Le problème que les GF viennent résoudre

Le modèle de Bühlmann fournit des M-values, le plafond de sursaturation toléré par chaque tissu, établi au chapitre 1. Mais remonter en suivant exactement la M-value est une mauvaise idée : la M-value est la limite au-delà de laquelle le modèle prédit une augmentation du risque d'accident, à laquelle s'ajoutent vos facteurs de risque individuels. Il faut donc une marge de sécurité.

Erik Baker, ingénieur et plongeur trimix, publie en 1998 deux articles qui proposent de définir cette marge là où elle a un sens, dans la zone de décompression, et dans les termes du modèle lui-mêmeBaker 1998b. Ce sont les gradient factors.

La définition exacte

Reprenons les droites du chapitre 1. Entre la ligne de pression ambiante et la droite des M-values, il existe une bande, la zone de décompression. Baker appelle gradient de M-value l'écart entre ces deux droites à une pression donnée, et définit :

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GF 100 % = la M-value brute de Bühlmann, sans aucune margeShearwater. GF 70 % signifie qu'on s'autorise 70 % de la sursaturation que le modèle juge tolérable. GF 0 % signifierait ne jamais dépasser la pression ambiante, c'est-à-dire ne jamais remonter.

Cette fraction ne dépend pas de la profondeur. L'écart entre pression ambiante et M-value grandit en descendant, et la zone de décompression du diagramme s'élargit vers la droite : en bar, GF 50 % autorise plus de sursaturation à 40 m qu'à 3 m. Mais c'est toujours la moitié de ce que le modèle tolère, ce que Baker appelle « une cohérence complète sur toute la plage de pression ambiante »Baker 1998a, p. 8.

Le plafond du chapitre 1 se recalcule avec cette fraction, et c'est ce calcul qui décide de la profondeur de chaque palier.

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Pourquoi deux nombres

Avec un seul GF, la marge serait la même du premier palier jusqu'à la surface. Baker propose d'en fixer deux, un à chaque extrémité de la remontée, et de faire glisser la valeur de l'un à l'autre par interpolation.

Entre les deux, le gradient factor dérive linéairement. Baker donne la formule explicitement :

L'idée, sans les mathématiques : ce second trait ne garde pas la même hauteur pendant toute la remontée. Il part de la hauteur de GF Low au premier palier, monte régulièrement à mesure que vous montez, et arrive à celle de GF High en surface. À mi-chemin entre le premier palier et la surface, il est à mi-distance entre les deux réglages.

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Ce que change concrètement chaque réglage

L'article de Neal Pollock dans Alert Diver résume bien la logique : un GF Low bas (15, par exemple) produit des premiers paliers profonds, avec pour effet secondaire de continuer à charger les compartiments lents pendant ces paliers ; un GF Low plus élevé (30) éloigne le premier palier du fond et réduit cette recharge. Et c'est le GF High qui détermine le pic de contrainte de la plongéePollock 2015.

Le tableau ci-dessous est calculé en direct par le moteur du site pour une même plongée à 45 m pendant 25 minutes à l'air. Il montre l'effet propre de chaque réglage.

Le tableau montre le mécanisme : passer de 85/85 à 30/70 double presque le temps de décompression, et l'essentiel de ce coût vient du GF High, pas du GF Low. Le GF Low, lui, redistribue le temps vers le fond sans beaucoup changer le total, un point qui prendra toute son importance au chapitre 4.

Ce que chaque couple laisse comme temps sans palier

Le tableau précédent porte sur une plongée déjà en décompression. Celui-ci porte sur l'autre bout, le temps qu'on peut passer au fond avant de basculer en plongée à paliers. Même moteur ZH-L16C, à l'air, avec une remontée à 10 m/min.

Ses quatre colonnes fixes correspondent à un algorithme du commerce ou à un réglage répandu.

• 100/100 — la référence, le modèle suivi sans marge ajoutée.
• 45/95 — le voisin du Pelagic DSAT, celui des Oceanic et des Sherwood, d'après une comparaison en plongées réelles qui donne un ordre de grandeur et non une conversionScubaBoard.
• 85/85 — celui du Pelagic Z+, dont la table imprimée dans six notices ne s'écarte pas de plus de quatre minutes de 15 à 45 mmanuels, et du niveau MB L0 de Scubaprodivetable.info.
• 30/70 — le réglage que la plongée technique emploie couramment, et celui du Z+ en Conservative Factormanuels.

La cinquième colonne se règle aux deux curseurs posés sous le tableau. Le GF Low, qui fixe la profondeur du premier palier, ne pèse presque pas sur le temps sans palier : il en retire au plus 8 % sur toute la plage du tableau.

À 5 mètres, aucun réglage n'atteint jamais sa limite. À 10 mètres, les temps se comptent en heures : c'est la bouteille qui met fin à la plongée, pas le modèle.

