DECOMPRESSIMETRE NUMERIQUE A PERFUSIONS VARIABLES ET PROCEDE POUR LA REALISATION

Description

[0001] L'invention concerne un procédé de détermination du programme minimal de décompression non pathologique d'une personne (plongeur, 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 dispositif automatique de détermination et d'indication dudit programme et de paramètres connexes appliquant le dit procédé ainsi qu'un ensemble de plongée incorporant le dit dispositif.

[0002] 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'organisme en quantités plus importantes que celles pouvant y exister à la pression de la surface, et qu'une décompression trop rapide libère- rait 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 lesquels elles apparaissent et/ou d'interrompre la circulation sanguine dans certains vaisseaux, le spectre des conséquences observables et généralement différées de ces accidents de décompression allant de légères démangeaisons localisées jusqu'au décès.

[0003] Les deux principaux types de décompression sont la décompression continue et la décompression par paliers.

[0004] La décompression continue consiste à réduire la pression ambiante de façon continue ou par petites étapes, et est plus rapide mais moins pratique que la décompression par paliers, qui.consiste à effectuer des arrêts de durées relativement longues à des pressions 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 premier palier et entre les paliers étant limitée par une valeur maximale admissible donnée, généralement entre 10 et 20 mem/mn.

[0005] 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 compromettre la sécurité de l'intéressé.

[0006] Les raisons pour cela sont évidentes, surtout dans le milieu de la plongée professionnelle où quelques dizaines de minutes perdues en temps de décompression superflu peuvent entraîner des pertes de plusieurs milliers de francs en raison du coût horaire important des plongeurs et des personnes et matériels qui les entourent.

[0007] 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.

[0008] Deux facteurs critiques limitent la précision d'une méthode donnée.

[0009] Le premier est la précision de détermination de l'état de saturation de l'intéressé en gaz non métabolisables après une exposition donnée.

[0010] Le second est la précision avec laquelle sont connues les contraintes auxquelles doit obéir ledit état de saturation pendant la décompression pour éviter l'apparition de bulles pathologiques.

[0011] Ces deux facteurs ne sont d'ailleurs pas indépendants; en effet, plus les erreurs commises dans la détermination de l'état de saturation sont importantes, plus sévères doivent être les contraintes auxquelles l'on doit soumettre le dit état en cours de décompression si l'on veut éviter une décompression sub-minimale et donc pathologique.

[0012] Le procédé de l'invention possède un meilleur premier facteur et, par contrecoup, un meilleur second facteur que les méthodes conventionnelles.

[0013] Avant de décrire comment cela est accompli, il est nécessaire d'exposer plus en détail les méthodes conventionnelles.

[0014] Ces méthodes, qu'elles soient appliquées à des scénarios pression ambiantèltemps fictifs comme pour l'établissement de tables de décompression ou au profil réel d'une exposition comme dans les appareils du type décompressi- mètre analogique ou numérique, sont nombreuses mais possèdent toutes, ou tout au moins les plus fiables et donc les plus employées, une architecture de base commune due aux travaux précurseurs de physiologiste britannique J.S. Haldane au début de ce siècle:

[0015] L'état de saturation de l'organisme est représenté par les tensions 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 dissolution tout le gaz qui peut y résider de façon stable), la tension 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.

[0016] Ces tissus ne représentent pas des tissus anatomiques bien définis, 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 respiratoires.

[0017] Le nombre nécessairement fini de tissus pris en compte par les diverses méthodes constitue un échantillonnage qui se veut représentatif du nombre théoriquement quasi-infini de tels ensembles possibles.

[0018] 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 initialement de la tension de Saturation, égale à la pression partielle du gaz dans le mélange respiratoire, cette dernière étant supposée constante.

[0019] Cette définition implique que la tension varie exponentiellement en fonction du temps t, selon une loi qui peut s'exprimer différentiellement de la façon suivante:

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 - qo) (I-exp (-kt))

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

[0020] 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.

[0021] 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 croissantes, généralement linéaires mais ne passant pas nécessairement par l'origine, de la pression ambiante, (voir U.S. 4 192 001). 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 Saturation) 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 l'amplitude de la sursaturation comme l'indique (Eq. 1).

[0022] 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.

[0023] On connaît les tables du laboratoire de la chambre à pression de l'université de Zurich (Druckkammerlabor der Universitât Zürich) dans lesquelles le facteur d'effort physique du plongeur est pris en considération, c'est-à-dire, qu'un plongeur faisant un effort physique sous l'eau peut utiliser ces tables en sécurité.

[0024] Autrement dit, ces tables peuvent être qualifiées comme tables de décompression du travail.

[0025] Ceci est le cas de tables du ministère du travail français.

[0026] On connaît également, le brevet EP-A-073 499 suivant lequel les plongées précédentes d'un travailleur hyperbare sont prises en considération en calculant la concentration du gaz inerte dans ses tissus.

[0027] Il est à noter que dans tous ces cas, aucune mesure physique, autre que la pression ambiante et le temps, n'est prise en considération pour la détermination du plan de décompression.

[0028] Afin de comprendre en quoi les méthodes conventionnelles sont susceptibles d'amélioration, on peut se reférer par exemple au paragraphe 3.4.1 du rapport de recherche 6-65 de l'U.S. Navy Experimental Diving Unit par R.D. Workman (1965), où il est dit en substance:

[0029] "II est également reconnu que l'admission de gaz inerte durant le travail est plus importante qu'au repos, en raison de l'accroissement 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.

