Chapitre 5
Les modèles à bulles
Et si le problème n'était pas d'empêcher les bulles de se former, mais de limiter leur volume une fois formées ? Ce renversement, formulé dans les années 1980, a produit VPM et RGBM, et une prescription qui divise encore le monde de la plongée technique.
Le renversement de perspective
Les modèles à gaz dissous font un pari implicite : si l'on reste sous les M-values, il ne se forme pas assez de bulles pour provoquer un accident de décompression. L'ennui, c'est que la mesure Doppler (une sonde à ultrasons posée sur la peau, qui rend audible le passage des bulles dans le sang) montre des bulles circulantes chez des plongeurs parfaitement dans les clous.
Les modèles à bulles partent donc d'un autre postulat. Le corps contiendrait en permanence des micro-noyaux gazeux : de minuscules bulles trop petites pour poser problème, mais prêtes à grossir dès que la pression chute.
Normalement, une bulle aussi petite ne dure pas. Sa paroi se comporte comme l'enveloppe d'un ballon : elle serre le gaz qu'elle enferme, et d'autant plus fort que la bulle est petite, de même qu'un ballon est le plus dur à gonfler au tout début. Ce serrage, c'est la tension superficielle : à force de comprimer le gaz, elle le renvoie en solution, et la bulle disparaît.
Ce qui empêcherait les noyaux de disparaître ainsi : une pellicule de molécules déposée sur leur surface, qui en abaisse la tension comme le savon abaisse celle de l'eau. Ce n'est toutefois qu'une hypothèse parmi d'autres : l'encadré « D'où part une bulle » les passe en revue.
Dès lors, empêcher la nucléation (la formation d'une bulle là où il n'y en avait pas) n'a plus d'objet, puisque des germes existent déjà en permanence : tout l'enjeu devient de contrôler leur croissance.
D'où part une bulle : la question est toujours ouverte
Une bulle sphérique minuscule ne devrait pas tenir. La loi de Laplace donne à l'intérieur une pression d'autant plus forte que le rayon est petit, si bien que le gaz d'une bulle naissante repart en solution avant d'avoir pu grossirVan Liew 2000.
Il faut donc supposer au départ quelque chose qui échappe à cette règle, et trois explications ont été proposées : un noyau tenu par une peau de molécules, comme dans VPM ; une poche de gaz coincée dans une anfractuosité du tissu, qui n'est pas sphérique et à qui la loi ne s'applique donc pas ; ou aucun germe permanent, des noyaux qui naissent et disparaissent en continu, leur nombre résultant de l'équilibre entre les deux.
Aucun de ces objets n'a été observé dans un tissu de mammifère. Van Liew énumère les sept hypothèses sur lesquelles repose tout raisonnement à base de micro-noyaux et estime qu'aucune n'a reçu de validation expérimentale directeVan Liew 2000.
Rien n'a tranché depuis : le rapport du NEDU de 2011 tient la distribution de taille des germes pour inconnueNEDU 2011, et la revue de Doolette et Mitchell de 2013 présente encore la peau de molécules tensioactives comme « une forme théorique de germe gazeux »Doolette & Mitchell 2013. Ce qui empêche un micro-noyau de se dissoudre n'est donc pas su à ce jour. Les modèles à bulles calculent la croissance d'un objet postulé, dont les paramètres sont ajustés sur des plongées et des tables plutôt que mesurés.
VPM : le modèle à perméabilité variable
David E. Yount, physicien à l'université d'Hawaï, étudie dans les années 1970 les noyaux gazeux dans la gélatine. De ses observations, il tire une hypothèse : un germe de bulle serait entouré d'une fine « peau » de molécules, qui laisse normalement passer le gaz (elle est perméable) mais devient étanche lorsqu'on la comprime au-delà d'un certain seuil. C'est cette perméabilité qui varie avec la pression, et qui donne son nom au modèle : Varying Permeability Model.
Une idée plus ancienne qu'on ne le croit
Yount ne part pas de rien. L'article qui fonde le modèle, qu'il cosigne en 1984 avec D. C. Hoffman, cite explicitement la méthode de Brian Hills, fondée sur l'équilibration de phase, où l'on suppose que la formation de bulles est si abondante que tout le gaz en excès passe en phase gazeuseYount & Hoffman 1984.
Chez le plongeur qui remonte, l'excès de gaz ne resterait donc jamais dissous : il serait déjà en bulles, et rester profond est le seul moyen de les garder petites.
Hills avait publié dès 1965, avec LeMessurier, une analyse des techniques des pêcheurs de perles du détroit de Torres, qui décompressaient en deux tiers du temps prescrit par l'US Navy, en commençant leurs paliers beaucoup plus profond. L'idée de « palier profond » lui est donc largement antérieure. (Yount et Hoffman, eux, ne citent que ses travaux de 1966 à 1978.)
