Pets et plongée sous-marine : du gaz sous pression
Sous les vagues, le simple fait de relâcher des gaz intestinaux devient une fascinante leçon de physique. Comment se comporte le gaz emprisonné dans les intestins d'un plongeur lorsque le corps s'enfonce dans la pression écrasante des profondeurs ?
La physique de la pression
La plongée transforme l'intestin humain en un laboratoire vivant de la loi de Boyle, cette règle du dix-septième siècle selon laquelle le volume d'un gaz est inversement proportionnel à la pression environnante. En surface, nous vivons sous environ une atmosphère de pression. Pour chaque tranche de dix mètres qu'un plongeur descend dans l'eau de mer, une atmosphère complète s'ajoute. À dix mètres, la pression environnante a doublé, si bien que toute poche de gaz, y compris l'azote, l'hydrogène, le méthane et le dioxyde de carbone qui tourbillonnent dans le côlon, est comprimée à la moitié de son volume initial. En descendant à trente mètres, cette même bulle se réduit à un quart. Le gaz intestinal ne disparaît pas : il est simplement comprimé dans une poche plus petite et plus dense. C'est exactement le même principe qui oblige les plongeurs à équilibrer leurs oreilles et à gérer soigneusement l'air de leurs poumons et de leur gilet stabilisateur.
Peut-on vraiment péter sous l'eau ?
Oui, les plongeurs peuvent relâcher des gaz sous l'eau et le font, et le résultat est une petite grappe de bulles qui remonte en oscillant vers la surface. Comme le gaz est comprimé en profondeur, un pet relâché à trente mètres est bien plus petit et moins volumineux que ne le serait la même quantité de gaz en surface. De nombreux plongeurs rapportent que relâcher des gaz sous l'eau procure une sensation différente : la combinaison humide ou étanche presse contre le corps, l'eau environnante freine le mouvement et la sensation de soulagement est atténuée. Dans une combinaison étanche, le gaz n'a aucune issue et migre simplement à l'intérieur de la combinaison, ce que les plongeurs décrivent en plaisantant comme un compagnon de voyage indésirable. Les bulles qui s'échappent sont inoffensives pour le plongeur, même si elles peuvent brièvement amuser ou alarmer un coéquipier proche.
L'expansion du gaz pendant la remontée
Le vrai drame survient lors de la remontée. À mesure que le plongeur remonte, la pression environnante diminue et le gaz intestinal comprimé obéit à la loi de Boyle à l'envers, se dilatant pour retrouver son volume initial. Le gaz qui avait été comprimé en profondeur gonfle pendant que le plongeur remonte, ce qui peut provoquer un ballonnement notable, des crampes ou un besoin urgent de relâcher des gaz dans les derniers mètres avant de faire surface. De façon contre-intuitive, l'expansion la plus spectaculaire se produit dans la partie la plus superficielle de la remontée, entre dix mètres et la surface, là où la variation relative de pression est la plus grande. Cela reflète la règle cardinale de la plongée : ne jamais retenir sa respiration en remontant, car le gaz emprisonné se dilate. Celui qui s'est gavé de haricots ou de boissons gazeuses auparavant apprendra cette leçon de la manière la plus inconfortable.
Sécurité, mythes et confort du plongeur
Malgré son potentiel comique, péter sous l'eau est parfaitement sûr et ne peut ni propulser un plongeur vers l'avant, ni déchirer une combinaison, ni causer la moindre blessure, aussi convaincantes que soient les histoires racontées au bar du club de plongée. La véritable préoccupation est le confort : un ventre rempli de gaz en expansion pendant la remontée est désagréable et source de distraction, c'est pourquoi les plongeurs expérimentés évitent simplement les aliments notoirement flatulents comme les haricots, le chou, les oignons et les boissons gazeuses dans les heures qui précèdent une plongée. Laisser le gaz s'échapper progressivement plutôt que de le retenir est le choix confortable. Les médecins hyperbares notent que le gaz emprisonné dans l'intestin, comme celui emprisonné dans les oreilles, les sinus ou les poumons, suit les mêmes lois physiques, raison pour laquelle le confort digestif est une part discrète mais réelle de la planification d'une plongée.
Le saviez-vous ?
- À dix mètres de profondeur, la pression double, comprimant le gaz intestinal à la moitié de son volume en surface.
- La loi de Boyle, formulée en 1662, régit aussi bien l'équilibrage des oreilles que le comportement des pets sous l'eau.
- Le gaz se dilate le plus rapidement dans les dix derniers mètres de la remontée, là où la pression change le plus vite.
- Péter sous l'eau est inoffensif et ne peut ni propulser un plongeur ni endommager une combinaison.
Le saviez-vous
Un pet relâché à trente mètres de profondeur est comprimé à environ un quart de sa taille en surface, puis se regonfle jusqu'à son volume complet à mesure que le plongeur remonte, arrivant parfois en surface sous la forme d'une envie nettement plus pressante qu'au départ.
Sources
- Boyle, R., New Experiments Physico-Mechanical, Touching the Spring of the Air, 1662
- Bove, A. A., Bove and Davis' Diving Medicine, 4e édition, Saunders, 2004
- Tomljenovic, A. et al., Effets gastro-intestinaux des variations de pression en plongée, Diving and Hyperbaric Medicine, 2018
- Levitt, M. D., Volume et composition des gaz intestinaux humains, New England Journal of Medicine, 1971