[0030] La détermination des tensions maximales admissibles à partir de plongées de travail prend cette différence en compte dans une certaine mesure".

[0031] La perfusion d'un tissu anatomique (débit sanguin tissulaire) est en effet un facteur important des processus de saturation et désaturation en gaz non métabolisables.

[0032] Boycott, Damant et Haldane (The prevention of compressed air illness; J. Hyg. Lond. 8, 445-456, 1908) estiment que le coefficient exponentiel caractéristique k d'un tissu donné pour un gaz donné qui, comme nous l'avons vu, est inversement proportionnel à la période de ce tissu pour ce gaz, peut s'exprimer comme suit:

où

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.

[0033] 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 solution doit diffuser sur une distance comparativement longue avant de rencontrer un vaisseau sanguin, dépendraient peu ou prou des perfusions de ces tissus.

[0034] Ces derniers tissus seraient également ceux dont les périodes sont les plus longues.

[0035] La perfusion d'un tissu dont le métabolisme s'accroit, comme un muscle fournissant un effort augmente par dilatation des vaisseaux sanguins qui l'irriguent en réponse à l'hypoxie temporaire provoquée par le dit accroissement de métabolisme.

[0036] Cette vaso-dilatation s'accompagne d'une augmentation du débit cardiaque afin de maintenir une pression artérielle constante.

[0037] Entre le repos et un effort soutenu, le débit cardiaque chez l'homme peut varier entre 5 et 25 I/mn, c'est-à-dire par un facteur 5, ou même plus: des débits cardiaques d'environ 40 I/mn ont été mesurés chez des athlètes bien entraînés fournissant un effort maximal.

[0038] Le simple fait de marcher lentement fait augmenter le débit cardiaque d'environ 50 % par rapport à la valeur au repos.

[0039] Or, par conservation des débits, une muftipli- cation du débit cardiaque par un facteur "x" supérieur à 1 doit nécessairement être associée à une multiplication 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.

[0040] 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".

[0041] 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 Workman fait allusion dans l'extrait de son rapport présenté plus haut, peuvent être importantes.

[0042] Si l'on considère un modèle simplifié de l'organisme où les coefficients exponentiels de tous les tissus varieraient proportionnellement au débit cardiaque, et si l'on admet qu'un plongeur peut travailler au fond à un débit cardiaque de 25 IImn puis se décomprimer ensuite à un débit cardiaque de 5 I/mn selon une méthode 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 élevée si son débit cardiaque au fond n'avait été que de 5 Vmn, c'est-à-dire s'il n'avait fourni aucun effort au fond.

[0043] En effet, son état de saturation au moment d'amorcer sa remontée aurait été exactement le même dans les deux cas.

[0044] 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.

[0045] Par exemple, si l'on utilisait la table de plongée à l'air, annexée au décret de 1974 du Ministère du Travail Français régissant les mesures particulières de protection applicables aux travailleurs 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, réalisent ainsi une économie non négligeable de plus de deux heures ou 92 % sur le temps de décompression.

[0046] Il va sans dire qu'un plongeur qui se laisserait tenter par l'économie de temps réalisée dans l'exemple ci-dessus courrait vers de graves ennuis vu la simplicité de nos hypothèses, qui n'étaient destinées qu'à fournir un ordre de magnitude des répercussions possibles sur les durées de décompression réellement nécessaires des variations d'exercice au cours d'une exposition donnée à la pression.

[0047] 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 température basse réduit la perfusion des tissus et réduit la vitesse des échanges gazeux.

[0048] 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.

[0049] Le procédé selon l'invention a pour but de tenir compte de l'exercice du plongeur et/ou de la température du milieu ambiant pour déterminer avec plus d'exactitude le programme de décompression optimal.

[0050] L'exercice du plongeur et la température ambiante influencent tous deux l'échange de gaz non métabolisable entre les tissus et l'extérieur.

[0051] Une température élevée et/ou un exercice accentué facilitent cet échange, par contre, un exercice lent ou un repos et/ou une température basse ralentissent le dit échange.

[0052] En effet, le facteur qui influence l'échange de gaz non métabolisable entre les différents tissus du corps du plongeur et le sang (tissu mobile pratiquement en équilibre avec l'extérieur via les poumons) est la perfusion de ces différents tissus du corps du plongeur.

[0053] La mesure de celle-ci pour les différents tissus n'est pas aisée, mais son importance peut être estimée en observant d'une part la température ambiante et d'autre part l'un des paramètres suivants:

- la ventilation pulmonaire,

- la consommation d'oxygène,

- la fréquence cardiaque,

- le débit cardiaque.

[0054] Ces quatres paramètres sont liés entre eux, ceci pour différents types de sujets et pour différents types d'exercice.

[0055] Il suffit par exemple de déterminer la ventilation pulmonaire, pour trouver à l'aide de courbes connues la consommation d'oxygène ou le débit cardiaque.

[0056] Cette ventilation pulmonaire peut être déterminée à l'aide des mesures rapprochées de la pression du réservoir du mélange respiratoire, puis de l'usage d'une loi de détente isotherme ou non pour déterminer la quantité du dit mélange libérée par le réservoir.