En proportion, l'écart entre réglages ne s'écrase pas

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Les mesures en caisson du chapitre 7 donnent la même forme, sur des appareils du commerce cette fois : l'écart entre machines y garde lui aussi la même proportion d'un bout à l'autre de la plage.

GF99 et Surface GF : lire son ordinateur en direct

Les ordinateurs Shearwater, et depuis plusieurs concurrents, affichent deux valeurs prises dans le gradient entre la M-value et la pression ambiante : la position que vous y occupez à cet instant, et celle que vous auriez en sortant de l'eau. Elles sont consultables à tout moment de la plongéeShearwater.

Deux usages en découlent. Le premier : chiffrer ce que coûterait une sortie immédiate. Si un incident force la remontée, sortir avec un SurfGF de 73 %, c'est sortir en dessous de la limite de Bühlmann, au niveau d'un GF High courant ; sortir à 187 %, c'est sortir avec près du double de la sursaturation que le modèle tolèreShearwater. Un affichage classique de type « temps de palier restant » ne fait pas cette différence : il dirait seulement, dans les deux cas, que le palier n'est pas fini.

Le second : choisir son moment de sortie. En plongée sans palier obligatoire, SurfGF montre ce que rapportent les trois minutes du palier de sécurité, en points gagnés sous vos yeux, et rien n'empêche de se fixer sa propre règle, par exemple ne remonter qu'une fois passé sous 70 %Shearwater.

Quels réglages ? Ce que disent les sources

C'est la question que tout le monde pose. Il n'y a pas de réponse unique, mais il y a des positions documentées.

L'étude belge de 2023 : le réglage optimal est interdit par les logiciels

C'est la publication la plus récente sur le sujet, et son résultat est savoureux. Sven De Ridder, Nathalie Pattyn, Xavier Neyt et Peter Germonpré, de l'Académie royale militaire et du centre de médecine hyperbare de l'hôpital militaire de Bruxelles, ont cherché le réglage optimal pour les plongeurs militaires belges équipés de Shearwater Perdix. Leur conclusion tient dans leur titre : « des réglages plus conservateurs ne sont pas nécessairement plus sûrs »De Ridder 2023.

Le réglage par défaut 30/70 produit des premiers paliers plus profonds, ce qui augmente la sursaturation des tissus lents et peut donc accroître le risque d'accident. Jusqu'ici, cela confirme le chapitre 4.

Ce résultat converge remarquablement avec la recommandation de la CMAS (80/80 à 90/90), établie indépendamment. Précision de nature : l'étude belge est purement computationnelle, et non un essai humain. Les auteurs indiquent que « le modèle de décompression a été programmé en Python », sans aucune plongée ni mesure d'échange gazeuxDe Ridder 2023. Deux chemins distincts, l'un par le calcul et l'autre institutionnel, aboutissent donc à la même fourchette de GF symétriques pour l'air.

Ce que votre ordinateur vous laisse régler

Les plages autorisées varient d'un modèle à l'autre. Par exemple, sur un Shearwater Teric, le mode personnalisé accepte un GF Low de 10 à 99 et un GF High de 30 à 99Shearwater. On notera qu'on ne peut pas régler 100, ce qui empêche de désactiver totalement la marge. Le Perdix permet aussi de modifier le GF High en cours de plongée (mais pas le GF Low), afin d'ajouter du conservatisme à la sortie si les conditions se dégradentPerdix.

Un curseur de prudence sans graduation connue

Tout ce qui précède suppose que les GF soient affichés sur les ordinateurs. Or beaucoup ne les montrent pas : ils proposent un curseur de prudence sans dire à quel couple de gradient factors chaque cran correspond.

Selon la marque, ce curseur s'appelle « MAIN GF », « GF Conserv. », « SET GF », « GrAd FAct », « MB Level », « Facteur P », « SF (Safety Factor) », « P.SAFE », « SFT LEV », « Risk Level », « ALGO », « Réglage personnel », « Facteurs prudence » ou « Conservatisme »manuels.

Les notices donnent la mesure du phénomène. Sur les 72 modèles recensés sur ce sitemanuels, treize laissent le plongeur saisir lui-même GF Low et GF High, vingt-deux publient la traduction de leurs préréglages en gradient factors, un seul doit son équivalence à un travail indépendant, trente-cinq offrent un réglage de prudence dont l'effet n'est chiffré nulle part, et le dernier, le Hollis DG02, n'en a aucun. Le tableau complet, modèle par modèle, est au chapitre 6.

Sur ces trente-cinq appareils, on note deux tendances :

• quatre annoncent noir sur blanc que leurs niveaux de prudence sont des couples de gradient factors, sans dire lesquels : trois Seac et Oceanic+manuels ;
• les trente et un autres, six Suunto, six Mares en RGBM, sept Cressi, quatre Tusa, quatre Aqualung, deux Hollis, le Cobalt 2 d'Atomic et le Galileo de Scubapro, ne disent rien de ce que leur cran déplace, et leur notice ne permet pas de le reconstituer.