L'hypothèse du volume critique dynamique
Le critère de décompression de VPM n'est pas une pression maximale mais un volume. Les symptômes apparaissent, postule le modèle, lorsque le volume total accumulé en phase gazeuse dépasse une valeur critique Vcrit. Le modèle est dit « dynamique » parce que le gaz entre et sort continuellement de cette phase gazeuse.
VPM n'est pas un modèle « à bulles » de bout en bout
Contrairement à une idée reçue, VPM ne jette pas Haldane par-dessus bord. Il garde la machinerie haldanienne de charge et de décharge : 15 compartiments dans l'article fondateur de 1984Yount & Hoffman 1984, 16 dans l'implémentation d'Erik Baker citée plus bas, qui reprend telles quelles les périodes de Bühlmann.
Une seule chose change : la règle qui autorise à monter. Au lieu de plafonner la sursaturation, on plafonne le volume des bulles. Les deux familles ne divergent donc que sur une question : « quand ai-je le droit de remonter ? ».
Le constat vaut pour les deux modèles à bulles. Foret relève que le RGBM, l'autre modèle à bulles de ce chapitre, utilise un jeu de paramètres haldanien (Wienke, Reduced Gradient Bubble Model in Depth, 2003) et que le VPM utilise celui de Bühlmann : le programme de référence de VPM-B reprend les seize compartiments de ZH-L16Baker, VPMDECOForet 2024. Les périodes de Bühlmann passent dans VPM, ses coefficients a et b non : le modèle n'a pas de M-values.
Yount et Hoffman posent qu'il existe un nombre de bulles que le corps peut tolérer indéfiniment, quelle que soit la sursaturation : il en élimine alors autant qu'il s'en forme. Les poumons agissent comme un piège à bulles veineuses tant que leur capacité n'est pas dépassée, ce qui expliquerait cette éliminationYount & Hoffman 1984.
D'où l'image de la baignoire : le robinet apporte le gaz dissous qui passe en bulles, la bonde emporte celui que le corps élimine, et seule la différence fait monter le niveau. Le nombre toléré est celui où les deux débits s'égalent, et le niveau cesse de monter. Le pari du modèle est qu'il n'atteigne jamais le rebord (Vcrit), et ce pari se joue en partie hors de l'eau : le niveau ne finit de monter qu'une fois la sursaturation retombée à zéro, « d'ordinaire bien après la fin de la plongée »Yount & Hoffman 1984.
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Les germes : écrasés à la descente, réveillés à la remontée
Dans VPM-B, chaque baignoire est un compartiment. Avant la plongée, chaque compartiment est un tissu, comme chez Haldane, auquel s'ajoute une population de germes de tailles différentes, où les petits sont bien plus nombreux que les gros.
Pendant la descente et au fond, le tissu se charge en gaz inerte. Les germes sont comprimés et rétrécissent. Rien ne les empêcherait de recevoir du gaz, leur peau reste perméable. Mais le tissu est en charge, et sa tension reste sous la pression ambiante. Un germe, lui, est au moins à cette pression : une poche de gaz supporte celle du milieu qui l'entoure. Le gaz dissous du tissu n'entre donc pas dans les germes : il lui faudrait aller d'une tension basse vers une pression plus haute, à rebours de la diffusion.
Puis le plongeur remonte, la pression ambiante tombe, et le tissu passe en sursaturation. Le gaz commence alors à passer du tissu vers les germes. Chaque germe a un seuil de sursaturation, fixé par sa taille, qui décide s'il grossit ou non : un gros se met à grossir sous une faible sursaturation, un petit en demande beaucoup plus. Au début de la remontée, les gros et les moyens se réveillent ; les petits dorment encore.
Plus le plongeur remonte, plus la sursaturation monte, et plus elle atteint le seuil de germes de petite taille. Comme les petits sont les plus nombreux, chaque mètre en fait grossir beaucoup de nouveaux, et ceux qui grossissaient déjà grossissent plus vite. Le volume total monte de plus en plus vite, pour ces deux raisons à la foisYount & Hoffman 1984.
Du volume au plafond
Ce volume total de gaz libre, personne ne le mesure : le nombre de germes que contient un corps est inconnu, et il n'entre pas dans le calcul, où seul compte le rapport entre ceux qui grossissent et ceux que le corps tolèreYount & Hoffman 1984.
Le modèle suit donc la sursaturation à la place du volume : l'écart entre le gaz inerte dissous dans le compartiment et la pression ambiante. Cet écart est un gradient, et le gradient admissible est la plus grande valeur qu'il puisse atteindre sans que le volume total ne fasse déborder la baignoire. Ce gradient se traduit alors en profondeur : le plafond de ce compartiment est celle où la pression ambiante a juste assez baissé pour que l'écart l'atteigne.
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Ce même déroulé se joue dans les seize compartiments à la fois, chacun avec ses germes, sa sursaturation et son propre remplissage. Le plafond de la plongée est le plus profond des seize, et le compartiment qui l'impose est le compartiment directeur.