[0057] A cet effet, suivant une disposition de l'invention, le procédé, selon lequel le temps (t), la température ambiante (T), la pression ambiante (p), et la pression du réservoir de mélange respiratoire (P) contenant un gaz neutre comme par exemple l'azote sont mesurés, consiste selon une première forme à:

1: Calculer les ventilations pulmonaires (V'E) par l'application d'une loi de détente des gaz comme par exemple:

Où

V est le volume du réservoir du dit mélange respiratoire,

p est la pression ambiante,

dP est la variation de pression du réservoir entre deux mesures successives,

dt est l'intervalle de temps entre deux mesures successives,

2: Déterminer les débits cardiaques maximaux (Q C) correspondant aux ventilations pulmonaires (V E), ceci à l'aide de tables empiriques préfournies issues d'expériences sur plusieurs sujets à différentes pressions ambiantes,

3: Calculer les quantités (qi) de gaz neutre dissous ou gazeux contenues dans un ou plusieurs tissus théoriques (i) constituant un modèle mathématique de l'organisme du plongeur, ceci en intégrant en temps réel écoulé les vitesses d'échanges gaz eux (dqi/dt) des tissus théoriques selon la relation:

où

qi est la quantité de gaz neutre présente dans le tissu correspondant (i),

Δi est égal à: soit (gp-qi) si qi < (p+Ki) c'est-à-dire en l'absence de bulles dans le tissu (i), soit (gp- (p+K_i)) si q > (p+Ki) c'est-à-dire en présence de bulles dans le tissu (i),

g est la fraction molaire du gaz neutre dans le mélange respiratoire,

K_i >0 est une constante préfournie déterminée par expérimentation représentant le seuil de formation des bulles dans le tissu (i).

k_i est le coefficient de temps du tissu (i) calculable comme:

ki =α_i,₁Q _c+ α_i,0 avec ai,1 > 0 si Δi>0 c'est-à-dire une fonction croissante du débit cardiaque dans le cas d'absorption de gaz neutre par le tissu, ou

k_i - βi,₁T + β_i,0 avec βi,1 > 0 si Ai < 0 c'est-à-dire une fonction croissante de la température dans le cas d'élimination de gaz neutre par le tissu, αi,1 > 0, αi,0, βi,1 > 0 et βi,0 sont des constantes préfournies déterminées par expérimentation pour un tissu (i),

4: Calculer par intégration en temps futur de l'équation (1) en supposant que Q c et T conserveront leurs valeurs, l'évolution future de chaque (qi) correspondant à un tissu (i) dans le cas d'une remontée hypothétique à partir de la pression ambiante actuelle (p) à une vitesse constante habituellement utilisée (par exemple de 10 à 20 m/min) jusqu'à ce que (qi) d'un tissu quelconque atteigne une valeur maximale admissible (qi)max.

5: Calculer la profondeur à laquelle (qi) d'un tissu quelconque atteindra une valeur maximale admissible (q)max, où (q_i)max est une fonction empirique préfournie du tissu et de la profondeur, et déterminer le premier (D1) palier comme celui dont la profondeur est égale ou immédiatement supérieure à la dite profondeur calculée.

6: Calculer le temps à passer au palier pour que les (qi) de tous les tissus (i) soient inférieurs ou égaux aux (q_i)max du palier suivant, temps à l'issue duquel on peut remonter au palier suivant en un temps court.

7: Répéter l'étape (6) jusqu'à l'arrivée à la surface.

[0058] Trois points importants sont à noter concernant l'équation (1) qui régit l'échange gazeux des tissus:

- dans le cas d'absorption de gaz neutre par le tissu, la vitesse d'absorption dépend de l'exercice mais pas de la température. En effet, dans un but de sécurité, seul le facteur succeptible d'accélerer l'absorption est pris en compte.

- dans le cas d'élimination de gaz neutre, la vitesse d'élimination dépend de la température mais par de l'exercice. En effet, toujours dans un but de sécurité, seul le facteur succeptible de ralentir l'élimination est pris en compte,

- la prise en compte de la présence éventuelle de bulles à travers le paramètre K dans le calcul du gradient Δi répond également à un objectif de sécurité puisqu'elle tend à ralentir l'élimination.

[0059] Suivant une forme simplifiée, le procédé consiste à:

- mémoriser la plus forte valeur de la ventilation calculée (V E)max,

- mémoriser la plus forte pression ambiante mesurée et en déduire la profondeur maximale atteinte,

- mémoriser la plus basse température (T)min mesurée,

- sélectionner une table de décompression du travail comme par exemple la table du ministère français du travail si (V E)max est supérieure à une valeur consignée de ventilation pulmonaire ou si (T)min est inférieure à une valeur consignée de température,

- sélectionner une table de décompression d'exploration comme par exemple la table du GERS (Marine Française) si (V E)_max est inférieure à la dite valeur consignée de ventilation pulmonaire et si (T)min est supérieure à la dite valeur consignée de température,

- extraire de la table sélectionnée le plan de décompression correspondant à la profondeur maximale atteinte et au temps de plongée mesuré (t).

[0060] La valeur consignée de la ventilation pulmonaire peut avoir comme valeur acceptable 40 litres/min et celle de la température 10°C.

