Plus précisément cette détection par ultrason mettait l’accent sur des embolies de gaz veineuses (appelées « venous gas emboli » ou VGE) et que celle-ci étaient en complète corrélation avec l’apparition des bends. Aucun bends ne se développait sans une détection antérieure de VGE.

Le concept actuel des US Navy qui voulait qu’il n’y ait aucun problème lors de la remontée pour un temps illimité passé à 9 mètres était loin d’être confirmé. Diverses expériences de plongées exécutées en mer démontrèrent une augmentation d’apparition de VGE et de bends sensibles par rapport à celles exécutées en atmosphères sèche (caisson). Ce qui revient à penser qu’une table développée à partir d’un caisson est moins sécurisante qu’une table établie à l’aide d’expérimentation in situ.

En utilisant le modèle de décompression de Haldane, on exposa à diverses pressions des plongeurs humains et on observa à l’aide du doppler l’apparition et le pourcentage des VGE développés. n comparant ces données (donnant des bends et des VGE) avec d’autres tables (US Navy, British Navy, HEMPLEMAN…), on s’aperçut que la relation :

notée par Hempleman semblait correspondre à la banque de données Spencer. Les courbes se ressemblaient approximativement.

On considéra que 20 % d’apparition de bulles et moins de 5 % de douleurs articulaires faibles (qui se résolvent avec l’absorption de 2 aspirines) représentaient un compromis raisonnable. En extrapolant ces données expérimentales de 20 % de VGE, on déduisit une courbe limite de décompression entre 6 et 60 mètres définie par l’équation :

Les résultats sont très voisins, avec Spencer plus sévère. Certains ordinateurs de plongée actuellement sur le marché, intègrent les tables de Spencer dans leur algorithme.

Chaque compartiment étant muni de 2 coefficients a et b déterminés expérimentalement, le seuil est défini par la pression absolue minimum admissible à la remontée :

Mais l’apport essentiel de Bühlmann concerne la plongée en altitude. En effet, il prit l’air alvéolaire comme référence de gaz respiré ; or en altitude le pourcentage d’azote dans l’air alvéolaire s’éloigne nettement du pourcentage usuel reconnu dans l’air (79 % environ) :

• d’une part la pression de vapeur d’eau reste à peu près fixe malgré la modification d’altitude;
• d’autre part la pression partielle de gaz carbonique n’évolue que très peu (et si elle varie en altitude, c’est à cause de l’hyperventilation générée par l’hypoxie).

Par complémentarité, la pression partielle d’azote n’est pas celle que fournit la loi de Dalton appliquée à l’air respiré.

A partir de ses travaux, Bühlmann produisit des jeux de tables mer / altitude utilisés en Suisse, Allemagne et largement dans les algorithmes d’ordinateurs de plongée du marché actuel.

Notons toutefois que certains auteurs tels Le Pechon signalent qu’en haute altitude, l’hypoxie de fait est un facteur favorisant et aggravant de l’accident de décompression, ce qui devrait conduire à rendre nettement plus sévères les tables de plongée en altitude, option que ne retient pas Bühlmann.

Il avait remarqué que les accidents de décompression (les bends) survenaient après des plongées profondes de courtes durées ou des plongées à faible profondeur, mais longues. Il en conclut qu’un seul tissu était incriminé dans les bends : le cartilage articulaire peu vascularisé, et que celui-ci ne pouvait supporter qu’une quantité critique de gaz sans avoir apparition de la douleur.

Il supposa alors que les capillaires étaient rangés en nappes et parallèlement autour des cartilages. Afin d’exprimer la diffusion des molécules de gaz à travers le tissu cartilagineux (avasculaire), il considéra que le tissu était irrigué par une mince couche de sang entouré par des couches de tissus infiniment épaisses. Ce modèle basé sur la diffusion, donna en travaillant sur l’équation de FICK la formule :

La valeur choisie de Q critique = 500 est une constante qui permet de créer une courbe de sécurité avec :

En comparant la courbe avec celle de l’US Navy, on peut remarquer des temps en minutes assez similaires.

A l’inverse de Haldane qui supposait la symétrie entre l’absorption et l’élimination du gaz inerte par le corps, Hempleman considérait que l’élimination du gaz était une fois et demi plus lente que l’absorption.

Ce modèle s’harmonisait bien avec la compréhension de la charge et décharge dans les tissus cartilagineux, mais certaines hypothèses simplificatrices dans l’application des lois de la diffusion soulevaient au moins autant de questions que le modèle haldanien. Il apparaissait inconcevable d’assimiler un organisme humain à un feuilletage uniforme, tranche infiniment fine entourée de deux couches infiniment épaisses ! …

Le modèle haldanien pu être mis en défaut dès 1942. En effet, Behnke, aux Etats Unis, mettait en évidence l’existence de bulles asymptomatiques dans toute situation de décompression, y compris les décompressions « indemnes ». Ainsi les échanges gazeux sont perturbés pendant la décompression ; la phase gazeuse n’obéit plus au modèle haldanien et modifie l’évolution de la décharge de l’azote encore dissoute.

L’existence de ces bulles silencieuses devait connaître son heure de gloire avec Spencer.

En 1984, 835 plongées tests « humides » furent effectuées afin de créer un algorithme qui calculerait en temps réel des profils de décompression à l’air. Les plongeurs travaillaient la moitié du temps de plongée à une VO2max de 1.4l/min dans une eau relativement froide (55-65° F), l’intervalle entre les deux plongées était au minimum de 36 heures.

