L'invention concerne un procédé de détermina ion du programme minimal de décompression non pathologique d'une personne (plong¬ eur, travailleur hyperbare, aviateur, cosmonaute, etc..) ayant séjourné et respiré un mélange gazeux contenant un ou des gaz non métabolisables à des pressions ambiantes supérieures à celle de la "surface" qu'elle veut finalement atteindre, ainsi qu'un dis¬ positif automatique de détermination et d'indication dudit prog¬ ramme et de paramètres connexes appliquant le dit procédé ainsi qu'un ensemble de plongée incorporant le dit dispositif.

La nécessité d'un programme de décompression provient du fait que, lors du séjour en pression, les gaz non métabolisables se sont dissous via les poumons et le sang dans les tissus de l'or¬ ganisme en quantités plus importantes que ceLles pouvant y exis¬ ter à la pression de la surface, et qu'une décompression trop rapide libérerait in situ, plutôt que dans les gaz d'expiration via le sang et les poumons, l'excès desdits gaz non consommables par l'organisme sous forme de bulles dites "pathologiques", c'est à dire susceptibles d'infliger des lésions aux tissus dans les¬ quels elles apparaissent et/ou d'interrompre la circulation sang¬ uine dans certains vaisseaux, le spectre des conséquences obser¬ vables et généralement différées de ces accidents de décompres¬ sion allant de légères démangeaisons localisées jusqu'au décès.

Les deux principaux types de décompression, sont la décompression continue et la décompression par paliers.

La décompression continue consiste à réduire la pression ambiante de façon continue ou par petites étapes, et est plus rapide mais

mains pratique que la décompression par paliers, qui consiste à effectuer des arrêts de durées relativement longues à des prss-i sions ambiantes prédéterminées relativement distantes l'une de l'autre, généralement espacées de 3 mem (mètres d'eau de mer) en 3 mem jusqu'à la surface, la vitesse de déplacement jusqu'au pre¬ mier palier et entre les paliers étant limitée par une valeur maximale admissible donnée, généralement entre 10 et 20 mem/mn .

Quel que soit le type de décompression utilisé, le programme de décompression idéal est le programme minimal, c'est à dire celui dont la durée totale est la plus courte sans pour autant compro¬ mettre la sécurité de l'intéressé.

Les raisons pour cela sont évidentes, surtout dans le milieu de la plongée pro essionnelle où quelques dizaines de minutes per¬ dues en temps de décompression superflu peuvent entraîner des pertes de plusieurs milliers de francs en raison du coût horai¬ re important des plongeurs et des personnes et matériels qui les entourent.

Un procédé de détermination de programmes de décompression est précis lorsque le programme prescrit par ce procédé pour une exposition donnée s'approche au plus près du programme minimal, tout écart allant dans le sens de la sécurité.

Deux facteurs critiques limitent. la précision d'une méthode don¬ née.

Le premier est la précision de détermination de l'état de satura¬ tion de l'intéressé en gaz non étabolisables après une exposi¬ tion donnée.

Le second est la précision avec laquelle sont connues les cont¬ raintes auxquelles doit obéir ledit état de saturation pendant

la décompression pour évitée l'apparition de bulles pathologi¬ ques.

Ces deux facteurs ne sont d'ailleurs pas indépendants ; en effet,, plus les erreurs commises dans la d ermination de l'état de saturation sont importantes, plus sévères doivent être les contraintes auxquelles l'ont doit soumettre le dit état en cours de décompression si l'on veut éviter une décompression sub-mini- male et donc pathologique.

Le procédé de l'invention possède un meilleur premier facteur et, par contrecoup, un meilleur second facteur que les méthodes con¬ ven ionnelles.

Avant de décrire comment cela est accompli, il est nécessaire d'exposer plus en détail les méthodes conventionnelles.

Ces méthodes, qu'elles soient appliquées à des scénarios pression ambiante/temps fictifs comme pour l' ablissement de tables de décompression ou au profil réel d'une exposition comme dans les appareils du type décαmpressi ètre analogique ou numérique, sont nombreuses mais possèdent toutes, ou tout au moins les plus fiab¬ les et donc les plus employées, une architecture de base commune due aux travaux précurseurs de physiologiste britannique O.S. Haldane au début de ce siècle :

L'état de saturation de l'organisme est représenté par les ten¬ sions de gaz non métabolisables dans un certain nombre de tissus. Ces tensions représentent des concentrations de gaz dissous mises à l'échelle de telle sorte qu'à Saturation d'un tissu donné pour un gaz donné (on emploiera ici Saturation avec un S majuscule dans le sens de l'état d'équilibre où le tissu contient en disso¬ lution tout le gaz qui peut y résider de façon stable), la ten-

sion du gaz dans le tissu soit numériquement égale à la pression partielle du dit gaz dans le mélange respiré, elle-même égale au produit de la pression ambiante et de la concentration molaire. du gaz dans le mélange.

Ces tissus ne représentent pas des tissus anatomiques bien défi¬ nis, mais plutôt des ensembles de tissus anatomiques divers réunis par un comportement commun en ce qui concerne la dynamique des échanges d'un gaz non métabolisable donné avec les gaz respi¬ ratoires.

Le nombre nécessairement fini de tissus pris en compte par les diverses méthodes constitue un échantillonnage qui se veut repré¬ sentatif du nombre théoriquement quasi-infini de tels ensembles possibles.

Chaque tissu est caractérisé pour un gaz donné par une constante appelée période ou demi-vie, pouvant selon le tissu aller de quelques minutes à quelques centaines de minutes, qui est définie comme le temps nécessaire pour que la tension de ce gaz dans ce tissu voie réduite de moitié la différence la séparant initiale¬ ment de la tension de Saturation, égale à la pression partielle du gaz dans le mélange respiratoire, cette dernière étant suppo¬ sée constante.

Cette définition implique que la tension varie exponentiellement en fonction du temps t, selon une loi qui peut s'exprimer diffé— rentielle ent de- la façon suivante :

(Eq. 1) dq/dt = k (gp - q) où q est la tension du gaz dissous dans le tissu g est la fraction molaire du gaz dans le mélange p est la pression ambiante

k = Log 2/h est le coefficient exponentiel du tissu où

Log 2 est le logarithme népérien de 2 h est la période du tissu

ou, si gp et k sont constants, sous la forme intégrée : (Eq. 2) q = qo + (gp - qα) (1-exp (-kt))

où qo est la valeur initiale (au temps 0) et q est la valeur finale (au temps t) de la tension.

En addition, certaines méthodes emploient des artifices de calcul pour l'estimation des tensions lorsque la pression ambiante est élevée, comme le "grossissement" des temps réellement passés aux pressions ambiantes supérieures à 70 mem par un facteur de 1,5 ou 2.

L'état de saturation de l'organisme étant ainsi représenté, les contraintes auxquelles il doit obéir lors de la décompression se composent essentiellement de tensions maximales admissibles pour chaque tissu et pour chaque gaz qui sont des fonctions croissan¬ tes, généralement linéaires mais ne passant pas nécessairement par l'origine, de la pression ambiante.

Ces tensions maximales admissibles à une pression ambiante donnée pour un gaz donné sont supérieures à' la dite pression ambiante et donc bien évidemment supérieures à la pression partielle du gaz à cette pression ambiante, accordant ainsi aux tissus un certain degré de sursaturation (tension en excès de la tension de Satura¬ tion ) permise et par là-même la possibilité à au moins l'un d'entre eux de se désaturer à chaque étape de la décompression,

la vitesse de désaturation étant proportionnelle à l'amplitude de la sursaturation comme l'indique (Eq. 1).

Une autre contrainte dont il a déjà été fait état est la vitesse maximale de décompression ou remontée, qui suffit à assurer la désaturation non pathologique des tissus les plus rapides, comme le sang.

Afin de comprendre en quoi les méthodes conventionnelles sont susceptibles d'amélioration, on peut se référer par exemple au paragraphe 3.4.1 du rapport de recherche 6-65 de l'U.S. Navy Expérimental Diving Unit par R.D. orkman (1965), où il est dit en substance :

"Il est également reconnu que l'admission de gaz inerte durant le travail est plus importante qu'au repos, en raison de l'accrois¬ sement du débit cardiaque et de la perfusion des tissus. De même, l'élimination de gaz inerte au cours des périodes de repos sera plus lente que pendant le travail.

La détermination des tensions maximales admissibles à partir de plongées de travail prend cette différence en compte dans une certaine mesure".