[0061] Suivant une autre disposition de la présente invention, le dispositif automatique de détermination et d'indication d'un plan optimal de décompression, selon le procédé, se caractérise en ce qu'il comporte:

1: un moyen pour mesurer le temps (t) produisant des signaux représentatifs du dit temps, 2: un moyen pour mesurer la température ambiante (T) produisant des signaux représentatifs de la dite température,

3: un moyen pour mesurer la pression ambiante (p) produisant des signaux représentatifs de la dite pression,

4: un moyen pour mesurer la pression du réservoir (P) du mélange respiratoire produisant des signaux représentatifs de la dite pression,

5: des moyens d'introduction de données permettant notamment l'entrée du volume du réservoir de gaz respiratoire et le choix de l'une ou de l'autre méthode de calcul du plan de décompression.

6: des moyens de calcul automatique à mémoires recevant les signaux de sortie des moyens de mesure et des moyens d'entrée de données:

a) calculant la ventilation pulmonaire (V E),

b) choisissant une table de décompression à utiliser parmi deux tables de décompression préenregistrées, ceci après avoir comparé la valeur de ventilation maximale calculée avec une valeur consignée de ventilation et la valeur minimale de température avec une valeur consignée de température et extrayant de la table choisie le plan de décompression correspondant au temps de plongée mesuré et à la profondeur maximale mesurée, ou, calculant par intégration en temps écoulé et en temps futur les valeurs de la concentration du gaz neutre dans les différents tissus et établissant le plan de décompression,

c) produisant des signaux de sortie représentatifs du plan de décompression déterminé,

7: des moyens d'indication recevant les signaux de sortie des moyens de calcul.

[0062] Suivant une caractéristique de la présente invention, les moyens de mesure des pressions et le moyen de calcul pour calculer, entre autres, la ventilation pulmonaire sont constitués par:

- un capteur de pression du réservoir du gaz respiratoire (P) connecté au dit réservoir par un tuyau flexible et produisant un signal représentant la dite pression,

- un capteur de pression ambiante (p) dont l'emplacement est non critique produisant un signal représentant la dite pression,

- un multiplexeur dont certaines entrées sont connectées à la sortie du capteur de pression du gaz respiratoire et à la sortie du capteur de pression ambiante et dont la sortie communique les dits signaux l'un après l'autre dans un cycle répétitif à un convertisseur analogique numérique,

- un convertisseur analogique numérique dont l'entrée est reliée à la sortie du muftiplexeur et dont la sortie est reliée à un micro-processeur,

- un micro-processeur recevant du convertisseur analogique numérique des valeurs successives de pressions mesurées à des intervalles prédéterminés et calculant par la suite la ventilation pulmonaire.

[0063] Suivant une autre caractéristique, les mémoires des moyens de calcul automatique à mémoires comprennent des données représentatives de celles de la table du GERS (Marine Française) et celles de la table du Ministère Français du Travail ou de toutes autres tables.

[0064] Suivant une autre caractéristique, les mémoires des moyens de calcul à mémoires équipant le dispositif contiennent les données d'un programme de calcul en temps réel et en temps futur des quantités de gaz neutre présent dans les tissus théoriques.

[0065] Suivant une autre caractéristique, le dispositif comporte des registres pour recevoir la plus forte valeur de la ventilation pulmonaire, la plus faible valeur de la température ambiante, la valeur de la plus forte pression ambiante subie par le plongeur et la valeur du temps de plongée, les moyens de calcul d'après la valeur de la température ambiante minimale et la valeur de la ventilation pulmonaire maximale reçues par les registres, sélectionnant, soit la table du GERS, soit la table du Ministère Français du Travail et par la suite en fonction de la valeur de la plus forte pression ambiante déterminant la profondeur maximale de plongée et de la valeur du temps de plongée sélectionnant le plan de décompression correspondant dans la table sélectionnée.

[0066] Suivant une autre caractéristique, le dispositif comporte deux électrovannes commandées par les moyens de calcul l'une ayant son entrée connectée à un réservoir de gaz autre que le réservoir de gaz respiratoire et sa sortie connectée à un gilet gonflable ou équivalent et l'autre ayant son entrée connectée au dit gilet et sa sortie laissée à l'ambiance, les moyens de calcul commandant l'une ou l'autre des vannes pour gonfler le dit gilet ou pour le dégonfler afin d'effectuer une remontée automatique, ceci soit à la suite de la constatation d'une anomalie quelconque selon des instructions préenregistrées soit à la suite d'une commande volontaire donnée sur le champ.

[0067] Suivant une autre disposition de la présente invention l'ensemble de plongée faisant partie de la présente invention, se caractérise en ce qu'il incorpore un dispositif appliquant le présent procédé.

[0068] La connaissance de P présente d'autres avantages bien évidents en matière de sécurité en permettant une bonne gestion des réserves respiratoires.

[0069] 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'arrivée 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

x0 est la valeur présumée constante de la ventilation (respectivement consommation d'oxygène) lors de la décompression.

[0070] Afin de majorer pour raisons de sécurité la chute de pression P-Ps, on pourra utiliser une valeur relativement élevée par exemple 20 I/mn (respectivement 1 Vmn).

[0071] La mention "prog" sous le signe intégrale si- gnⁱfie que l'intégration est pratiquée sur le profil pression ambianteltemps du programme de décompression.

[0072] 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 saturation 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.

[0073] D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront 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.

