Procédure de sécurité

Hormis des procédures de sécurité normales liées à la pratique de la plongée (annexe 9.1.5), il a été nécessaire de prévoir une procédure propre à l'expérience en raison du paradigme expérimental choisi. Dans le cas où un sujet ne répondrait pas dans le délai imparti, il est prévu que le programme "ré-injecte" le stimulus resté sans réponse dans le tirage aléatoire, de manière à compléter la récolte des données. Si un sujet continue à ne pas répondre, la situation peut durer indéfiniment. Dans un cas extrême, le sujet pourrait, en théorie au moins, séjourner des jours sous l'eau jusqu'à ce que les données soient obtenues de façon complète. Pour contourner cette difficulté, on a prévu un dépassement maximal de 3!minutes par rapport à la durée normale d'une

approximativement 25% de temps supplémentaire. Cette procédure permet d'éviter les immersions trop longues et les risques qu'elles entraîneraient: panne d'air, paliers de décompression importants, hypothermie… La gestion de la durée de l'expérience est assurée par un ordinateur. En cas de dépassement du temps maximal imparti, le sujet et l'expérimentateur qui l'accompagne sont avertis par l'ordinateur. Des signaux lumineux et sonores les préviennent de la nécessité d'interrompre l'expérience et de rejoindre la surface. Cette procédure de rappel des plongeurs fait partie des consignes expérimentales de chacune des expériences (annexe: 9.1.1, 9.1.2, 9.1.3, 9.1.4).

5.5 Matériel

La conception et la réalisation du dispositif, et plus largement de l'ensemble du matériel expérimental, sont dus à nos soins, en collaboration avec des entreprises ou écoles genevoises (Figure 18).

Figure 18: La nacelle est le cœur du dispositif expérimental (voir texte en ce qui concerne les légendes).

Le cœur du dispositif expérimental⁴ est constitué de deux cadres superposés. Une selle placée au centre du cadre inférieur marque la position du sujet (Figure 18a). On fait référence à ces cadres en les désignant comme étant: la nacelle (Figure 18). Huit bras rayonnent autour de la nacelle. Ce sont les supports des haut-parleurs (Figure 18b). Les bras permettent de régler les haut-parleurs à hauteur des oreilles des sujets et à équidistance du centre de la tête du sujet; la distance entre les haut-parleurs et la tête du sujet est d'un mètre. Les haut-parleurs sont de type piézo-céramique. Le son est transmis par la déformation d'un quartz (Rossi,!1980). En face du sujet, se trouve une potence (Figure 18c). Cette potence est réglable en hauteur et en profondeur.

Elle sert de support à plusieurs accessoires expérimentaux qui seront décrits ultérieurement. La nacelle et tous ses compléments sont suspendus entre deux eaux à l'aide d'une "patte d'oie"

(Figure 18d). Cette patte d'oie est réalisée au moyen de quatre drisses fixées aux coins de la nacelle et reliées à une bouée de surface (Figure 18e). Cette dernière est, elle-même, amarrée par une ancre flottante à l'une des deux embarcations utilisées pour l'expérience.

Une fois installé sur la selle, le sujet est entouré des haut-parleurs piézo-céramiques, qui sont disposés en cercle par pas de 45° allant de 0° à 315°. Les haut-parleurs sont numérotés de 0!à!7, le haut-parleur "0" est à 0°, c'est-à-dire qu'il est en face du sujet, le "1" est à 45° sur sa droite et ainsi de suite. Dans les résultats, on présentera la variable "direction", selon ce mode circulaire.

Cette présentation peu orthodoxe a pour but de faciliter la lecture des résultats (Figure 19).

0

7 1

6 2

5 3

4

Figure 19: Représentation de la position des haut-parleurs;

le haut-parleur "0" est situé face au sujet, le "1" est à 45° sur sa droite et ainsi de suite.

Au centre de la nacelle, sur la potence (Figure 18c), se trouve un potentiomètre étanche (Figure 18f). Le potentiomètre permet d'enregistrer la position de la tête du sujet tous les deux dixièmes de seconde. Sur le potentiomètre, un système de cardan donne au sujet une entière liberté de mouvements (Figure 20a &!b). Ce dispositif est toutefois limité puisqu'il permet l'enregistrement des mouvements de tête en rotation uniquement. En sus de son équipement de plongée, le sujet porte un casque muni d'une glissière (Figure 20c). La glissière permet la fixation de la tête du sujet au potentiomètre qui le surplombe. Dans la consigne, on demande au

4 Le dispositif a été réalisé dans les ateliers de la FaPSE par M. C.!Husler; le câblage électrique, conçu par M.!J.-C.!Protta, de la société SubSpace Technology, a été confié à M. N.!Lecoultre.

sujet de se fixer lui-même à l'ensemble de la structure. Cette mesure de sécurité assure que le sujet est familiarisé avec la manœuvre de désincarcération.