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Le plafond du modèle, celui des seize compartiments à la fois. La plongée à 40 m pendant 20 minutes à l'air, cadrée sur la remontée. Le trait rouge n'est plus le plafond d'un seul compartiment mais celui du modèle : à chaque instant le plus contraignant des seize, qui n'est pas toujours le même. Sur cette remontée, C1 commande d'abord, puis C2, C3 et C4 : les traits verticaux marquent chaque passage de relais. Le plongeur reste toujours dessous, et chaque palier dure exactement le temps qu'il faut pour que le plafond passe sous le palier suivant.
Le mécanisme se lit sur la pente du trait rouge : le plafond libère vite les premiers mètres, d'où des paliers d'une minute, puis les derniers se libèrent de plus en plus lentement, d'où les dix minutes passées à 3 m.
Ce moteur est celui du simulateur, où vous pouvez lui donner votre propre plongée et le mettre en regard de Bühlmann sur le même profil.
Le gradient admissible se calcule en deux temps
Le premier temps fixe le point de départ, le plus strict : ne pas laisser le volume augmenter du tout. Remonter reste possible, à condition de tenir la sursaturation assez basse pour ne réveiller que les plus gros germes, assez peu nombreux pour que le corps élimine leur gaz à mesure : le robinet ne dépasse jamais la bonde, et le niveau ne monte pas. Mais une remontée menée ainsi n'en finit pas, et Yount et Hoffman la disaient eux-mêmes d'une lenteur inacceptable pour la plongée professionnelleYount & Hoffman 1984. Ce point de départ est la valeur stricte.
Le second temps relâche ce point de départ : le volume a le droit de monter, tant que la baignoire ne déborde pas. Le gradient admissible retenu n'est pas une valeur nouvelle : c'est la valeur stricte, élargie d'un facteur calculé pour que le maximum du volume atteigne tout juste le rebord sans le franchirYount & Hoffman 1984.
Ne pas dépasser le volume critique
Le maximum que vise le calcul porte un nom : le volume critique, celui de l'hypothèse. C'est une valeur unique : la même pour les seize compartiments et pour toutes les plongées, fixée une fois pour toutes par les auteurs du modèleYount & Hoffman 1984.
Et le rebord vaut au-delà de la plongée : le gaz continue de passer en bulles tant qu'il reste de la sursaturation, si bien que le volume ne culmine que hors de l'eau, d'ordinaire longtemps après la sortie ; c'est ce maximum-là qui doit rester sous le volume critiqueYount & Hoffman 1984.
Une plongée courte a droit à un gradient plus large
Ce qui est interdit, c'est de dépasser le volume critique, et le volume critique est un total. Or un total, c'est un débit multiplié par une durée : un robinet grand ouvert une minute et un filet pendant dix minutes versent la même chose. Ce n'est pas le débit qui fait déborder, c'est le total.
Dans la baignoire d'un compartiment, le débit est la sursaturation : plus l'écart est grand, plus le gaz passe vite en bulles. La durée est celle de la décompression. Après un fond bref, le tissu a peu de gaz à rendre : le robinet ne coulera pas longtemps, et le modèle peut l'ouvrir plus grand sans que le total versé change.
Autoriser un débit plus fort, c'est tolérer une sursaturation plus grande : le gradient admissible s'élargit. Pour le plongeur, ce gradient élargi se traduit en plafonds moins profonds et en paliers plus courts.
Après une plongée longue, c'est l'inverse : le robinet va couler une heure et doit rester en filet, donc le gradient se resserre, les plafonds s'enfoncent et les paliers s'allongent.
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Le palier n'est pas fait pour vider les bulles
Un palier fait baisser la charge du compartiment, donc la sursaturation, et les germes cessent de grossir l'un après l'autre. Le tissu ayant moins de gaz à libérer, les trois mètres suivants rouvriront une sursaturation plus petite, qui remettra moins de germes à grossir et retardera le tour des plus petits.
Figure calculée dans le navigateur — nécessite JavaScript. La légende ci-dessous en décrit le contenu.
Toute l'histoire sur une même plongée, 40 m pendant 20 minutes à l'air. Le curseur la parcourt.
À gauche, le profil d'une plongée et le plafond à ne pas dépasser. Le plafond est le point le plus haut où le plongeur peut monter sans que la sursaturation de ce compartiment dépasse le gradient admissible. Au-delà, la baignoire finirait par déborder.
Ce plafond retombe à zéro à la trente-troisième minute, quand des compartiments plus lents prennent le relais pour les paliers de 6 et 3 m.
Au centre, sa charge, entre la pression ambiante et ce qu'il tolère.
À droite, ses germes, rangés par taille. Chacun enfle quand la sursaturation dépasse le seuil que sa taille lui fixe, les gros d'abord. Le gris est intact, le bleu grossit, le vert a grossi mais ne grossit plus : un palier les fait passer du bleu au vert l'un après l'autre.
Tout à droite, le remplissage vers Vcrit. Près d'un quart se produit après la sortie de l'eau, marquée par le trait vert.