[0074] Comme il a été dit ci-dessus, le procédé, faisant partie de la présence invention, prend en compte comme paramètre d'exercice, la ventilation pulmonaire (V E) déterminée durant la plongée, pour calculer les quantités (qi) de gaz neutre contenues dans un ou plusieurs tissus théoriques (i) constituant un modèle mathématique de l'organisme du plongeur.

[0075] En effet, cette ventilation pulmonaire (V E) est égale au débit du mélange respiratoire libéré par le réservoir. Cette ventilation est calculée comme:

Où

V est le volume du réservoir du mélange respiratoire,

p est est la pression ambiante,

dP est la variation de pression du réservoir entre deux mesures successives,

dt est l'intervalle de temps entre deux mesures successives.

[0076] Une fois que les ventilations pulmonaires sont déterminées, les débits cardiaques maximaux (Q c) correspondants sont déterminés à l'aide des tables empiriques préfournies issues d'expériences sur plusieurs sujets à différentes pressions ambiantes.

[0077] Ce sont ces débits cardiaques maximaux qui sont utilisés, entre autres, pour le calcul des quantités (qi) de gaz neutre dissous ou non contenues dans les différents tissus théoriques (i) constituant le modèle mathématique de l'organisme du plongeur.

[0078] Il est à noter que ces débits cardiaques maximaux peuvent être déterminés autrement; les pul- satⁱons cardiaques sont mesurées et les débits cardiaques maximaux sont déterminés à l'aide des tables de correspondance préfournies.

[0079] La détermination des débits cardiaques maximaux peut être indifféremment effectuée d'une quelconque de ces deux méthodes.

[0080] On calcule les quantités de gaz neutre (qi) contenues dans un ou plusieurs tissus théoriques (i) constituant un modèle mathématique de l'organisme du plongeur par l'intégration en temps réel écoulé des vitesses d'échange gazeux (dqi/dt) des tissus théoriques selon la relation (1 ):

Selon que Δi est positif (absorption de gaz neutre par le tissu) ou négatif (élémination de gaz neutre par le tissu), le coefficient de temps k_i du tissu (i) est calculable comme:

ki = αi,1 Q c + αi,0 avec αi,1 > 0

dans le premier cas (Δi > 0) ou comme:

dans le deuxième cas (Ai < 0)

[0081] où αi,1 > 0, α_i,0, βi,1 > 0 et β_i,0 sont des constantes préfournies déterminées par expérimentation pour chaque tissu (i).

-Si qi < p + Ki, c'est-à-dire en l'absence de bulles de gaz neutre dans le tissu (i), où p est la pression ambiante et Ki est le seuil de formation de bulles de gaz neutre dans le tissu (i),

Δ_i est calculable comme:

Δ_i = gp, qi g est la fraction molaire du gaz neutre dans le mélange respiratoire

- Si qi > p + Ki, c'est-à-dire en présence de bulles de gaz neutre dans le tissu (i)

Ai est calculable comme:

Pour établir le plan de décompression, on calcule l'évolution future de chaque (qi). correspondant à un tissu (i), en supposant que Q c et T conserveront leurs valeurs, ceci par intégration en temps futur de l'équation (1) dans le cas d'une remontée hypothétique à partir de la pression ambiante actuelle à une vitesse constante habituellement pratiquée (par exemple de 10 à 20 m/min) jusqu'à ce que (qi) d'un tissu quelconque atteigne une valeur maximale admissible (qi)max, celle-ci étant une fonction empirique préfournie du tissu et de la profondeur.

[0082] Le premier palier (D1 ) est déterminé comme celui dont la profondeur est égale ou immédiatement supérieure à la profondeur où l'un quelconque des (q_i)max est atteint.

[0083] On calcule le temps à passer à la profondeur au palier pour que les (qi) de tous les tissus (i) soient inférieurs ou égaux aux (qi)max du palier suivant, temps à l'issue duquel on peut remonter au dit palier suivant en un temps court.

[0084] On répète cette dernière étape jusqu'à à l'arrivée à la surface.

[0085] Suivant une forme simplifiée du présent procédé, les quantités de gaz neutre (qi) concernant les tissus (i) ne sont pas calculées.

[0086] En effet, une table de décompression soit du travail (comme par exemple la table du Ministère Français du Travail) soit d'exploration (comme par exemple la table du GERS de la Marine Française) est sélectionnée en fonction des valeurs de la ventilation pulmonaire déterminées et des valeurs de la température ambiante mesurées.

[0087] Cette forme simplifiée du procédé consiste à:

- mémoriser la plus forte valeur de la ventilation pulmonaire déterminée (V E)max.

- mémoriser la plus basse température mesurée, (T)min.

- sélectionner une table de décompression du travail si (V«E)max est supérieure à une valeur consignée de ventilation pulmonaire ou si (T)min est inférieure à une valeur consignée de température,

- sélectionner une table de décompression d'exploration si (V E)max est inférieure à la dite valeur consignée de ventilation et si (^T)min est supérieure à la dite valeur consignée de température,

- extraire de la table sélectionnée le plan de décompression correspondant à la profondeur maximale atteinte et au temps de plongée mesuré (t).

[0088] Suivant cette forme simplifiée du procédé, les valeurs consignées de ventilation et de température sont 40 litres/minutes pour la ventilation pulmonaire et 10°C pour la température par exemple.