La perfusion d'un tissu anatomique (débit sanguin tissulaire) est en effet un facteur important des processus de saturation et désaturatiαn en gaz non métabolisables. Boycott, Damant et Haldane (The prévention of compressed air ill- ness ; 3. Hyg. Lond. 8, 445-456, 1908) estiment que le coeffi¬ cient exponentiel caractéristique k d'un tissu donné pour un gaz

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donné qui, comme nous l'avons vu, est inversement propo tionnel à la période de ce tissu pour ce gaz, peut s'exprimer comme suit :

(Eq. 3) k = a C B / S

où a est une constante

C est la perfusion sanguine du tissu

B est la solubilité du gaz dans le sang

S est la solubilité du gaz dans le tissu.

Selon ces auteurs, donc, la période de tout tissu varierait en proportion inverse de la perfusion de ce tissu, toutes choses étant égales par ailleurs.

On s'accorde cependant de nos jours à penser que cela ne serait vrai que pour des tissus bien vascularisés, et que les périodes des tissus mal vascularisés, c'est à dire ceux où le gaz en solu¬ tion doit diffuser sur une distance comparativement longue avant de rencontrer un vaisseau sanguin, dépendraient peu ou prou des perfusions de ces tissus.

Ces derniers tissus seraient également ceux dont les périodes sont les plus longues.

La perfusion d'un tissu dont le métabolisme s'accroît, comme un muscle fournissant un effort augmente par dilatation des vais¬ seaux sanguins qui l'irriguent en réponse à l'hypoxie temporaire provoquée par le dit accroissement de métabolisme.

Cette vaso-dilatation s'accompagne d'une augmentation du débit cardiaque afin de maintenir une pression artérielle constante.

Entre le repos et un effort soutenu, le débit cardiaque chez

l'homme peut varier entre 5 et 25 1/mn , c'est à dire par un fac¬ teur 5, ou même plus : des débits cardiaques d'environ 40 1/mn ont é é mesurés chez des athlètes bien entraînés fournissant un effort maximal.

Le simple fait de marcher lentement fait augmenter le débit car¬ diaque d'environ 50 % par rapport à la valeur au repos. Or, par conservation des débits, une multiplication du débit car¬ diaque par un facteur "x" supérieur à 1 doit nécessairement êt¬ re associée à une mul iplication par un facteur "y" au moins égal à "x" de la perfusion des tissus dont le métabolisme accru est à l'origine de l'augmentation de débit cardiaque.

Si l'on en croit Boycott, Damant et Haldane, cela signifie que les coefficients exponentiels et donc les vitesses d'échanges gazeux desdits tissus sont multipliés par le même facteur "y". Les facteurs "x" et donc "y" pouvant être supérieurs à 5, on voit que les erreurs dues à cet effet, commises par les méthodes conventionnelles dans la détermination de l'état de saturation d'un individu, auxquelles Work an fait allusion dans l'extrait de son rapport présenté plus haut, peuvent être importantes.

Si l'on considère un modèle simplifié de l'organisme où les coef¬ ficients exponentiels de tous les tissus varieraient proportion¬ nellement au débit cardiaque, et si l'on admet qu'un plongeur peut travailler au fond à un déb-it cardiaque de 25 1/mπ puis se décomprimer ensuite à un débit cardiaque de 5 1/mn selon une mét¬ hode conventionnelle en toute sécurité - ce dont il est permis de douter -, alors il est simple de voir, par interchangeabilité de "k" et de "t" dans (Eq. 2), que le même plongeur aurait pu en toute sécurité subir le même programme de décompression après une plongée à la même profondeur mais de durée 5 fois plus éle-

vée si son débit cardiaque au fond n'avait été que de 5 1/mn, c'est à dire s'il n'avait fourni I aucun effort au fond.

En effet, son état de saturation au moment d'amorcer sa remontée aurait été exactement le même dans les deux cas.

En d'autres termes, il serait parfaitement sûr, dans certains cas, d'utiliser les tables conventionnelles en entrant une durée fictive 5 fois moindre que la durée réelle de la plongée. Par exemple, si l'on utilisait la table de plongée à l'air, annexée au décret de 1974 du Ministère du Travail français régis¬ sant les mesures particulières de protection applicables aux tra¬ vailleurs hyperbares (Bulletin Officiel, fascicule spécial n° 74-48 bis), on pourrait, dans certains cas, remonter en toute sécurité d'une plongée de 50 mn à 57 m en un temps total de 11,4 mn (durée de la remontée préconisée pour une plongée de 50/5 = 10 mn à 57 m) que l'on peut comparer aux 141,6 mn du programme de décompression obtenu par application stricte de la table, réali¬ sant ainsi une économie non négligeable de plus de deux heures ou 92 % sur le temps de décompression.

Il va sans dire qu'un plongeur qui se laisserait tenter par l'é¬ conomie de temps réalisée dans l'exemple ci-dessus courrait vers de graves ennuis vu la simplicité de nos hypothèses, qui n'é¬ taient destinées qu'à fournir un ordre de magnitude des répercus¬ sions possibles sur les durées de décompression réellement néces¬ saires des variations d'exercice au cours d'une exposition donnée à la pression.

D'autre part, il est reconnu que la température ambiante, c'est à dire la température du milieu qui reçoit le plongeur, influence la perfusion des tissus organiques. C'est ainsi qu'une températu-

re basse réduit la perfusion des tissus et réduit la vitesse des échanges gazeux.

Il découle de ce qui précède qu'un plongeur soumis à un milieu froid devra subir une décompression plus lente que lorsque la température ambiante est modérée.

Le procédé selon l'invention a pour but de tenir compte de l'ex¬ ercice du plongeur et/ou de la température du milieu ambiant pour déterminer avec plus d'exactitude le programme de décompression optimal.

Ainsi, le procédé selon l'invention de détermination en temps réel du programme de décompression d'un plongeur ou d'un travail¬ leur hyperbare se caractérise essentiellement en ce qu'il consis¬ te :

- à mesurer en cours d'exposition le temps et la pression ambian¬ te,

- à mesurer et/ou à déterminer toujours en cours d'exposition au moins un des paramètres supplémentaires suivants :

1) perfusion d'un ou plusieurs tissus,

2) débit cardiaque,

3) ventilation pulmonaire,

4) consommation d'oxygène,

5) fréquence cardiaque,

6) température ambiante

- et à en déduire une estimation de l'état de saturation d'un plongeur et le programme de décompression approprié.

Pαur déduire une estimation de l'état de saturation d'un plongeur et le programme de décompression approprié, le procédé selon une première forme de réalisation consiste à mesurer le temps de pion

gée et la pression ambiante, à mémoriser la plus forte pression ambiante pour en déduire la profondeur maximale de plongée, à mesurer l'un des paramètres d'exercice 1 à 5 susmentionnés (par exemple la ventilation pulmonaire) et la température ambiante, à mémoriser la plu3 forte valeur du dit paramètre d'exercice et la plus faible valeur de la température ambiante, à sélectionner en fonction de ces deux derniers paramètres, soit une première table de décompression pré-enregistrée par exemple la table du Gers, la dite table étant sélectionnée si par exemple la ventilation n'a jamais été supérieure à 40 litres/minute et si la température ambiante n'a jamais été inférieure par exemple à 10°C, soit une seconde table de décompression prémémorisée par exemple la table du ministère français du travail et à indiquer au plongeur les données de cette table de décompression sélectionnée en relation avec le temps de plongée et la valeur de la profondeur maximale atteinte.