Dans les deux cas, les conséquences sont les mêmes pour le plongeur :

• il ne peut pas appliquer les recommandations chiffrées de la section précédente ;
• s'il déplace le curseur de prudence, il fait confiance au constructeur à l'aveugle, sans savoir quelle marge le cran ajoute ni comment elle varie avec la profondeur.

Pourquoi cette absence de documentation ?

Aucune notice dépouillée ne s'en explique. Les sources permettent d'en établir quatre, dont deux n'expliquent qu'une partie du phénomène.

Rien ne l'impose. Sayer relève qu'en Europe, « les normes qui fondent le marquage CE des ordinateurs de plongée ne stipulent aucune limite opérationnelle pour la gestion de la décompression »Sayer 2014, p. 2. Un constructeur peut donc vendre un appareil sans rien publier de son modèle ni de ses crans.

Le modèle lui-même est souvent une propriété commerciale. ZH-L16 est publié dans la littérature scientifique, ce qui permet à n'importe qui de le réimplémenter et d'en chiffrer les marges. Les modèles maison ne le sont pas : Fraedrich, qui a validé quatre algorithmes du commerce, a dû les traiter comme des « boîtes noires » à entrées et sorties connuesFraedrich 2018, p. 2. Dire ce que déplace le cran reviendrait à décrire une partie du modèle.

La modification n'est pas justifiée non plus. Sayer observe encore que « plusieurs constructeurs modifient eux-mêmes les algorithmes, en l'absence de critères publiés étayant ces modifications »Sayer 2014, p. 9. Le silence sur les crans prolonge un silence plus ancien, celui sur les retouches apportées au modèle de départ.

Le public visé. Les constructeurs séparent leurs gammes. La CMAS relève que ceux qui laissent saisir les GF supposent des clients « techniques » à l'héliumCMAS GF, et Shearwater écrit dans la notice du Peregrine : « Ne modifiez pas les valeurs de GF si vous ne comprenez pas quels en seront les effets »Peregrine, p. 25. Trois crans nommés suffisent à qui ne compte pas régler davantage. Cela explique l'interface, pas l'absence : rien n'empêche d'imprimer la correspondance en annexe pour ceux qui la cherchent.

Ce que le secret commercial n'explique pas. Seac publie les six niveaux du Guru, chiffrés en gradient factors, et ne publie pas ceux de l'Action, du Screen et du Tablet : même marque, même famille Bühlmann, même échelle à six cransmanuels. Il n'y a là rien à protéger, et la valeur reste pourtant absente de trois notices sur quatre.

Ce que cette absence de documentation coûte au plongeur

Cinq malentendus fréquents

1. « GF 30/70, c'est 70 % de sécurité. » C'est sans doute le réglage le plus mal compris de la plongée technique. Ce n'est ni un pourcentage de sécurité, ni un facteur multiplicatif sur le temps de palier : ce sont deux positions choisies dans la bande, à 30 % de sa hauteur au premier palier et à 70 % en surface.
2. « GF 100/100, c'est sans sécurité. » C'est sans marge par rapport au modèle, mais le modèle lui-même, en ZH-L16C, contient déjà une réduction des coefficients a par rapport au jeu théorique A. GF 100/100 n'est pas « pas de sécurité », c'est « la sécurité que Bühlmann a jugée suffisante ».
3. « Baisser le GF Low, c'est plus sûr. » C'est la thèse des paliers profonds, et elle est aujourd'hui sérieusement contestée pour la plongée à l'azote : voir le chapitre 4. Baker lui-même avertissait dès 1998 que des paliers profonds arbitraires augmentent la charge des compartiments lents et peuvent réduire la marge aux paliers peu profondsBaker 1998b.
4. « Les GF sont un algorithme. » Non : c'est une couche de conservatisme posée sur Bühlmann. La CMAS est catégorique : « ZH-L16C GF » n'existe pas comme algorithme de Bühlmann, c'est une appellation commercialeCMAS ZH-L.
5. « Deux ordinateurs réglés pareil calculent pareil. » Faux, à cause des conventions d'interpolation, des vitesses de remontée retenues, de l'arrondi des paliers et parfois de la variante de coefficients. Fraedrich a mesuré jusqu'à 50 % d'écart sur les temps sans palier entre un Suunto Zoop Novo et le logiciel Suunto DM5 censé implémenter le même algorithmeFraedrich 2018.

Vous pouvez manipuler tout cela directement dans le simulateur. Reste qu'abaisser le GF Low revient à demander des paliers profonds, une pratique dont le consensus s'est détourné depuis 2011 : le chapitre 4 raconte pourquoi.