[0089] Le dispositif mettant en oeuvre le procédé, selon la présente invention comporte des moyens pour mesurer le temps (t), la température ambiante (^T), la pression ambiante (p), la pression (P) du réservoir du mélange respiratoire.

[0090] Ces moyens produisent, chacun, des signaux représentant le paramètre correspondant.

[0091] La mesure de la pression du réservoir du mélange respiratoire (P) et de la pression ambiante (p) en fonction du temps (t) permet de déterminer la ventilation pulmonaire et par conséquent, le débit cardiaque.

[0092] En ce qui suit, la description du dispositif se limitera à la forme de réalisation, où le débit cardiaque est déterminé via la détermination de la ventilation pulmonaire, mais il est à noter que le dit débit peut être également déterminé via la mesure de la fréquence cardiaque du plongeur.

[0093] Dans ce dernier cas, le dispositif, faisant partie de la présente invention est équipé d'un capteur de pulsation cardiaque, connu en soi, produisant des signaux représentatifs des dites pulsations.

[0094] Les débits cardiaques correspondants sont trouvés à l'aide des tables de correspondance préfournies.

[0095] Le dispositif comporte également des moyens d'introduction de données permettant l'entrée de données pour choisir une méthode de calcul de plan de décompression et pour servir à la détermination du dit plan; le volume du réservoir de gaz respiratoire est introduit pour servir, entre autres, à la détermination de la ventilation pulmonaire.

[0096] Le dispositif selon la présente invention comporte également des moyens de calcul automatique à mémoires recevant les signaux de sortie des moyens de mesure et des moyens d'entrée de données:

a) calculant la ventilation pulmonaire (V E),

b) choisissant une table de décompression à utiliser parmi deux tables de décompression préenregistrées, ceci après avoir comparé la valeur de ventilation maximale calculée avec une valeur consignée et la valeur minimale de température mesurée, avec une valeur consignée de température et extrayant de la table choisie le plan de décompression correspondant au temps de plongée mesuré et à la profondeur maximale mesurée, ou, calculant par Intégration en temps écoulé et en temps futur les valeurs de la concentration du gaz neutre dans les différents tissus et établissant le plan de décompression,

c) produisant des signaux de sortie représentatifs du plan de décompression déterminé.

[0097] Le dispositif comporte également des moyens d'indication recevant les signaux de sortie des moyens de calcul.

[0098] Selon une première forme de réalisation, les mémoires des moyens de calcul comportent des instructions nécessaires pour calculer les quantités (qi) de gaz neutre contenues dans un ou plusieurs tissus (i), ceci par l'intégration en temps réel des taux d'échange gazeux des dits tissus.

[0099] Ce calcul prend en compte la pression ambiante, le temps et la température ambiante et il est effectué chaque fois que la ventilation pulmonaire est déterminée à partir des mesures successives de la pression du réservoir de gaz respiratoire.

[0100] La ventilation pulmonaire elle-même est, selon des intructions mémorisées calculée à partir des dites mesures et selon une loi de détente isotherme ou non, connue en elle-même, et en prenant en compte le volume du dit réservoir, la pression ambiante et éventuellement l'évolution de la température en fonction du temps.

[0101] Le plan de décompression est enfin déterminé par intégration en temps futur des dits taux d'échange gazeux suivant, également, des intructions mémorisées selon le présent procédé.

[0102] Le calcul permanent des quantités (q;) de gaz neutre dans les différents tissus (i) permet de réactualiser le plan de décompression en fonction du déroulement réel de la remontée et éventuellement dans le cas d'exécution de plongées successives en mer, en altitude ou spéléologiques.

[0103] Selon une deuxième forme de réalisation, les mémoires des moyens de calcul comportent les données d'au moins deux tables de décompression par exemple la table du GERS et la table du Ministère Français de Travail.

[0104] Selon cette forme de réalisation, le dispositif comporte également deux registres pour recevoir la plus forte valeur de la ventilation pulmonaire et la plus faible valeur de la température ambiante.

[0105] Le dispositif comporte également deux autres registres pour recevoir la plus forte valeur de la pression ambiante et la valeur du temps de plongée.

[0106] Les moyens de calcul, en fonction de la valeur de la température ambiante minimale et de la valeur de la ventilation pulmonaire maximale inscrites dans ces registres, sélectionnent soit la table du GERS soit la table du Ministère Français du Travail.

[0107] A titre d'exemple la table du GERS est sélectionnée si la température ambiante n'a jamais été inférieure à 10°C et si la ventilation pulmonaire n'a jamais été supérieure à 40 litres/minutes.

[0108] Les moyens de calcul extraient de la table sélectionnée le plan de décompression correspondant au temps de plongée et à la profondeur maximale atteinte, ces moyens de calcul, par l'intermédiaire des moyens d'indication indiquent au plongeur les paramètres fixant les étapes de la décompression (paliers et durées des paliers).

[0109] 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 du plan 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.

[0110] Il est à noter que la première forme de réalisation peut coexister avec la deuxième pour en prendre la relève dans le cas où le profil de plongée sortirait du cadre des tables préenregistrées.

[0111] Le dispositif comporte un moyen de mesure de la pression ambiante, un moyen de mesure du temps, un moyen de mesure de la température ambiante et un moyen de mesure de l'exercice.

[0112] A titre d'exemple le dispositif selon l'invention comporte au moins un moyen de mesure de la ventilation pulmonaire pour déterminer l'exercice.