Pour estimer l'état de saturation d'un plongeur et le programme de décompression approprié, le procédé selon une autre variante, consiste : a) toujours à mesurer le temps , la pression ambiante , l'un des paramètres d'exercices sus-mentionnés (par exemple la ventilation pulmonaire) et la température ambiante, b) puis à calculer les quantités ^" de gaz neutre contenues dans un ou plusieurs tissus théoriques constituant le modèle mathématique de l'organisme du plongeur, le dit calcul étant opéré par intég¬ ration en temps réel des vitesses d'échanges gazeux des dits tis¬ sus théoriques, lesquelles vitesses 3ont définies par la rela¬ tion: d ^q i = ki . Δ 1 d

où qi est la quantité de gaz présente dans le tissu carres-' pondant, où i est égal soit à (gp - qi) si qi < (p + Ki) soit à (gp - (p + Ki)) dans le cas contraire, où g est la fraction molaire du gaz neutre dans le mélange respirable, p est la pres¬ sion ambiante, où Ki>0 est une constante déterminée par expéri¬ mentation, pouvant représenter le seuil de formation des bulles dans le tissu et où le coefficient exponentiel ki>Q du tissu est obtenu à partir du paramètre d'exercice mesuré, par exemple à o , partir de VE (valeur de la ventilation pulmonaire), de T (tem¬ pérature ambiante) et du signe de Δi ,

-si Δi>0 en appliquant la fonction du débit cardiaque suivante: ki dont la forme non triviale la plus simple est: k,-. =— <X^, + « ,o

o dans laquelle Qc est la limite supérieure du débit cardiaque compte tenu du paramètre d'exercice mesuré, de la pression ambiante et de la composition du mélange respiratoire, la dite limite étant déterminée à partir de données physiologiques expé¬ rimentales prémémorisées et dans laquelle les coef icientsC sont des constantes déterminées par expérimentation,

-si £_>i<0 en appliquant la fonction suivante de la tempé¬ rature ambiante T : ki s i H-t,Λt ⁾ T dont la forme non triviale la plus sim ^p le est 1 - & _t T + & . _t o

où les (J-C Λrw sont des constantes déterminées par expérimen¬ tation, c) à en déduire le programme de décompression approprié selon l'une des méthodes existantes.

La ventilation pulmonaire (respectivement la consommation d'ox¬ ygène) peut être déterminée par le monitorage de la pression du réservoir de gaz respiratoire pour un appareil respiratoire à circuit ouvert (respectivement de celle du réservoir d'oxygè¬ ne pour un appareil à recyclage des gaz neutres), selon l'ex¬ pression de détente isotherme suivante :

(Eq. 4) x = -V/p. dP/dt

où x est le paramètre à déterminer,

V est le volume du réservoir concerné,

p est la pression ambiante

P est la pression du réservoir concerné (dP/dt vitesse de variation de P, est bien évidemment négatif à tempéra¬ ture constante) ,

voire selon une loi de détente non isotherme faisant intervenir la température ambiante si celle-ci. est mesurée.

La connaissance de P présente d'autres avantages bien évidents en matière de sécurité en permettant une bonne gestion des réserves respiratoires.

Cette gestion est rendue d'autant plus facile que la présente méthode permet, grâce à la connaissance simultanée de P et du programme de décompression, de prédire la valeur de P à l'arri-

vée en surface par application de l'équation suivante obtenue par intégration de (Eq 4):

où Ps est la valeur de P prédite à l'arrivée en surface Po est la présente valeur de P xO est la valeur présumée constante de la ventilation (res¬ pectivement consommation d'oxygène) lors de la décompres¬ sion .

Afin de majorer pour raisons de sécurité la chute de pression P-Ps , on pourra utiliser une valeur relativement élevée par exemple 20 1/mn (respectivement A. 1/mn).

La mention "prog" sous le signe intégrale signifie que l'intég¬ ration est pratiquée sur le profil pression ambiante/temps du programme de décompression.

Naturellement cette prédiction peut être effectuée en faisant précéder la remontée d'un séjour résiduel hypothétique à la présente profondeur au terme duquel le nouvel état de satura¬ tion et le nouveau programme ^' de décompression sont calculés comme pour un séjour réel, de sorte que l'on peut prédire par essais successifs la durée résiduelle maximale possible à la présente profondeur compte tenu des réserves de gaz respirable disponibles.

La présente invention a pour objet également un dispositif de dé ermination en temps réel du programme de décompression d'un plongeur, pour la mise en oeuvre du procédé défini plus haut.

Le dispositif selon l'invention se caractérise essentiellement en ce qu'il comprend :

a) au moins un moyen de mesure du temps produisant des signaux représentatifs du dit temps,

b) au moins un moyen de mesure de la pression ambiante, produi¬ sant des signaux représentatifs de la valeur de la dite pression,

c) au moins un moyen de mesure d'au moins un des. paramètres sui- vants : perfusion .d'un ou plusieurs tissus, débit cardiaque, ventilation pulmonaire, consommation d'oxygène, fréquence cardiaque, température ambiante, produisant des signaux représentatifs de la valeur desdits para¬ mètres

d)des moyens de calcul automatiques à mémoires recevant les sig¬ naux de sortie des moyens de mesure,

-estimant, à partir des dits signaux selon un programme préenre¬ gistré dans les mémoires, l'état de saturation du plongeur, -déterminant le programme de décompression optimal et produisant des signaux de sortie représentatifs du dit programme de décomp-

ress ion , e) des moyens d'indication recevant les signaux de sortie des moyens de calcul et/ou les signaux de sortie des moyens de mesu¬ re

f) des moyens d'introduction de données permettant notamment la sélection de la ou des tables de plongée à utiliser et/ou l'ent¬ rée du volume de la bouteille de gaz respirable et/ou la sélec¬ tion de la méthode de calcul du programme de décompression à uti¬ liser.

Suivant une autre caractéristique de l'invention les moyens de mesure sont constitués chacun par un capteur qui délivre un sig¬ nal électrique analogique et par un convertisseur analogique numérique qui reçoit le signal électrique analogique et le con¬ vertit en signal numérique sous forme de codé binaire tandis que les moyens de calcul sont constitués par un micro- ordinateur comportant les mémoires sus évoquées.

Suivant une autre caractéristique de l'invention les moyens de mesure de la ventilation pulmonaire ou de la consommation d'oxy¬ gène sont constitués par un capteur de pression bouteille connec¬ té à la dite bouteille par un tuyau flexible, par le convertis¬ seur analogique numérique, par une horloge programmable et par le micro-ordinateur qui reçoit du convertisseur analogique numérique pendant une période de temps déterminée par l'horloge programmab¬ le ou timer, des valeurs successives de la pression de gaz dans la bouteille,pour calculer la ventilation ou la consommation d'oxygène, par calcul de la vitesse de baisse de pression dans la dite bouteille.

Suivant une autre caractéristique de l'invention les mémoires du micro-ordinatëur comprennent des données représenta ives de celles de la table du GERS et celles de la table du Ministère Français du Travail ou de toutes autres tables.

Selon encore une autre caractéristique de l'invention les mémoi¬ res du micro-ordinateur équipant le dispositif contiennent les données d'un programme de calcul en temps réel des quantités de gaz neutres présentes dans les tissus théoriques.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaît¬ ront à la lecture de la description d'une forme préférentielle de réalisation donnée à titre d'exemple non limitatif en se référant au dessin annexé qui montre un schéma synoptique du dispositif selon l'invention.

Tel que représenté le dispositif selon l'invention de détermina¬ tion en temps réel du programme de décompression d'un plongeur comprend :

- au moins un moyen de mesure du temps de plongée produisant des signaux représentatifs du dit temps,

- au moins un moyen de mesure de la pression ambiante produisant des signaux représentatifs de la dite pression,

- au moins un moyen de mesure et/ou de détermination d'au moins un des paramètres suivant:

-perfusion d'un ou plusieurs tissus, -débit cardiaque, -ventilation pulmonaire, -consommation d'oxygène, -fréquence cardiaque,

-température ambiante, produisant des signaux représentatifs de la valeur des dits para¬ mètres,

- des moyens de calcul automatiques à mémoire recevant les sig¬ naux de sortie des moyens de mesure, estimant à partir des dits signaux et des programmes préenregistrés l'état de saturation du plongeur , déterminant le programme de décompression optimal et produisant des signaux de sortie représentatifs du programme de décompression et/ou des valeurs mesurées par les moyens de mesu¬ re,

- des moyens d'indication recevant les signaux de sortie des moyens de calcul et/ou des moyens de mesure, et/ou des moyens d'introduction de données.

Le dispositif comporte de plus un boîtier équipé de comparti¬ ments pour recevoir les différents moyens sus évoqués.

Selon une première forme de réalisation la mémoire des moyens de calcul comporte les données d'au moins deux tables de décompres¬ sion par exemple la table du GERS et la table du Ministère Français du Travail.

Selon cette forme de réalisation, le dispositif comporte égale¬ ment deux registres pour recevoir la plus forte valeur de la ven¬ tilation pulmonaire et la plus faible valeur de la température ambiante, ces deux registres étant constitués de préférence par deux zones de la mémoire vive.

Le dispositif comporte également deux autres registres qui reçoi¬ vent respectivement la valeur de la plus forte pression ambiante

subie par le plongeur et la valeur du temps de plongée.

Les moyens de calcul, d'apr s la valeur de la plus forte pression ambiante, déterminent la profondeur maximale de plongée et par la suite, en fonction de la valeur de la température ambiante mini¬ male et de la valeur de la ventilation pulmonaire maximale inscrites dans les registres, sélectionnent, soit la table du GERS soit, la table du Ministère Français du Travail.