Les germes individuels sont une mise en image : le modèle raisonne sur une distribution de tailles et ne suit pas la croissance de chacun. Leur seuil, lui, est celui du modèle, par l'équation qui lie la sursaturation au rayon.
Un germe qui a grossi reste gros : le modèle pose que le volume croît tant qu'il reste de la sursaturation, et qu'il n'atteint son maximum qu'une fois celle-ci retombée. De vraies bulles se videraient au palier, celles de cette formulation non.
Ce qui sépare les gaz dissous des modèles à bulles
- Le pari. Les modèles à gaz dissous parient qu'on peut empêcher les
bulles.
Les modèles à bulles parient qu'on ne peut pas : les germes sont déjà là avant la mise à l'eau, et la remontée en fera grossir. - Ce qu'on surveille. Une pression pour les premiers, la sursaturation d'un
tissu.
Un volume pour les seconds, celui de tout le gaz passé en bulles : peu importe qu'il y en ait, ce qui compte est leur total. - D'où vient la sursaturation tolérée. D'une table pour les premiers :
chaque compartiment a la sienne, connue d'avance et identique d'une plongée à l'autre.
D'un calcul pour les seconds, refait à chaque plongée à partir d'une valeur fixe : le volume critique à ne pas dépasser. - Ce qui fait bouger cette tolérance. Chez les premiers, rien : qu'il sorte d'une plongée à 20 m ou à 40, un
compartiment arrivé à 6 m en tolère toujours autant.
Chez les seconds, tout : la descente écrase les germes, la remontée les fait grossir, et la tolérance est recalculée à chaque palier. - Ce que ça donne pour le premier palier. Sur 40 m pendant 20 minutes à l'air, ZH-L16 en GF 85/85 le place à 6 m, VPM-B à 18 m. VPM le place plus profond non par réglage, mais par construction.
- Les modèles à bulles ne surveillent pas tous un volume. Le RGBM de Wienke garde des M-values et les réduit selon l'historique du plongeur : un hybride.
Les paramètres du modèle original
Le calcul d'une table VPM commence par la spécification de six paramètres de nucléation, dont quatre seulement ont été optimisés par les auteurs, les deux autres étant fixésYount & Hoffman 1984 :
| Paramètre | Valeur | Rôle |
|---|---|---|
| γc | 257 dyn/cm | Tension de la « peau » comprimée du noyau |
| r0min | 0,775 µm | Rayon critique minimal des noyaux |
| τR | 20 160 min (14 j) | Constante de régénération des noyaux |
| λ | 5 000 fsw·min | Paramètre de volume critique |
| γ | 17,9 dyn/cm | Tension superficielle (fixée) |
| P* | 9,2 atm abs | Seuil d'imperméabilité |
Ce que ce tableau raconte, en français. Chaque noyau est une bulle infime, moins d'un millième de millimètre, tenue par une peau élastique. Les deux « tensions » mesurent la force de cette peau : γ au repos, γc une fois comprimée.
Deux paramètres posent ensuite des seuils. Seuls les noyaux plus gros qu'un certain rayon critique se mettent à grossir pendant la remontée, les autres se résorbent. Et λ fixe de combien le nombre de bulles réellement formées peut dépasser le nombre jugé sans danger.
Ce rayon est aussi le bouton que vous tournez sur votre ordinateur. Les réglages « VPM-B +1 » à « +5 » ne font rien d'autre que grossir les germes de départ, de 5 % au premier cran à 50 % au dernierV-Planner, réglages. Un germe plus gros demande moins de sursaturation pour se mettre à grossir, donc le modèle laisse moins de marge et impose plus de paliers. Sur la plongée à 40 m pendant 20 minutes qui court dans tout le chapitre, passer du réglage nominal au cran « +5 » fait passer les paliers de 23 à 48 minutes.
Le dernier paramètre donne au modèle sa mémoire. Écrasés par la pression de la plongée, les noyaux mettent des semaines à retrouver leur taille, avec une constante de temps τR de quatorze joursYount & Hoffman 1984. Le programme d'Erik Baker s'en sert pour les plongées successives : une plongée qui a dépassé le gradient admissible pénalise la suivante, et la pénalité s'efface au même rythme, d'autant plus vite que l'intervalle de surface est longBaker, VPMDECO.
Deux précisions que les auteurs donnent eux-mêmes. D'abord, γ n'a pas été mesuré mais choisi : les prédictions du modèle ne dépendent que de rapports entre paramètres, si bien que fixer γ à 17,9 dyn/cm est, écrivent-ils, « essentiellement arbitraire ». Ensuite, le seuil P* de 9,2 atm au-delà duquel la peau devient étanche est « assez haut pour que la quasi-totalité de nos tables à l'air restent dans la région perméable ». Autrement dit, en plongée à l'air, ce paramètre ne joue pratiquement jamaisYount & Hoffman 1984.
Le modèle utilise quinze compartiments, de périodes 1, 2, 5, 10, 20, 40, 80, 120, 160, 240, 320, 400, 480, 560 et 720 minutes, un jeu différent de celui de BühlmannYount & Hoffman 1984.