[0113] De préférence la ventilation pulmonaire est déterminée par mesure de la vitesse de baisse de la pression P du réservoir de gaz respiratoire selon (Eq. 4).

[0114] Les moyens de calcul et éventuellement les moyens d'indication sont sensibles aux signaux issus desdits moyens de mesure de le pression P.

[0115] Lesdits moyens de calcul évaluent le taux 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.

[0116] Lesdits moyens de calcul déterminent la ventilation pulmonaire de l'utilisateur en fonction de ladite vitesse de variation de P, de la pression ambiante, et du volume du réservoir concerné.

[0117] Les moyens de calcul utilisent également la valeur mesurée courante de la pression P pour prédire, sur la base du et éventuellement simufta- nément 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.

[0118] Les dits moyens de calcul sont aptes à avertir l'utilisateur par t'intermédiaire d'un ou plusieurs des moyens d'indication dès que la valeur P prédite lors de l'arrivée en surface devient inférieure à un seuil de sécurité donné.

[0119] La prédiction ci-dessus est également effectuée en faisant précéder 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 suc- cessⁱfs la durée résiduelle maximale possible à la présente profondeur compte tenu des réserves de gaz respirables disponibles.

[0120] 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 analogique et au moins un convertisseur analogique numérique qui reçoit le signal électrique analogique et le convertit en signal numérique.

[0121] 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 programmable puissent évaluer la vitesse de variation de la pression dans la bouteille.

[0122] De préférence le capteur de pression bouteille est connecté à la dite bouteille par un tuyau souple.

[0123] Avantageusement, les sorties de ces capteurs sont connectées à au moins un multiplexeur commandé par les moyens de calculs, la sortie de ce multiplexeur est connectée électriquement à l'entrée du convertisseur analogique numérique.

[0124] Par l'intermédiaire du multiplexeur les moyens de calcul sélectionnent séquentiellement les sorties des différents capteurs.

[0125] Les capteurs des moyens de mesure des pressions sont réactifs ou résistifs, électro-mécaniques ou électriques, passifs ou actifs, précali- brés 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'intérieur 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 électrique, 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 plusieurs 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.

[0126] Les dits moyens de mesure de la ou des pressions peuvent comporter également des circuits d'amplification et/ou de compensation thermique externe des signaux d'entrée (excitation) et/ou de sortie du ou des capteurs de base.

[0127] Ces circuits peuvent être intégrés en un seul composant ou constitués d'amplificateurs opérationnels et de composants passifs (résistances, capacités).

[0128] Ces circuits peuvent en outre être communs aux autres capteurs par insertion d'un ou plusieurs démultiplexeurs et/ou muftiplexeurs analogiques contrôlés par les moyens de calcul entre les dits circuits et les entrées et/ou sorties des dits capteurs.

[0129] Les dits moyens de mesure de la ou des pressions peuvent comporter au moins une source de tension constante dont la sortie est connectée soit directement soit par l'intermédiaire des dits circuits d'amplification et/ou de compensation thermique à l'entrée (excitation) du ou des capteurs, ladite source de tension constante pouvant selon un agencement dit "ratiométrique" être celle qui calibre de façon interne ou externe le ou les convertisseurs analogiques-numériques.

[0130] Le capteur de mesure de la température ambiante est du type détecteur résistif de température (RTD), thermistor, thermocouple, diode ou circuit intégré.

[0131] 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.

[0132] 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 éventuellement des moyens d'indication.

[0133] 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 partie d'étages amplificateurs.

[0134] Ces compensations peuvent également être effectuées numériquement au quel cas les moyens de mesure de la température comportent au moins un convertisseur analogique-numérique pouvant être du type tension-fréquence qu'ils peuvent partager avec d'autres moyens de mesure si un multiplexeur analogique lui est adjoint, la ou les sorties du dit convertisseur étant connectées à une ou plusieurs lignes des moyens de calcul, le dit convertisseur pouvant en outre contenir le capteur de température de base.

[0135] Les moyens d'indication peuvent être sensibles directement, par l'intermédiaire de circuits d'amplification ou par l'intermédiaire 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.

[0136] Comme dit précédemment, une version possible du dispositif comporte également un moyen de mesure de la fréquence cardiaque.

[0137] A titre d'exemple, ce moyen est constitué par un capteur d'impulsion d'un type connu qui est sensible à la pulsation cardiaque et qui transforme la dite pulsation en impulsion électrique.

[0138] 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.

[0139] Il est prévu en sortie du capteur de fréquence cardiaque un circuit de mise en forme des impulsions.

[0140] Ce circuit peut par exemple être une bascule du type "trigger de Schmidt".

[0141] Avantageusement le capteur de pulsations cardiaques est monté dans un bracelet destiné à être fixé au poignet du plongeur.

[0142] Une ligne électrique constituée par un fil électrique revêtu d'un isolant relie ce capteur au reste du dispositif.

[0143] Les moyens d'entrée de données permettent la modification éventuelle, 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 calcul telles que pression régnant en surface, volume du réservoir dans lequel la pression P est mesurée, type de l'appareil respiratoire utilisé, seuil de sécurité de la pression P prédite à l'arrivée en surface, composition du mélange respiratoire éventuellement sous la forme d'une fonction de la pression ambiante, nombre et périodes de base (pour un débit cardiaque de base donné) des tissus constituant le modèle mathématique de l'organisme, valeurs initiales des tensions des divers gaz non métabolisables dans lesdits tissus, valeurs maximales admissibles des dites tensions sous la forme de fonctions de la pression ambiante, vitesse d'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/ventilation pulmonaire/pres- sion 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.