A titre d'exemple la table du GERS est sélectionnée si la tempé¬ rature ambiante n'a jamais été inférieure à 10°C et si la venti¬ lation pulmonaire n'a jamais été supérieure à 40 litres/ minutes.

En corrélation avec le temps de plongée et avec la profondeur de plongée maximale atteinte les moyens de calcul, par l'intermé¬ diaire des moyens d'indication indiquent au plongeur les paramèt¬ res fixant les étapes de la décompression (paliers et durées des paliers) .

Il est intéressant de noter que par l'intermédiaire des moyens de mesure le dispositif détecte automatiquement le fait que le plongeur remonte, vérifie si le plongeur suit les indications de la table de décompression et est donc à même de l'avertir par l'intermédiaire des moyens d'indication si ce n'est pas le cas, et de réactualiser le programme de décompression en fonction du déroulement réel de la décompression.

Selon une autre variante de réalisation, pour déterminer les éta¬ pes de la décompression, les moyens de calcul calculent les quan¬ tités de gaz neutres contenues dans un ou plusieurs tissus théo-

riques, par intégration en temps réel des vitesses d'échanges f gazeux des dits tissus, en suivant les instructions d'un program¬ me mémorisé dans la mémoire du dispositif.

Ce calcul prend en compte la pression ambiante, le temps, au moins un des paramètres d'exercice (par exemple la ventilation), et la température ambiante,pour évaluer l'état de saturation du d,it plongeur, dont le programme de décompression optimal est ensuite déduit selon une méthode conventionnelle.

Il est à noter que cette deuxième variante de réalisation se prête plus que la première à la réactualisatiαn du programme de décompression en fonction du déroulement réel de la remontée, ainsi qu'à l'exécution de plongées successives et/ou en altitude et/ou spéléologiques. En effet, elle prend en compte le profil réel d'une exposition et non pas seulement les valeurs extrêmes des paramètres. Cette deuxième variante peut également coexister avec la première pour en prendre la relève dans le cas où le pro¬ fil de plongée sortirait du cadre des tables préenregistrées.

Le dispositif comporte un moyen de mesure de la pression ambian¬ te, un moyen de mesure du temps, un moyen de mesure de la tempé¬ rature ambiante et un moyen de mesure de l'exercice. A titre d'exemple le dispositif "selon l'invention comporte au moins un moyen de mesure de la ventilation pulmonaire ou de la consommation d'oxygène pour déterminer l'exercice.

De préférence la ventilation pulmonaire (respectivement la con¬ sommation d'oxygène) est déterminée par mesure de la vitesse de baisse de la pression P du réservoir de gaz respiratoire ( res¬ pectivement du réservoir d'oxygène) selon (Eq.4).

Les moyens" ^~ de calcul et é entuellement ,les moyens d'indication sont sensibles aux signaux issus desdits moyens de mesure de la pression P .

Lesdits moyens de calcul évaluent la vitesse de variation de la pression P en fonction des signaux issus desdits moyens de mesure de la pression P et de ceux issus des moyens de mesure du temps aux extrémités d'un petit intervalle de temps.

Lesdits moyens de calcul déterminent la ventilation pulmonaire (respectivement consommation d'oxygène) de l'utilisateur en fonc¬ tion de ladite vitesse de variation de P, de la pression ambian¬ te, et du volume du réservoir concerné.

Les moyens de calcul utilisent également la valeur mesurée cou¬ rante de la. pression P pour prédire, sur la base du et éventuel¬ lement simultanément au programme de décompression courant, la valeur de P lors de son arrivée en surface dans l'hypothèse où l'utilisateur effectuerait immédiatement sa remontée selon les indications du dispositif et où sa ventilation pulmonaire lors de la dite remontée aurait une valeur présumée donnée, la dite valeur pouvant ou non dépendre des valeurs mesurées jusqu'au moment où la prédiction est effectuée.

Les dits moyens de calcul sont aptes à avertir l'utilisateur par l'intermédiaire d'un ou plusieurs des moyens d'indication dès que la valeur P prédite lors de l'arrivée en surface devient infé¬ rieure à un seuil de sécurité donné.

La prédiction ci-dessus est également effectuée en faisant précé-

der la remontée d'un séjour résiduel hypothétique à la présente profondeur, au terme duquel le nouvel état de saturation et le nouveau programme de décompression sont calculés comme pour un séjour réel, de sorte que les moyens de calcul prédisent par essais successifs la durée résiduelle maximale possible à la pré¬ sente profondeur compte tenu des réserves de gaz respirables dis¬ ponibles.

Les moyens de mesure de la pression ambiante, de la température ambiante, et de la pression de la ou des bouteilles comprennent chacun au moins un capteur qui délivre un signal électrique ana¬ logique et au moins un convertisseur analogique numérique qui reçoit le signal électrique analogique et le convertit en signal numérique.

De plus le moyen de mesure de la ventilation en combinaison avec le capteur de pression bouteille et le convertisseur analogique numérique comprend une horloge programmable ou timer de manière à ce que les moyens de calcul en relation avec l'horloge program¬ mable puissent évaluer la vitesse de variation de la pression dans la bouteille.

De préférence le capteur de pression bouteille est connecté à la dite bouteille par un tuyau souple.

Avantageusement, les sorties de ces capteurs sont connectées à au moins un multiplexeur commandé par les moyens de calculs, la sor¬ tie de ce multiplexeur est connectée électriquement à l'entrée du convertisseur analogique numérique.

Par l'intermédiaire du multiplexeur les moyens de calcul sélec¬ tionnent séquentiellement les sorties des différents capteurs.

Les capteurs des moyens de mesure des pressions sont réactifs ou résistifs, électro-mécaniques ou électriques, passifs ou actifs, précalibrés ou non, munis ou non d'une compensation thermique interne de la sensibilité et/ou du zéro, sensibles aux pressions absolues ou aux pressions relatives à celle régnant à l'inté¬ rieur du boîtier ou d'un de ses compartiments . Ils peuvent comporter ou non des soufflets, des tubes de Bourdon, des leviers, des convertisseurs de déplacement en signal électri¬ que, des membranes, des fluides intermédiaires transmetteurs de pression, des tuyaux ou canalisations souples ou rigides mettant en équipression les parties sensibles des capteurs et les milieux où les pressions sont mesurées. Leur partie électrique peut être composée d'un ou plusieurs éléments électroniques discrets ou intégrés, qui peuvent se comporter électriquement comme un "pont de Wheatstone" dont la résistance d'une ou plu¬ sieurs des branches varie en fonction de la pression ^" mesurée faisant ainsi varier la tension de sortie du dit pont, ou comme un oscillateur électrique différentiel ou non dont l'impédance d'un ou plusieurs des éléments varie en fonction de la pression mesurée faisant ainsi varier la fréquence d'oscillation du dit oscillateur.

Les dits moyens de mesure de la ou des pressions peuvent compor¬ ter également des circuits d'amplification et/ou de compensation thermique externe des signaux d'entrée (excitation) et/ou de sor¬ tie du ou des capteurs de base.

Ces circuits peuvent être intégrés en un seul composant ou constitués d'amplificateurs opérationnels et de composants pas¬ sifs (résistances, capacités). Ces circuits peuvent en outre être communs aux autres capteurs

par insertion d'un ou plusieurs démultiplexeurs et/ou multip¬ lexeurs analogiques contrôlés par ^; les moyens de calcul entre les dits circuits et les entrées et/ou sorties des dits capteurs.

Les dits moyens de mesure de la ou des pressions peuvent compor¬ ter au moins une source de tension constante dont la sortie est connectée soit directement soit par l'intermédiaire des dits cir¬ cuits d'amplification et/ou de compensation thermique à l'entrée (excitation) du ou des capteurs, ladite source de tension cons¬ tante pouvant selon un agencement dit "ratiométrique" être cel¬ le qui calibre de façon interne ou externe le ou les convertis¬ seurs analogiques-numériques.

Le capteur de mesure de la température ambiante est du type détecteur résistif de température (RTD), thermistor, thermocαup- le, diode ou circuit intégré.

Les dits moyens de mesure de la température ^"" peuvent avoir des parties communes avec d'autres éléments du dispositif, le capteur de température pouvant en particulier être intégré à un des capteurs de pression ou au convertisseur analogique numérique pouvant être du type tension-fréquence.