Ce jeu de périodes se retrouve tel quel dans le commerce
Les notices du Suunto EON Core et du D5 annoncent, pour leur algorithme Fused RGBM 2, quinze compartiments dont les demi-saturations sont exactement cette liste : 1, 2, 5, 10, 20, 40, 80, 120, 160, 240, 320, 400, 480, 560 et 720 minutes. Suunto en donne d'ailleurs la filiation : elles sont « dérivées du Full RGBM de Wienke »notice EON Core, p. 22 et p. 63.
Que cette liste soit celle de Yount et Hoffman est notre observation, pas une affirmation du constructeur, qui la rattache pour sa part à Wienke. Ce qui est vérifiable, c'est l'identité des deux listes, valeur par valeur ; laquelle vient de l'autre, ni la notice ni l'article ne le disent, et elles peuvent aussi descendre d'une source commune.
Le rapprochement rejoint ce que Foret relevait plus haut : ces modèles s'empruntent leurs pièces, à commencer par VPM-B, dont le programme de référence calcule sur les seize compartiments de Bühlmann (chapitre 6).
Ces constantes ne sont pas celles des VPM-B d'aujourd'hui
C'est une confusion fréquente : les valeurs de 1984 n'ont pas été reprises telles quelles par les implémentations modernes. Le rayon critique des noyaux en est l'exemple le plus net : Yount et Hoffman retiennent 0,775 µm, là où le code de Subsurface utilise 0,55 µm pour l'azote et 0,45 µm pour l'héliumSubsurface.
L'écart est en réalité structurel : le VPM de 1984 utilise 15 compartiments (périodes 1 à 720 min) et un paramètre de volume critique λ = 5 000 fsw·min, tandis que le VPM-B de Baker embarqué aujourd'hui travaille sur 16 compartiments calés sur les périodes de ZH-L16, avec λ = 7 500 fsw·min. Le tableau ci-dessus documente le modèle historique, pas le contenu de votre ordinateur.
Deux réserves majeures, formulées par les auteurs eux-mêmes
L'article fondateur, « Decompression Theory: A Dynamic Critical-Volume Hypothesis », que Yount et Hoffman publient en 1984 dans les actes du huitième symposium de physiologie subaquatiqueYount & Hoffman 1984, vaut d'être lu en entier : les deux réserves les plus sérieuses sur le modèle y figurent déjà, sous la plume de ses auteurs.
1. Les paramètres sont calés sur les tables existantes
Les quatre paramètres n'ont pas été mesurés physiologiquement. Ils ont été choisis « en exigeant que les temps de décompression totaux de nos tables ressemblent à ceux » de la plongée en saturation du programme d'habitat sous-marin TEKTITE, des manuels de l'US Navy et du Royal Naval Physiological LaboratoryYount & Hoffman 1984. Autrement dit, le modèle à bulles a été calibré pour reproduire les durées des tables haldaniennes qu'il prétendait dépasser.
Doolette et Mitchell le redisent en 2013 : « les paramètres de l'algorithme VPM ont été ajustés à l'origine pour donner des temps de décompression semblables à ceux des tables militaires existantes »Doolette & Mitchell 2013. Les mêmes auteurs adressent d'ailleurs le reproche à l'autre camp dans la même page : les gradient factors y sont qualifiés de « modification populaire, mais non testée ». Le défaut de validation ne départage donc pas les deux familles.
2. Aucune table n'avait été testée
« Aucune des tables n'a à ce jour été testée sur des sujets animaux ou humains », écrivent les auteurs, qui ajoutent que c'est là, à leurs yeux, la critique la plus sérieuse qu'on puisse leur adresser, faute de ressources pour mener un tel effortYount & Hoffman 1984.
La signature de VPM : le premier palier
Sur une plongée à l'air de 60 minutes à 61 m (200 fsw), la table VPM place son premier palier à ≈ 40 m (130 fsw) là où la table US Navy le place à ≈ 18 m (60 fsw), pour un temps total de décompression similaire. Les auteurs précisent que ce n'est pas un cas isolé : c'est une constante de « littéralement des centaines de comparaisons » entre leurs tables et les tables conventionnelles alors en usageYount & Hoffman 1984.
C'est le mécanisme par lequel un modèle à bulles engendre spontanément un premier palier plus profond : ce n'est pas une astuce ajoutée, c'est ce que le modèle produit.
Une précision de vocabulaire
L'expression « deep stop » n'apparaît nulle part dans l'article de 1984 : Yount et Hoffman décrivent un premier palier plus profond, sans nommer ni revendiquer une pratique. Attribuer à ce texte la paternité du palier profond est donc inexact. Elle serait d'ailleurs mal placée : Yount et Hoffman créditent eux-mêmes les travaux antérieurs de Hills, ceux que raconte l'encadré « Une idée plus ancienne qu'on ne le croit ».