On observa dans la tranche de profondeur 15-57 mètres, la nécessité de tripler le temps total de décompression pour des plongées longues et peu profondes, et de doubler le temps total de décompression pour des plongées à plus grande profondeur mais plus courtes, si on désirait obtenir une décompression en toute sécurité.

A partir de ces observations, Thalman et le NEDU (Navy Experimental Dive Unit) développèrent un nouveau modèle de décompression incorporable dans un ordinateur. L’algorithme qu’ils utilisèrent fut le E-L Algorithm (E pour exponentiel et L pour linéaire : à opposer au E-E Algorithm : modèle de Haldane avec absorption et élimination de l’azote sous forme exponentielle).

Ce modèle décrit une absorption de l’azote par les compartiments de façon exponentielle, par contre l’élimination de l’azote se fait lentement de façon linéaire. Ce temps de décompression plus long induit un taux d’azote plus important dont il faudra tenir compte dans le cas des plongées successives.

Dès 1966 Hills en Australie s’intéressa à la thermodynamique des bulles. Une publication de Hills en 1971 mettait en lumière une distinction jusque là peu développée : l’accident de type articulaire d’une part, l’accident neurologique d’autre part.

En effet par simple modification du profil de remontée Hillsdémontra qu’il pouvait au choix induire chez le cobaye animal un accident de type articulaire ou neurologique ! La distinction trouvait dès lors toute son importance et chez les auteurs modernes on classe désormais les accidents de décompression en deux catégories : le type I (douleurs articulaires ou bends) et le type II (accident neurologique). En fait les travaux de Hills suggéraient que si les accidents de type I sont reliés à la charge d’azote reçue, donc aux modèles déterministes de type haldaniens, en revanche les accidents de type II relèvent des mauvais profils de plongée et de la production d’un surcroît de bulles artérielles.

Des études sur les conditions d’équilibre des bulles intravasculaires furent menées, notamment par Clément au Laboratoire de Mathématiques Appliquées de l’Ecole Centrale en France, puis Yount à Hawaï à partir de 1980, et conduisirent au modèle dit VP (perméabilité variable des bulles). S’il n’a pas engendré de tables de plongée utilisables, ce modèle mit l’accent sur la notion de noyau gazeux, par opposition aux bulles, et sur le rôle de ces noyaux dans la production de bulles circulantes asymptomatiques ou pathogènes :

• une bulle ou un noyau gazeux est une phase gazeuse limitée par une interface gaz/tissu ou gaz/liquide;
• une bulle suit la loi de Mariotte. De diamètre allant de quelques dizaines de microns jusqu’au millimètres, elle est sphérique (du moins en milieu liquide et isotrope);
• un noyau gazeux est de diamètre très faible (le micron). Ses variations de volume n’obéissent pas à la loi de Mariotte, de même que la perméabilité au gaz ne suit pas les lois de diffusion. En particulier, pour éliminer un noyau gazeux, il faut une pression nettement supérieure à celle envisagée habituellement pour réduire les bulles.

La théorie du volume critique des bulles fut énoncée à peu près à la même époque par Hempleman et Hennesy, et reprise d’ailleurs plus tard en France par Imbert pour évaluer l’influence des profils de plongée, à l’occasion de la conception des Tables du Ministère du Travail, dites MT92.

Enfin Hennesy a proposé récemment une structuration du modèle. Il ressort de cette théorie que :

• les noyaux gazeux sont produits en permanence dans l’organisme par cavitation (niveau cardiaque) et par frottements (tribonucléation);
• sans exposition hyperbare ces noyaux demeurent des noyaux, mais s’ils apparaissent dans un contexte où la tension de gaz inerte environnante est plus élevée que la pression ambiante, les noyaux se transforment en bulles en se nourrissant de l’azote dissous voisin, du gaz carbonique tissulaire et de la vapeur d’eau due à la cavitation;
• si les bulles sont générées dans les tissus articulaires (tendons…) des douleurs locales apparaissent ; c’est l’accident de type I;
• si les bulles sont générées dans les capillaires, elles vont être transportées jusqu’au filtre pulmonaire. Et là l’accumulation des bulles entraîne une baisse de la performance du filtre pouvant aller jusqu’à des « shunts » pulmonaires.

Or si une bulle est réinjectée dans la circulation artérielle, elle peut migrer en aval vers le système nerveux, lequel est déjà chargé en azote dissous à cause de sa richesse en lipides. Dans un tel site la bulle n’aura qu’à se nourrir d’azote, grossir, provoquer l’ischémie du tissu et enfin l’accident neurologique : le type II. Il faut ajouter les shunts cardiaques comme facteurs favorisants, avec le foramen ovale pour lequel il y aurait perméabilité. En effet des travaux en 1992 de Cross, Evans, Thomson, Lee et Shields font états que 30% environ de la population présente un foramen ovale plus ou moins perméable.

L’importance des mauvais profils de plongée (remontées trop rapides, profils yo-yo, successives rapprochées, plongées en dents de scie) est enfin expliquée dans l’apparition des accidents de type II :

• d’une part les remontées trop rapides engorgent le filtre pulmonaire en bulles et donc peuvent entraîner des shunts pulmonaires et des passages vers la circulation artérielle puis le système nerveux;
• ensuite les recompressions intempestives réduisent, la loi de Mariotte oblige, le volume des bulles agglomérées dans le filtre pulmonaire, et favorisent le passage vers le système artériel. Se trouvent ainsi légitimés des conseils largement connus depuis longtemps des plongeurs, mais mal argumentés jusque là :

• remonter lentement;
• éviter les profils inversés, c’est-à-dire avec faible profondeur en début de plongée et profondeur plus importante en fin de plongée;
• éviter les yo-yo, plongées en dents de scie, et les successives rapprochées.