Il est intéressant de noter que les signaux issus des moyens de mesure de la température peuvent être employés à compenser les coefficients thermiques des autres moyens de mesure et éventuel¬ lement des moyens d'indication.

Ces compensations peuvent être effectuées analogiquement, soit par excitation directe de l'organe à compenser par la tension de

sortie des dits moyens de. mesure de la température, soit par l'emploi d'amplificateurs opérationnels pouvant ou non faire par¬ tie d'étages amplificateurs.....

Ces compensations peuvent également être effectuées numérique¬ ment au quel cas les moyens de mesure de la température compor¬ tent au moins un convertisseur analogique-numérique pouvant êt¬ re du type tension-fréquence qu'ils peuvent partager avec d'aut¬ res moyens de mesure si un multiplexeur analogique lui est m adjoint, la ou les sorties du dit convertisseur étant connectées à une ou plusieurs lignes des moyens de calcul, le dit convertis¬ seur pouvant en outre contenir le capteur de température de base.

Les moyens d'indication peuvent être sensibles directement, par l'intermédiaire de circuits d'amplification ou par l'intermédiai¬ re des moyens de calcul, aux signaux issus des moyens de mesure de la température et aptes à informer l'utilisateur de la valeur de la dite température.

Comme dit précédemment,une version possible du dispositif compor¬ te également un moyen de mesure de la fréquence cardiaque. A titre d'exemple, ce moyen est constitué par un capteur d'impul¬ sion d'un type connu qui est sensible à la pulsation cardiaque et qui transforme la dite pulsation- en impulsion électrique. Ce moyen est également constitué par l'horloge programmable ou "timer" qui mesure par l'intermédiaire d'une ligne d'interruption du micro-ordinateur l'intervalle de temps entre deux impulsions électriques reçues.

Il est prévu en sortie du capteur de fréquence cardiaque un cir¬ cuit de mise en forme des impulsions.

Ce circuit peut par exemple être une bascule du type "trigger de Schmidt".

Avantageusement le capteur de pulsations cardiaques est monté dans un bracelet destiné à être fixé au poignet du plongeur. Une ligne électrique constituée par un fil électrique revêtu d'un isolant relie ce capteur au reste du disposif.

Les moyens d'entrée de données permettent la modification éven¬ tuelle, à fins d'expérimentation ou d'adaptation à de nouvelles conditions de plongée ou simplement pour raisons de préférences personnelles, de certaines des quantités pouvant être tenues explicitement ou implicitement dans la mémoire des moyens de cal¬ cul telles que pression régnant en surface, volume du réservoir dans lequel la pression P est mesurée, type de l'appareil respi¬ ratoire utilisé, seuil de sécurité, de la pr ssion P prédite à l'arrivée en surface, composition du mélange respiratoire éven¬ tuellement sous la forme d'une fonction de la pression ambiante, nombre et périodes de base (pour un débit cardiaque de base don¬ né) des tissus constituant le modèle mathématique de l'organisme, valeurs initiales des tensions des divers gaz non métabαlisables dans lesdits tissus, valeurs maximales admissibles des dites ten¬ sions sous la forme de fonctions de la pression ambiante, vitesse d ^r ascension maximale, mode de décompression désiré (continue ou par paliers), profondeurs ou pressions ambiantes autorisées pour l'exécution de paliers dans le cas d'une décompression par paliers , coefficients de la corrélation débit cardiaque/ventila¬ tion pulmonaire/pression ambiante, coefficients de la corrélation débit cardiaque/période pour chaque tissu, durée de plongée à ne pas dépasser, profondeur ou pression ambiante à ne pas dépasser,

constantes de calibration des moyens de mesure, coefficients thermiques de ^' sensibilité et/ou de zéro des moyens de mesure et/ou des moyens d'indication, mode d'indication désiré, angle optimal de lecture et/ou demande d'illumination de l'affichage dans le cas d'un affichage à cristaux liquides.

Par exemple les moyens d'entrée de données sont composés d'inter¬ rupteurs à action magnétique du type "reed" ou à effet Hall situés à l'intérieur du boîtier, commandant l'état binaire de lignes des moyens de calcul et d'un ou plusieurs aimants encapsu¬ lés dans ou recouverts d'un matériau propre à les protéger de la corrosion, situés à l'extérieur dudit boîtier et déplaçables en translation et/ou en rotation par l'utilisateur afin d'actionner sélectivement et à distance lesdits interrupteurs.

Les moyens d'entrée de données peuvent comporter également un dispositif de verrouillage pour protéger les constantes contre toute modification accidentelle en cours d'utilisation ou de transport du dispositif.

Les moyens de calcul sont par exemple constitués par un micro-or¬ dinateur pouvant être de construction CMOS comportant en un ou plusieurs boitiers un ou plusieurs microprocesseurs à 4, 8, 16, 32 ou voire 64bits, un ou plusieurs générateurs de signaux d'hor¬ loge, un ou plusieurs éléments de mémoire vive pouvant être du type statique ou dynamique ou une combinaison des deux, éventuel¬ lement un ou plusieurs éléments de mémoire morte programmable ou non, éventuellemen un ou plusieurs "timers" (registres de comp¬ tage), éventuellement un ou plusieurs décodeurs, éventuellement

un ou plusieurs amplificateurs de signaux binaires ("buffers", "drivers", tampons, émetteurs, récepteurs, transmetteurs) éven¬ tuellement un ou plusieurs boîtiers de logique annexe ( portes, inverseurs, monostables, multiplexeurs, compteurs, bascules de Schmidt) éventuellement un ou plusieurs composants passifs (ré¬ sistances, condensateurs), éventuellement une ou plusieurs inter¬ faces de communication, programmables ou non, parallèles (PIA,- PIO) ou séries synchrones ou asynchrones (SCI, UART, USART, ACIA). Le ou lesdits générateurs de signaux d'horloge permettent au ou auxdits microprocesseurs d'exécuter en séquence les inst¬ ructions en code machine stockées en mémoire ( morte ou à défaut vive) dont sont constituées les diverses opérations de saisie, traitement et transmission d'informations assignées aux moyens de calcul.

La mémoire vive peut être maintenue sous tension permanente afin que son contenu soit préservé même au cours des périodes d'arrêt du dispositif. Le ou les microprocesseurs peuvent fonc¬ tionner en divers modes ^' tels que "actif", "sommeil", "standby" correspondant à divers niveaux énergétiques.

Les moyens de calcul peuvent posséder une ou plusieurs facilités d'interruptions hiérarchisées ou- non, masquables ou non, internes et/ou externes, par matériel et/ou logiciel, permettant l'exécu¬ tion d'algorithmes spécifiques selon l'état des moyens de mesure et/ou des moyens d'affichage et/ou du ou des timers s'il y a lieu et/ou des moyens d'entrée de données s'il y a lieu et/ou des moyens d'alimentation en énergie électrique.

L'une desdites facilités d'interruption, de préférence du type non masquable, commandée par les moyens d'entrée de données, peut déclencher une procédure de fermeture organisée du système qui garantisse la sauvegarde du contenu de la mémoire vive.

Les timers s'ils sont présents peuvent remplir tout ou partie des fonctions des moyens de mesure du temps en association avec le ou les générateurs de signal d'horloge. Le ou les générateurs de signal d'horloge peuvent être composés d'oscillateurs ( cris- tallins, par exemple quartz, ou autres, par exemple circuits RLC) indépendants ou de sorties de ceux des moyens de mesure du temps s'il en est, qui sont distincts des moyens de calcul. Les commu¬ nications entre les divers composants, s'il sont plusieurs, des moyens de calcul Ccommunications internes) et entre les moyens de calculs et les autres composants du . dispositif (communications d'entrées-sorties) se font par l'intermédiaire de ports program¬ mables ou non, avec ou sans loquet ("latches"), à sens unique ou à double sens ou mixtes, pouvant posséder une facilité d'inhibi¬ tion ( état de haute impédance) et/ou par l'intermédiaire de lig¬ nes d'interruption ( par exemple pour la réception des signaux de type fréquence) et/ou par l'intermédiaire de lignes de contrôle (telles que lignes de sélection, lignes de poignée de main "handshake") et/ou via des interfaces de communication parallèle ou série. Certains de ces ports peuvent être interconnectés selon un agencement dit de "bus". Les ports d'entrées-sorties peuvent être spécialisés ou projetés en mémoire. Lesdits moyens de calcul peuvent remplir une partie des fonctions des divers moyens de mesure, notamment en effectuant des calibrations et/ou compensations thermiques de sensibilités et/ou de zéros calcu¬ lées, en générant par l'intermédiaire de convertisseurs numéri-