VPM-B : la correction de Boyle
Le VPM original a connu des difficultés. Des accidents ont été rapportés « avec une certaine régularité », y compris chez des utilisateurs convaincus. Une erreur de calcul liée à la loi de Boyle-Mariotte, celle qui veut que le gaz se dilate quand la pression baisse, a fini par être identifiée ; le modèle corrigé a été republié sous le nom VPM-BInDEPTH. C'est cette version que l'on trouve aujourd'hui dans les ordinateurs et les logiciels.
RGBM : le modèle de Wienke
Le Reduced Gradient Bubble Model est développé par Bruce Wienke, physicien au Los Alamos National Laboratory. Il partage la racine de VPM, la même hypothèse de germes présents avant la plongée, mais là où VPM remplace le critère de sursaturation par un critère de volume, RGBM garde les deux : Wienke définit lui-même son modèle comme « à deux phases, qui combine la phase dissoute (Haldane) et les phases libres (bulles) »notice Atomic Cobalt 2. En pratique, sur les ordinateurs Suunto, le contrôle de la remontée est assuré par les M-values, un mécanisme des modèles à gaz dissousnotice EON Core, § 4.10.
Une autre particularité de ce modèle est de pénaliser explicitement certains profils jugés à risque : plongées successives rapprochées, profils inversés, remontées rapides, plongées yo-yo.
Une différence de fond avec VPM : RGBM est un modèle fermé. Personne, en dehors de Wienke et des constructeurs avec qui il travaille, n'est en mesure de le recalculer. Il a publié des ouvrages et des articles sur son modèle, mais pas le jeu d'équations qui permettrait d'en reproduire les résultats, et les variantes vendues par les constructeurs ne sont pas documentées. Les chercheurs qui les comparent aux autres algorithmes les traitent donc « comme des boîtes noires », entrées connues, sorties connues, mécanisme inaccessible, et relèvent que ces variantes sont « mal identifiées et mal documentées, ce qui entrave la validation »Fraedrich 2018. C'est la raison pour laquelle ce site donne des figures calculées pour Bühlmann et pour VPM-B, et aucune pour RGBM.
« RGBM » chez Mares n'est pas un modèle à bulles
L'étude de Sayer, Azzopardi et Sieber est explicite : Mares utilise un « Mares-Wienke RGBM » qui n'est pas un véritable algorithme RGBM, mais un modèle haldanien assorti de facteurs de sécurité supplémentairesSayer 2014.
Et ce n'est pas une interprétation de chercheurs : Cressi l'écrit lui-même dans ses propres manuels. Son « Algorithme CRESSI RGBM » y est présenté comme un « nouvel algorithme né de la collaboration Cressi - Bruce Wienke basé sur le modèle Haldane intégré avec des facteurs RGBM »manuels. Wienke a donc bien signé ces algorithmes, mais ce ne sont pas des portages de son modèle. Le décompte des compartiments suffit à le voir : neuf chez Cressi, dix chez Mares, quinze dans le Full RGBM dont Suunto dérive ceux de son Fused RGBM 2.
Le nom commercial ne dit donc pas la famille de l'algorithme : voir le détail au chapitre 6.
Foret déplace la question d'un cran : ce n'est pas seulement le RGBM annoncé par Mares et Cressi qui est haldanien, c'est celui de Wienke, le vrai, qui repose sur un jeu de paramètres haldanien, comme VPMForet 2024. Autrement dit, la question n'est pas de savoir si un modèle du commerce cache un Haldane sous son nom, mais ce qu'il ajoute par-dessus.
Suunto, le RGBM main dans la main avec Wienke
Quatre variantes sous un même nom
Suunto est le premier fabricant à avoir commercialisé le RGBM et le co-développe avec Wienke « depuis bien plus d'une décennie »Suunto. C'est aussi la marque qui en documente le plus, ce qui permet de regarder de près ce qu'un ordinateur fait de ce modèle. Premier constat : « RGBM » n'y désigne pas une seule chose.
| Variante | Modèles concernés | Caractéristique |
|---|---|---|
| Suunto RGBM | Vyper Air, Vyper, Cobra, Cobra3, Zoop, D4i, D6i | Le modèle historique, gaz dissous et gaz libre |
| Technical RGBM | HelO2, D9tx | Version pour la plongée technique |
| Fused RGBM | EON Core, EON Steel (jusqu'au logiciel 1.6.5), DX | Hybride basculant automatiquement entre Technical RGBM et RGBM complet ; recycleur ; jusqu'à 150 m |
| Fused RGBM 2 | D5, EON Core à partir du logiciel 2.0 | Version assouplie (voir ci-dessous). La notice de l'EON Core précise que « les appareils dont la version logicielle est antérieure à 2.0 utilisent l'algorithme Suunto Fused RGBM » et basculent à la mise à jour |
Fused RGBM 2, celui des EON Core et du D5
De ces quatre variantes, Fused RGBM 2 est celle dont la structure déclarée colle le mieux au Full RGBM de Wienke : quinze compartiments, dont les notices publient les périodesnotices EON Core et D5.