Figure 20: Le potentiomètre permet d'enregistrer les mouvements de rotation a)!vue de face et b)!vue de profil, et c) le casque avec sa glissière de fixation.

Une fois le sujet en position, un boîtier pend devant lui. Il s'agit d'un boîtier réponse parfaitement étanche sur lequel huit boutons-poussoirs reproduisent la position des haut-parleurs (Figure 21a). L'utilisation de boutons-poussoirs traditionnels est impossible, la pression hydrostatique, 2!kg/cm² à 10!mètres, aurait d'elle-même activé l'ensemble des boutons simultanément. Des boutons-poussoirs spécifiques ont été mis au point pour cette expérience.

Ils transmettent le signal de la réponse par des contacts magnétiques de type Reed. Au centre de ce boîtier se trouve une diode électroluminescente rouge qui s'allume avant chaque stimulus pendant trois secondes, elle indique au sujet qu'il lui faut faire une apnée. La mise en apnée des sujets est rendue nécessaire par le matériel respiratoire utilisé en plongée. En effet, l'inspiration et l'expiration à l'aide d'un détendeur sont bruyantes, environ 30!dB (Brandt &!Hollien,!1967). En réalisant une apnée, le sujet empêche sa propre respiration de masquer totalement ou partiellement le stimulus. Ce type de procédure est communément utilisé lors d'expériences sous-marines sur l'audition (Brandt &!Hollien,!1967, Andersen &!Christensen,!1969;

Feinstein,!1973!a&b; Hollien,!1973). Une seconde lampe (Figure 21b) est fixée sur la potence (Figure 18c). Cette seconde lampe est destinée à l'expérimentateur, en charge de la sécurité, qui accompagne le sujet. Elle s'allume en phase avec la lampe précédente et a la même fonction: à savoir prévenir l'expérimentateur de l'imminence du stimulus et de la nécessité de se mettre en apnée afin de ne pas gêner, par le bruit de sa respiration, la perception du sujet.

a) b)

Figure 21: a) Le boîtier réponses avec en son centre la diode rouge qui transmet le signal de mise en apnée, b)!la lampe qui signale à l'expérimentateur sa mise en apnée.

Quittons la partie immergée du dispositif pour nous intéresser à sa partie émergée. Le cerveau du dispositif est un ordinateur portatif, un PC de marque Asinfo, modèle Ulysse Pentium/120.

Les expériences sont réalisées depuis une embarcation, ce qui explique le choix d'une machine de type industriel. Ce choix est imposé par une utilisation en milieu particulièrement agressif:

chocs, humidité, aspersions… L'ordinateur est équipé d'une carte d'interface sonore

"SoundBlaster!16", d'une carte analogiques/numériques, et d'un convertisseur analogique/digital:

CAD "LPM16". L'ordinateur pilote l'expérience de la surface et en gère tous les paramètres:

choix aléatoire des stimuli et des haut-parleurs, durée maximale de la manipulation, et acquisition et la sauvegarde des données. Les différents haut-parleurs sont activés par l'intermédiaire d'un boîtier répartiteur, le SubAquaSys développé et conçu par le Centre d'Intégration Professionnelle de Genève (Figure 22b). L'interface du SubAquaSys permet le contrôle visuel et sonore du bon déroulement de l'expérience depuis la surface. Enfin, un amplificateur de puissance complète l'ensemble du dispositif expérimental (Figure 22a). Le matériel électronique est alimenté en 12!volts par une batterie embarquée.

Figure 22: L'amplificateur de puissance (a) et le SubAquaSys (b).

Les flèches noires de la Figure 23 montrent le sens du flux des informations entre les différents éléments du dispositif expérimental.

Figure 23: Vue de l'ensemble du dispositif informatique de gestion des expériences.

Le dispositif expérimental est amené sur place à l'aide d'une embarcation pneumatique (Figure 24) et d'une barque. Une fois sur le site, la nacelle est immergée à dix mètres de profondeur. Elle est ensuite amarrée à une barque et ancrée sur le site. Le fond vaseux du lac est ici à une profondeur variant entre 18.4 et 26.2!mètres. Le pneumatique sert au transfert des sujets et à l'acheminement des scaphandres. L'expérience est pilotée depuis l'embarcation qui sert au transport du matériel.

Figure 24: Représentation de l'embarcation pneumatique qui a servi au transport du matériel et des sujets.