ques-analogiques des signaux analogiques permettant d'évaluer les signaux à mesurer par l'emploi de comparateurs ou en mesurant la fréquence d'un signal alternatif à l'aide d'un "ti er" et de la- facilité d'interruption externe associée ("input capture inter- rupt"). Lesdits moyens de calcul peuvent modifier une ou plu¬ sieurs tensions d'excitation des moyens de mesure et/ou d'indica¬ tion par l'intermédiaire de convertisseurs numériques-analogiques ou de multiplexeurs analogiques associés à des diviseurs de potentiel et d'éventuels amplificateurs opérationnels et com¬ posants passifs afin, par exemple dans le cas d'un affichage à cristaux liquides, de modifier l'angle optimal de lecture pour satisfaire les demandes exprimées par l'utilisateur via les moyens d'entrée de données ou afin de maintenir ledit angle cons¬ tant en compensant les effets thermiques qui l'affectent. Les séquences d'instructions exécutées par lesdits moyens de calcul peuvent comporter divers tests de bon fonctionnement du disposi¬ tif, en particulier des tests de vraisemblance, conduisant à un avertissement du plongeur via les moyens d'indication en cas de malfonction détectée.

Lesdits moyens de calcul peuvent, grâce à un ou plusieurs interrupteurs de type "solid-state" (par exemple Darlingtons ou Mosfets de puissance) ou relais mécaniques (par exemple du type "reed") contrôler sélectivement ^" ou globalement l'alimentation en énergie électrique des autres composants du système, afin de diriger leur fonctionnement (marche-arrêt de lampes, avertis¬ seurs sonores, etc) et/ou d'économiser de l'énergie par exemple en désactivant temporairement certains moyens de mesure pendant que les signaux de sortie desdits moyens de mesure ne sont pas "en ligne" (actifs sur les lignes d'entrée des moyens de calcul)

ou lorsque les dits signaux de sortie sont observés, varier très lentement autorisant un échantillonnage peu fréquent.

Les moyens d'alimentation en énergie électriques sont par exemple constitués par des batteries rechargeables du type au cadmium- nickel ou de piles non rechargeables du type au lithium ou au mercure.

Les dits moyens d'alimentation en énergie électrique occupent par exemple un compartiment séparé et éventuellement détachable et remplaçable du boîtier, hermétiquement isolé du ou des autres compartiments dudit boîtier tout en leur étant relié électri¬ quement.

Lesdits moyens d'alimentation s'ils- sont du type rechargeable sont connectés à deux contacts inoxydables par exemple en or ou plaqués or situés à l'extérieur du boîtier et permettent la recharge desdits moyens d'alimentation., l'une au moins des deux connexions se faisant par l'intermédiaire d'une diode ou d'un interrupteur interdisant la décharge desdits moyens d'alimenta¬ tion via lesdits contacts dans l'eau de mer ou le milieu ambiant de l'utilisateur quel qu'il soit, 1* interrupteu , s'il s'agit d'un interrupteur pouvant être du type reed commandé de l'extérieur du boîtier à l'aide d'un aimant par l'utilisateur ou un relais commandé par les moyens de calcul en fonction de la pression ambiante et/ou des requêtes exprimées par l'utilisateur via les moyens d'entrée de données.

Le compartiment du boîtier contenant les dits moyens d'alimen¬ tation est muni d'une ouverture manuelle ou d'une valve pour l'é¬ limination des gaz relâchés par les moyens d'alimentation tout ^' en interdisant l'entrée de fluides ou corps étrangers.

Le dispositif de l'invention peut comporter également des moyens de détermination de l'état de charge des moyens d'alimen ation. Ces moyens de détermination se composent d'une source de tension constante, éventuellement d'un diviseur de potentiel auquel est appliquée la différence de potentiel entre les bornes desdits moyens d'alimentation, et d'un comparateur ou plus simplement d'un diviseur de tension relié à une entrée supplémentaire du multiplexeur analogique en aval du convertisseur analogique-nu¬ mérique. Ces moyens sont totalement ou partiellement intégrés en un seul composant, la ou les sorties desdits moyens de détermina¬ tion étant connectées à un ou des ports des moyens de calcul et/ou aux moyens d'indication. Les moyens de détermination de l'état de charge déclenchent, après écoulement éventuel d'un délai et avertissement éventuel du plongeur via les moyens d'in¬ dication, une fermeture organisée du système garantissant la sau¬ vegarde du contenu de la mémoire vive.

Les moyens d'indication se composent de moyens visuels, sonores ou tactiles.

Les moyens visuels comportent une ou des diodes électrolumines¬ centes simples ou agencées en affichage à segments et/ou matrices de points et/ou "bar-graphs", un ou des affichages à cristaux liquides réflectifs, transmitifs ou transflectifs, à excitation directe ou multiplexée, illuminables ou non, à segments et/ou matrices de points et/ou symboles prédéfinis et/ou "bar-graphs", un ou des écrans à plasma, un ou des écrans à tube cathodique, un ou des cadrans à aiguilles, une ou des lampes à incandescence, une ou des lampes à éclats, un ou des tubes ou écrans électrolu¬ minescents, des légendes peintes et/ou gravées. Ces moyens visuels sont apparents à l'utilisateur à travers une ou plusieurs

fenêtres ou parois transparentes du boîtier et sont aptes à représenter, sous forme numérique ou analogique ou de "bar-graph" o.u binaire (affichage à deux états, tel une DEL s' illuminant lorsque une certaine quantité dépasse un certain seuil) simulta¬ nément ou alternativement, automatiquement ou sur requête via les moyens d'entrée de données, une combinaison quelconque des informations suivantes que les moyens de calcul et éventuellement les moyens de mesure sont aptes à leur fournir: programme de décompression par paliers intégral ou partiel cons¬ titué de couples (profondeur ou pression ambiante, temps) et éventuellement de la durée totale de la remontée, profondeur ou pression ambiante minimale accessible pour la décompression con¬ tinue, durée de la présente plongée ( séjour à des pressions ambiantes supérieures à celle régnant en surface), heure, date, durée résiduelle possible de plongée à la présente profondeur ou pression ambiante en fonction de l'état présent estimé de satura¬ tion de l'organisme de l'utilisateur et de sa quantité résiduelle de gaz respiratoire et éventuellement de la requête qu'il a exprimée via les moyens d'entrée de données en matière de durée maximale de la plongée, profondeur ou pression ambiante maximale atteinte au cours de la présente plongée, profondeur ou pression ambiante actuelle, vitesse de remontée actuelle, quantité rési¬ duelle présente de gaz respiratoire (pression P ou volume équiva¬ lent pour une pression ambiante donnée pouvant être la pression régnant à la surface) , quantité résiduelle de gaz respiratoire prédite au terme de la remontée prescrite par le dispositif, ventilation pulmonaire,consommation d ' oxygène, débit cardiaque de l'utilisateur, température ambiante,, toute information pouvant avoir été mise en mémoire par l'utilisateur via les moyens d'ent¬ rée de données, réponse à la question " la profondeur maximale

admissible (pouvant avoir été définie par l'utilisateur) est-elle dépassée ?", réponse à la question "le temps maximal de plongée (pouvant avoir été défini par l'utilisateur) est-il dépassé?",, réponse à la question " le temps maximal de plongée aura t'il été dépassé au terme de la remontée prescrite par le dispositif ?" réponse à la question " la quantité résiduelle de gaz respiratoi¬ re permet-elle de remonter selon les indications du dispositif (compte tenu d'un seuil de sécurité pouvant avoir été défini par l'utilisateur)?", réponse à la question " la vitesse maximale admissible de remontée est-elle dépassée?", réponse à la question "la profondeur actuelle est-elle inférieure à celle du premier palier à exécuter?", réponse à la question " la profondeur actuelle est elle inférieure à la profondeur minimale admissible de la décompression continue ?", réponse à la question " l'état de charge des moyens d'alimentation en énergie électrique est-il satisfaisant?".

I

Les moyens sonores comportent un ou plusieurs transducteurs électro-acoustiques adaptés au milieu ambiant ( par exemple des hydrophones en milieu marin ou d'eau douce) ainsi que leurs cir¬ cuits générateurs et amplificateurs d'ondes électriques associés. Ces transducteurs sont électromagnétiques ou piézo-électriques, monotones ou multitones, aptes à informer l'utilisateur de façon qualitative ( alarmes et signaux- différenciés ou non selon l'in¬ formation transmise, particulièrement adaptés aux informations de type binaire) , ou voire quantitative par exemple par synthèse de la parole s'ils sont associés à un ou des circuits de synthèse de la parole recevant leurs instructions des moyens de calculs, les informations transmises par lesdits moyens sonores pouvant être une combinaison quelconque de celles listées ci-dessus avec réfé-

rence aux moyens visuels.

