaison en néoprène
Le corps humain est à une température de 37°C, il commence à se refroidir dès que la température est inférieure à 25°C dans l’air 33°C, dans l’eau. Il se refroidit 25 fois plus vite dans l’eau que dans l’air. Le froid favorise la fatigue, les courbatures, l'essoufflement et peut aller jusqu'à engendrer une noyade, il est impératif de s'en protéger. Une combinaison intégrale épaisse de 5 à 7 mm avec cagoule et chaussons sont donc obligatoires, les gants sont aussi conseillés pour se protéger du froid et des roches.
• Une ceinture de plombs/lestage (de 3 à 6 Kg pour les débutants) permet d’annuler la flottabilité de la combinaison
Le lestage est variable en fonction de nombreux facteurs tels que l'équipement du plongeur, l'épaisseur de sa combinaison, le volume et le type de son bloc de plongée, sa densité corporelle, son expérience, la salinité (La salinité désigne la quantité de sels dissous dans un liquide, notamment l'eau qui est un puissant solvant pour de nombreux minéraux) de l'eau, etc. Il peut varier de 0 (pour un plongeur sans combinaison) à 12 ou 15 kg.
Lorsque le plongeur s'immerge, cela met en jeu 2 forces qui s'opposent : son poids réel, qui a tendance à le faire couler, et la poussée de l'eau, aussi appelée la poussée d'Archimède. Le poids du plongeur est appelé "poids apparent", il est égal au poids réel du plongeur, diminué de la poussée d'Archimède. Nous étudierons cette loi en deuxième partie.
• Un gilet de stabilisation ou Stab,
Le gilet de stabilisation est gréé à la bouteille d'air. Les plongeurs s'en servent pour se stabiliser et pour ne pas couler, de trop grands efforts de palmage les fatigueraient trop vite. En plus de servir à porter la bouteille, il sert à ajuster la flottabilité du plongeur et ce dernier va pouvoir contrôler sa remontée en surface.
• Des palmes, un masque et un tuba :
Les plongeurs vont pouvoir se déplacer plus aisément et rapidement dans l'eau à l'aide de palmes, sans quoi la fatigue se sentirait trop vite. Un masque de plongée est un équipement qui protège les yeux et le nez d'un plongeur tout en lui permettant de voir correctement sous l'eau. Le plongeur peut se servir du tuba, bâton en plastique avec embouche pour respirer, s’il veut respirer près de la surface sans user de l'air de la bouteille.
La liste est vérifiée, Joël s 'apprête alors à plonger. En entrant dans l'eau, Joël se rend compte que même sans avoir gonflé son gilet , il sent son corps flotter légèrement. Alors, avant de continuer de suivre Joël dans sa plongée, nous allons faire une parenthèse sur les diverses lois impliquées dans cette discipline, telle que celle d'Archimède qui explique cette sensation de flotter naturellement.