Sous le nom RGBM, un contrôle par M-values
La notice décrit aussi le montage : Suunto a implémenté le RGBM « pour travailler avec le modèle à M-values déjà en place »notice EON Core, § 4.10. Le contrôle de la remontée reste donc celui de M-values, réduites selon l'historique du plongeur.
C'est un hybride assumé, conforme à la définition en deux phases que Wienke donne lui-même de son modèle, citée plus haut.
Suunto reconnaît avoir assoupli son algorithme
C'est suffisamment rare pour être noté : Suunto écrit sans ambiguïté que, « sur la base des retours clients », Fused RGBM a été ajusté « dans une direction moins conservatrice ». Fused RGBM 2 autorise des remontées plus courtes sur les plongées profondes à l'air et sur les successives, où le changement affecte principalement l'air et le nitroxSuunto. Le calcul du temps avant vol a également changé : il ne suppose plus l'élimination complète des gaz résiduels, mais une cabine pressurisée à l'équivalent de 3 000 mSuunto.
Le palier profond n'est pas calculé par le modèle
Beaucoup de plongeurs en RGBM constatent que leur ordinateur ne leur impose jamais de palier profond, et qu'ils peuvent en désactiver l'affichage. Ce n'est pas une contradiction : sur ces appareils, le palier profond est une fonction à part, pas une sortie du calcul de décompression. La notice de l'EON Core le range parmi les arrêts « recommandés », aux côtés du palier de sécurité, et précise qu'il « s'active seulement en dessous de 20 m », qu'il se déclenche « à mi-chemin de la profondeur maximale » et qu'il se règle dans les paramètres, activé par défaut. Une plongée à 42 m appelle ainsi un premier arrêt à 21 mnotice EON Core, § 4.11 et 4.27.
Autrement dit, c'est un palier de Pyle, une règle géométrique de moitié de profondeur, la même que celle du chapitre 4. Le désactiver ne touche donc pas au modèle. Fraedrich l'a mesuré : avec l'option active, le premier palier du Suunto-RGBM tombait à 34 m (113 fsw) sur son profil d'essai, « nettement plus profond que les deux profils du NEDU », et désactiver l'option « ramène le premier palier » à 18 m (59 fsw), exactement là où ZH-L16C réglé en GF 70/70 place le sienFraedrich 2018.
Où agit vraiment son RGBM : sur vos quatre derniers jours
La fiche technique de la notice résume le fonctionnement de Fused RGBM 2 en une ligne : des « M-values à gradient réduit (variables), fondées sur l'habitude de plongée et les violations », suivies « jusqu'à 100 heures après une plongée »notice EON Core, p. 58. Le modèle prend donc une machinerie haldanienne et en abaisse les M-values, ces plafonds de sursaturation que chaque compartiment a le droit d'atteindre : moins de marge autorisée, donc des courbes de sécurité plus courtes et des paliers plus tôt. L'ordinateur garde en mémoire vos quatre derniers jours de plongée pour décider de combien il les abaisse.
La notice énumère ce qu'il surveille : « la plongée sur plusieurs jours consécutifs », « les plongées successives rapprochées », « une plongée plus profonde que la précédente » et « les remontées rapides, qui produisent une forte accumulation de microbulles »notice EON Core, § 4.10. La pénalité tombe sur ces situations, pas sur la profondeur du premier palier. Sayer le relève de son côté : le Bühlmann standard « ne pénalise pas les plongées successives, là où les RGBM de Suunto et de Mares appliquent un facteur de sécurité qui, lui, pénalise »Sayer 2014.
Celui qui ne fait qu'une plongée par jour, dans la courbe ou à peine au-delà, ne verra donc guère de différence entre son Suunto et un Bühlmann : la différence se paiera sur la deuxième plongée de la journée, et sur les jours qui s'enchaînent.
Ce que devient un modèle fermé quand son auteur meurt
Bruce Wienke est mort le 15 février 2020, à 79 ans. Suunto, qui avait commercialisé son modèle depuis la fin des années 1990, lui a rendu hommageSuunto, hommage.
Pour un modèle fermé, la conséquence est directe : personne ne peut le reprendre. VPM a traversé la mort de Yount en 2000 sans disparaître, parce que le code de Baker circule et que d'autres l'ont continué, corrigé, puis porté dans des logiciels libres. Le RGBM, lui, ne peut évoluer qu'entre les mains des constructeurs qui en détiennent l'implémentation.
Onze mois après ce décès, en janvier 2021, Suunto ajoute un second algorithme sur l'EON Steel, Bühlmann 16 GF : une option facturée 80 euros passé la garantie de deux ans, et posée en centre agréé. Sur l'EON Core, en décembre 2024, le même algorithme arrive par simple mise à jour logicielle, sans supplément annoncé ni dans les notes de version ni dans la noticeSuunto, notes de version. Les deux algorithmes y coexistent désormaisnotice EON Core, § 4.10. Aucune source ne relie cette ouverture à la disparition de l'auteur du RGBM, et le constructeur continue de développer le sien.