Les moyens tactiles se composent d'appendices mécaniques mus par des électro-aimants ou des moteurs électriques. Ces appendices mécaniques entrent en contact avec une partie quelconque du corps de l'utilisateur ou d'électrodes fixes en contact permanent avec la peau de l'utilisateur. Ces électrodes provoquent une décharge légère.

Lesdits moyens tactiles s'ils sont présents permettent en cas d'information importante à transmettre à l'utilisateur ( voir liste faisant référence aux moyens visuels), d'attirer son atten¬ tion vers les dits moyens visuels même dans des conditions de bruit ambiant qui rendraient les moyens sonores inefficaces.

La présente invention concerne également un ensemble de plongée comprenant outre un dispositif selon l'invention, un appareil respiratoire composé de réserves de gaz comprimés portées ou non par le plongeur, d'un ou plusieurs détendeurs, et éventuellement d'un sac respiratoire muni de valves et d'une cartouche d'absorp¬ tion du gaz carbonique et d'un dispositif de dosage automatique de l'oxygène, éventuellement une lampe étanche, éventuellement des instruments d'orientation ( compas, goniomètre), un masque ou casque de plongée, éventuellement des moyens de propulsion (pal¬ mes, "scooter" sous marin), éventuellement des moyens de protec¬ tion contre le froid (combinaison chauffante ou non), éventuelle¬ ment des moyens de réglage de la flottabilité du plongeur et de son équipement ( bouée de remontée, ballasts ou combinaison étanche) munis ou non d'une réserve de gaz de gonflage indépen¬ dante des réserves de gaz respiratoire, éventuellement une tou¬ relle ou caisson ou chambre de décompression. Il peut comporter

un ensemble turbine-générateur électrique (dynamo ou alternateur redressé) associé à un détendeur et apte à extraire l'énergie de détente des gaz respiratoires et/ou de gonflage des moyens de réglage de la flottabilité et à maintenir dans un état de charge satisfaisant les moyens d'alimentation en énergie électrique de l'ensemble en cours de plongée. Ledit dispositif selon l'inven¬ tion peut être incorporé au casque de plongée et peut comporter un ensemble optique correctif à base de lentilles et/ou de miroirs et/ou de prismes et/ou de lames semi-réfléchissantes per¬ mettant la vision rapprochée, et éventuellement superposée au champ de vision normal, des moyens d'indication visuels. Ce dis¬ positif peut comporter également des moyens d'indication sonores conventionnels (hauts parleurs, écouteurs) fonctionnant dans le volume gazeux du casque, et peut comporter des moyens d'entrée de données du type vocal constitués d'un microphone ou laryngophone connecté aux moyens de calcul via un module de reconnaissance de la parole. L'ensemble de plongée peut comporter deux électrovan- πes contrôlées par les moyens de calcul, de façon binaire via des relais ou interrupteurs dits " solid-state" ou de façon pro¬ portionnelle via les convertisseurs numériques-analogiques suivis d'amplificateurs, l'une commandant l'entrée du gaz de gonflage dans le gilet ou combinaison étanche et l'autre commandant l'éc¬ happement dudit gaz vers le milieu ambiant, lesdites électrovan- πes permettant aux dits moyens de calcul en fonction du temps, de la pression ambiante et éventuellement de ses dérivées temporel¬ les -aisément calculées en fonction des signaux de sortie sur une période de temps des moyens de mesure du temps et des moyens de mesure de la pression ambiante -, éventuellement d'informations préalablement mises en mémoire par l'utilisateur via les moyens d'entrée de données (telles la masse du plongeur, son volume, son

coefficient de résistance au mouvement dans l'eau, le coefficient de co pressibilité et le volume en surface de sa combinaison), et éventuellement du programme de décompression courant, de stabili¬ ser le plongeur à une profondeur donnée ( sur requête du plong¬ eur via les moyens d'entrée de données) ou à toutes profondeurs, de lui faire exécuter une remontée "en catastrophe" ou à vitesse contrôlée ( après avertissement éventuel, via les moyens d'in¬ dications du plongeur, laissant à ce dernier l'option d'avorter la procédure via les moyens d'entrée de données ou en déconnec¬ tant simplement les électrovannes) en cas de détection de condi¬ tion d'urgence (par exemple une noyade rendue probable par une apnée -débit ventilatoire nul- de durée anormalement longue, ou une pression ambiante anormalement élevée rendant probable un état de. narcose chez le plongeur) ou de lui faire exécuter la remontée continue ou par paliers prescrite par le dispositif (sur requête du plongeur via les moyens d'entrée de données).

Les moyens de calcul dudit dispositif selon l'invention peuvent être aptes à commander similairement une électrovanne respon¬ sable de la décompression d'une tourelle de plongée ou caisson ou chambre de décompression et éventuellement une autre responsable de sa compression, automatisant ainsi l'opération de ladite tou¬ relle ou caisson ou chambre quant à la décompression et éventuel¬ lement quant à la compression.

Un mode de réalisation préférentiel parmi les combinaisons de modes de réalisation donnés pour chacun des composants principaux du dispositif, particulièrement adapté à l'usage des plongeurs

sous marins, et qui présente les avantages d'être économique, versatile et relativement simple, est le suivant: i ^•

Les pressions ambiante et du réservoir sont transmises aux ent¬ rées "pression", embouchées sur une face du boîtier, de deux capteurs de pression absolue, monolithiques ( à substrat serai— conducteur unique) du type "pont de heatstone" dont les domaines de pressions mesurables sont compatibles à leurs mesurandes res¬ pectifs, via une membrane inoxydable imputrescible et un fluide intermédiaire incompressible, non corrosif et électriquement non conducteur dans les deux cas, via également un tuyau flexible conçu pour les hautes pressions (armé) connecté à la sortie HP du détendeur dans le second cas.

Les deux ponts sont excités par des tensions constantes obtenues par amplification de la sortie à tension constante du convertis¬ seur tension-fréquence unique (agencement " ratio étrique") , sur l'entrée "tension à mesurer" duquel sont multiplexes, après amp¬ lification- et offset, les signaux de sortie desdits ponts ainsi que la sortie "température" dont ledit convertisseur est égale¬ ment muni .

Les moyens de calcul et de mesure du temps, constitués d'un micro-ordinateur CMOS 8 bits ^" en un boîtier (microprocesseur, mémoire morte, mémoire vive, temporisateur ou ti er 16 bits, 29 lignes d'entrées-sorties), contrôlent le multiplexage des sig¬ naux analogiques à mesurer par deux de leurs lignes d'entrées sorties, et reçoivent la fréquence de sortie du convertisseur sur leur ligne "fréquence à mesurer". Ils sont donc à même de con¬ naître à tout instant les valeurs non calibrées de la pression

ambiante, de la pression du réservoir et de la température, de les calibrer et, pour, ce qui concerne les pressions,de leur app¬ liquer des compensations thermiques. Les constantes de calib- ration et de compensations thermiques sont introduites dans la mémoire vive du micro-ordinateur grâce à des moyens d'entrée de données du type "reed" commandant l'état de lignes d'entrées-sor¬ ties dudit micro-ordinateur. Cette manipulation n'a pas besoin d'être répétée lors de chaque mise en marche du dispositif, mais peut l'être à intervalles annuels si une dégradation de la précision du dispositif était constatée. Les constantes stockées dans la mémoire vive survivent en effet aux périodes d'arrêt du dispositif et même à la décharge totale des batteries principa¬ les (cadmium-nickel), "sintered cells", 5 X 1,2V 0,5 Ah) grâce au passage automatique en mode "Standby" (consommation de quel¬ ques microampères, mémoires vive sauvegardée) du micro-ordinateur lors de l'arrêt du dispositif ou de la détection par un dispo¬ sitif approprié d'un état de décharge avancée des batteries prin¬ cipales, ainsi qu'à l'utilisation d'une batterie de "back-up" (cadmiumnickel,"mass plate", 3 X 1,2V, 0,lAh) à faibles pertes par auto décharge destinée à prendre le relais en cas d'épuise¬ ment des batteries principales en ce qui concerne exclusivement l'alimentation du micro-ordinateur en Standby- et de ses satelli¬ tes indispensables dans ce mode, qu'elle peut assurer pendant plusieurs mois. Le reste du temps, c'est à dire lorsque les bat¬ teries principales sont chargées, elles maintiennent en charge ladite batterie de "back-up" par "trickle charging" à 0,25 mA. D'autre part, le dispositif est muni d'un deuxième détecteur de niveau de charge des batteries principales, constitué comme le premier d'un diviseur de potentiel et d'un détecteur de seuil, qui fait changer d'état une ligne d'entrée-sortie du micro-ordi-

nateur lorsque ledit niveau de charge ne permet plus que quelques heures de fonctionnement, afin que l'utilisateur en soit averti.