Les autres familles
VPM et RGBM sont les plus connus, mais ils ne sont pas seuls. Quelques modèles qu'il est utile de savoir situer :
BVM(3) bulles
Modèle à bulles probabiliste à trois compartiments, développé par l'US Navy. C'est lui, et non VPM-B ou RGBM, qui a produit le profil « paliers profonds » testé lors de l'essai NEDU de 2011, l'expérience qui a renversé le consensus sur les paliers profonds, racontée au chapitre 4NEDU 2011. La nuance compte pour interpréter cette étude.
VVAL-18 Thalmann gaz dissous
Algorithme déterministe à gaz dissous de l'US Navy, dit linéaire-exponentiel : la charge est exponentielle, mais la décharge se fait à vitesse constante au-delà d'un seuil, comme un seau qui se viderait par un trou fixe au lieu de ralentir à mesure qu'il se vide, ce qui ralentit la désaturation modélisée. Il a fourni le profil « paliers peu profonds » de l'essai NEDU (chapitre 4)NEDU 2011.
DCIEM gaz dissous
Modèle canadien en série : les compartiments ne sont pas en parallèle, seul le premier est exposé à la pression ambiante et alimente les suivants. Réputé conservateur, il est proposé en option sur le Shearwater PeregrinePeregrineDGE.
DCAP gaz inspiré
Se distingue en calculant sur les valeurs de gaz inspiré plutôt que de gaz dissous, ce qui convient bien aux recycleurs à circuit fermé. Une version de DCAP est le modèle par défaut du recycleur Poseidon et de son ordinateur M28DGE.
Tableau de synthèse
| Famille | Critère de remontée | Profil produit | Publié ? |
|---|---|---|---|
| Haldane / Workman / Bühlmann gaz dissous |
Sursaturation maximale par compartiment (M-value) | Premier palier relativement peu profond, paliers longs près de la surface | Oui, entièrement |
| VPM / VPM-B bulles compartiments de Bühlmann |
Volume total de phase gazeuse < Vcrit | Premier palier nettement plus profond, produit par le modèle et non ajouté | Oui, jusqu'au code : article de 1984, programme FORTRAN de Baker, implémentations libres, et le moteur de ce site |
| RGBM de Wienke bulles + gaz dissous |
Hybride « à deux phases » : des M-values haldaniennes, réduites selon l'historique du plongeur | Pénalise les successives, les profils inversés, les remontées rapides ; les paliers profonds affichés viennent d'une option séparée | Non : modèle fermé, équations jamais publiées ; seule la structure l'est, nombre de compartiments et périodesFraedrich 2018 |
| « RGBM » de Mares et Cressi gaz dissous |
M-values haldaniennes assorties de « facteurs RGBM », co-signés par Wienke | Pénalise surtout les plongées successives et les journées répétées | Non, mais les notices donnent la structure : neuf compartiments chez Cressi, dix chez Mares, contre quinze pour le Full RGBMmanuels |
| BVM(3) bulles |
Probabilité d'accident, optimisation du volume de bulles | Paliers profonds | Publications US Navy |
| DCIEM gaz dissous |
Compartiments en série | Conservateur, surtout en successive | Tables publiées |
Ce qu'il faut retenir de ce chapitre
- Les modèles à bulles supposent que des germes gazeux préexistent, et plafonnent le volume de gaz libéré là où les modèles à gaz dissous plafonnent la sursaturation. Ce qui empêche ces germes de se dissoudre n'est toujours pas su.
- Sous ce critère, la machinerie reste haldanienne : VPM-B calcule sur les compartiments de Bühlmann, et le RGBM repose lui aussi sur un jeu de paramètres haldanien.
- Chez VPM-B, le premier palier profond est le produit du modèle, pas une option ajoutée. Sur un ordinateur RGBM, ce qui s'affiche sous ce nom est souvent une fonction séparée et réglable, calculée à la moitié de la profondeur maximale.
- Tout le conservatisme de VPM-B tient à un seul paramètre, la taille supposée des germes de départ. C'est lui que déplacent les crans « +1 » à « +5 » d'un ordinateur : des germes plus gros, et la décompression s'allonge.
- VPM a été calibré sur les tables existantes et n'avait jamais été testé sur l'homme ni sur l'animal à sa publication, de l'aveu de ses auteurs.
- Le RGBM de Wienke est un modèle fermé : ses équations n'ont jamais été publiées, et depuis la mort de son auteur en 2020, il ne peut évoluer qu'entre les mains des constructeurs qui en détiennent le code.
- Le « RGBM » que vendent Mares et Cressi porte bien la signature de Wienke, qui l'a développé avec eux, mais ce n'est pas son modèle à bulles : c'est un Haldane augmenté de « facteurs RGBM », ce que Cressi écrit dans ses propres notices. Le nom sur la boîte ne dit pas la famille de l'algorithme.
Maintenant que l'on connaît les algorithmes à gaz dissous et les modèles à bulles, lesquels sont dans nos ordinateurs ? C'est le chapitre 6.