Cet agencement est avantageux à plusieurs titres: a) il permet l'usage de capteurs de pression non calibrés et non thermiquement compensés, donc bon marché. b) Il permet une calibration sans manipulation délicate de poten¬ tiomètres ou autres composants variables et même sans ouverture du boîtier du dispositif, par simple lecture des indications de l'appareil soumis à des pressions et températures connues et int¬ roduction de constantes aisément calculées à partir desdites indications et desdites valeurs connues. c) Il assure une calibration/compensation précise parce qu'en aval de tous les circuits analogiques. d) Il autorisé des recalibratiαns aussi fréquentes que nécessai¬ res, pouvant être- effectuées éventuellement par l'utilisateur lui-même. e) Il permet l'affichage de la température de l'eau au bénéfice du plongeur. f) Il permet l'entrée d'autres constantes telles que pression en surface, composition du mélange respiratoire etc., qui seront également préservées lors de l'arrêt ou de la décharge du dis¬ positif.

La charge des batteries principales s'effectue tout simplement via deux contacts inoxydables nus émergeant du boîtier, la déc¬ harge desdites batteries par le même chemin étant empêchée par interposition d'une diode. Cette diode peut être court-circui- tée par un interrupteur reed commandé de l'extérieur autorisant

en cas d'urgence une décharge totale rapide des batteries princi¬ pales via les contacts extérieurs, condition nécessaire à l'exé¬ cution subséquente d'une charge totale rapide à 2A en 15mn sans danger pour les batteries. En amont de cette diode, c'est-à-dire entre la diode et le contact positif extérieur, une deuxième dio¬ de connectée au pôle positif de la batterie de "back-up" via une résistance, effectue une dérivation de 1 A du courant de charge, permettant une recharge relativement rapide de ladite batterie de "back-up" lorsque celle-ci a été mise à contribution de façon prolongée, que le courant de "trickle charging" ne sau¬ rait assurer. Le courant de charge permanent maximum de l'ensemb¬ le est de 68 mA.

Les moyens d'indication sont de deux types : visuels et audibles. Les moyens visuels consistent en un module-écran LCD transflectif (éclairage iπdiféremment par derrière ou par devant) à 32 carac¬ tères alphanumériques multiplexes, en une échelle de résistances associée à un multiplexeur analogique permettant le réglage de l'angle optimal de lecture de l'écran par celui de la tension d'excitation des cristaux liquides, en un panneau électrolumines¬ cent sous jacent à l'écran et en un générateur d'onde destiné à alimenter ledit panneau. Les moyens de calcul commandent lesdits moyens visuels par quinze de leurs lignes d'entrées-sorties : onze sont consacrées aux transmissions de données, trois à la commande du multiplexeur 8-1, une au générateur d'onde du panneau E.L. commandé via un Darlington.

Les moyens d'indication audibles consistent en un transducteur piezo-électrique connecté à la ligne "sortie fréquence" du mic¬ ro-ordinateur via un amplificateur.

En conclusion, voici les avantages que présente un dispositif tel que celui dont la réalisation vient d'être décrite, appliquant les méthodes de calcul du programme de décompression décrites plus haut, par rapport à l'un ou l'autre (tous,en ce qui concerne au moins a,b et c) des dispositifs et procédés existants ou déjà proposés :

a) Meilleure précision dans la détermination de l'état de satura¬ tion de l'utilisateur, conduisant à l'établissement de programmes de décompression plus appropriés aux saturations réelles des tis¬ sus, donc généralement plus fiables que ceux prescrits par les dispositifs et procédés existants. b) Cette meilleure précision conduit dans de nombreux cas à un programme de décompression substantiellement plus court que celui obtenu par une autre méthode. c) L'économie de temps évoquée en (b) se traduit par une économie financière importante en ce qui concerne les compagnies de tra¬ vaux hyperbares autorisant l'exécution d'une tâche donnée à moindre coût. d) Le dispositif mesure et affiche le temps de plongée, la pres¬ sion ambiante, la pression bouteille, la température ambiante. e) Le dispositif prend à sa charge tous les calculs relatifs à la décompression de l'utilisateur, allant jusqu'à la détermination du moment où cette décompression- devrait commencer en fonction de la quantité résiduelle de gaz respiratoires. f) Le programme de décompression est évolutif, c'est-à-dire que même en cours de décompression, le programme qui reste à effec¬ tuer s'adapte aux conditions dans lesquelles la décompression a réellement été effectuée jusqu'à ce moment. Cette adaptabilité peut même aller jusqu'à l'application de la règle thérapeutique

de la demi-pression ou celle de la demi-pro ondeur en cas de vio¬ lation importante des contraintes de décompression, ladite appli¬ cation ne présentant aucune difficulté du point de vue logiciel. _, g) bonnes communications du dispositif vers le plongeur grâce à des moyens d'indication s'adressant à plusieurs des sens du plongeur. Bonne lisibilité des moyens visuels quelle que soit la lumière ambiante. Flexibilité de l'affichage sur écran, autori¬ sant, outre l'affichage routinier de paramètres numériques rela¬ tifs à l'exposition et à la décompression, l'affichage occasion¬ nel de messages alphanumériques explicites ( avertissements, alarmes, rappels) accompagnés d'un signal sonore. h) Souplesse de calibration, compensation thermique, adaptation à de nouvelles conditions de plongée (pression de surface, composi¬ tion du mélange respiratoire, etc..) et possibilité de personna¬ lisation du dispositif ( constantes définissant la relation ven¬ tilation pulmonaire/débit cardiaque/pression, tensions de contrôle,etc...) grâce aux moyens d'entrée de données, i) Le dispositif convient tant aux professionnels qu'aux plongeurs d'exploration grâce à sa méthode de calcul qui tient compte du travail effectué au fond. j)Fiabilité technique et longue durée de vie du dispositif, grâce à la possibilité de sceller le boîtier en usine en atmosphère inerte, due à la facilité de charge extérieure des batteries. k) Faible consommation électrique, permettant le fonctionnement continu du dispositif sur ses réserves énergétiques pendant plu¬ sieurs jours et le calcul de désaturation des tissus pendant les intervalles de surface.

1) Avertissement de l'utilisateur plusieurs heures avant la déc¬ harge totale des batteries principales.

m) Batterie de back-up assurant la sauvegarde des constantes de calcul dans toutes circonstances ( sauf abandon du dispositif pendant plusieurs mois sans le recharger, au quel cas une ré-ini¬ tialisation des constantes est nécessaire; cette circonstance sera de toute façon détectée par le dispositif et signalée à l'u¬ tilisateur) . n) Recharge . indéfinie ( après 10 h les batteries principales sont entièrement rechargées mais une prolongation indéfinie de la durée de charge ne les met pas en danger) ou rapide ( 15mn, une décharge préalable étant nécessaire et rendue possible par l'in¬ terrupteur by-passant la diode de charge, une prolongation de la durée de charge risquant d'endommager les batteries) au choix de l'utilisateur et selon l'urgence de la situation. Un dispositif automatique relativement simple _* , peut assurer la charge à courant constant des batteries dans l'un ou l'autre de ces deux modes (y compris le déclenchement à distance de l'interrupteur reed de by-pass par création d'un champ magnétique le long du reed à l'aide d'une bobine parcourue par un courant, y compris également la décharge préalable à la charge rapide à l'aide d'un dispositif de commutation et de détection de seuil) en toute sécurité, la temporisation de la charge rapide pouvant se faire à l'aide d'un simple timer. Un tel dispositif automatique de charge peut être conçu de façon à fonctionner indifféremment à partir d'une ali¬ mentation secteur ou d'une batterie de véhicule de 12 ou 24 V.

Il va de soi que la présente invention peut recevoir tous aména¬ gements et toutes variantes sans pour autant sortir du cadre du présent brevet.