[0144] Par exemple les moyens d'entrée de données sont composés d'interrupteurs 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 encapsulés 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.

[0145] 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.

[0146] Les moyens de calcul sont par exemple constitués par un micro-ordinateur pouvant être de construction CMOS comportant en un ou plusieurs boîtiers un ou plusieurs microprocesseurs à 4, 8, 16, 32 ou voire 64bits, un ou plusieurs générateurs de signaux d'horloge, un ou plusieurs éléments de mémoire vive pouvant être du type statique ou dynamique ou une combinaison des deux, éventuellement un ou plusieurs éléments de mémoire morte programmable ou non, éventuellement un ou plusieurs "timers" (registres de comptage), éventuellement un ou plusieurs décodeurs, éventuellement un ou plusieurs amplificateurs de signaux binaires ("buffers", "drivers", tampons, émetteurs, récepteurs, transmetteurs) éventuellement un ou plusieurs boîtiers de logique annexe (portes, inverseurs, mbnostables, muftiplexeurs, compteurs, bascules de Schmidt) éventuellement un ou plusieurs composants passifs (résistances, condensateurs), éventuellement une ou plusieurs interfaces 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 instructions en code machine stockées en mémoire (morte ou défaut vive) dont sont constituées les diverses opérations de saisie, traitement et transmission d'informations assignées aux moyens de calcul.

[0147] 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 fonctionner en divers modes tels que "actif", "sommeil", "standby" correspondant à divers niveaux énergétiques.

[0148] 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'exécution 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.

[0149] 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.

[0150] 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 (cristallins, 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 communications entre les divers composants, s'il sont plusieurs, des moyens de calcul (communications internes) et entre les moyens de calculs et les autres composants du dispositif (communications d'entrées-sorties) se font par l'intermédiaire de ports programmables ou non, avec ou sans loquet ("latches"), à sens unique ou à double sens ou mixtes, pouvant posséder une facilité d'inhibition (état de haute impédance) et/ou par l'intermédiaire de lignes 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 calculées, en générant par l'intermédiaire de convertisseurs numériques-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 "timer" et de la facilité d'interruption externe associée ("input capture interrupt"). Lesdits moyens de calcul peuvent modifier une ou plusieurs tensions d'excitation des moyens de mesure et/ou d'indication par l'intermédiaire de convertisseurs numériques-analogiques ou de multi- plexeurs analogiques associés à des diviseurs de potentiel et d'éventuels amplificateurs opérationnels et composants 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 constant 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 dispositif, en particulier des tests de vraisemblance, conduisant à un avertissement du plongeur via les moyens d'indication en cas de malfonction détectée.

[0151] Lesdits moyens de calcul peuvent, grâce à un ou plusieurs interrupteurs de type "sotid-state" (par exemple Dartingtons 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, avertisseurs 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.

[0152] 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.

[0153] 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 électriquement.

[0154] 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'alimentation via lesdits contacts dans l'eau de mer ou le milieu ambiant de l'utilisateur quel qu'il soit, l'interrupteur, 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.

[0155] Le compartiment du boîtier contenant les dits moyens d'alimentation est muni d'une ouverture manuelle ou d'une valve pour l'élimination des gaz relâchés par les moyens d'alimentation tout en interdisant l'entrée de fluides ou corps étrangers.

[0156] Le dispositif de l'invention peut comporter également des moyens de détermination de l'état de charge des moyens d'alimentation. 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-numérique. Ces moyens sont totalement ou partiellement intégrés en un seul composant, la ou les sorties desdits moyens de détermination 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'indication, une fermeture organisée du système garantissant la sauvegarde du contenu de la mémoire vive.

[0157] Les moyens d'indication se composent de moyens visuels, sonores ou tactiles.

[0158] Les moyens visuels comportent une ou des diodes électroluminescentes 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 transflec- tifs, à excitation directe ou multiplexée, illumina- bles 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 électroluminescentes, 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" ou binaire (affichage à deux états, tel une DEL s'illuminant lorsque une certaine quantité dépasse un certain seuil) simufta- 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:

[0159] programme de décompression par paliers intégral ou partiel constitué 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 continue, 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 saturation 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 résiduelle présente de gaz respiratoire (pression P ou volume équivalent 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'entrée 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 dispositirf?" réponse à la question "la quantité résiduelle de gaz respiratoire 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'alimen- tatⁱon en énergie électrique est-il satisfaisant?".

[0160] 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 circuits 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'information 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 référence aux moyens visuels.

[0161] 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.

[0162] 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 attention vers les dits moyens visuels même dans des conditions de bruit ambiant qui rendraient les moyens sonores inefficaces.

[0163] 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'absorption 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 (palmes, "scooter" sous marin), éventuellement des moyens de protection contre le froid (combinaison chauffante ou non), éventuellement 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 indépendante des réserves de gaz respiratoire, éventuellement une tourelle 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'invention 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 permettant la vision rapprochée, et éventuellement superposée au champ de vision normal, des moyens d'indication visuels. Ce dispositif 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 électrovannes contrôlées par les moyens de calcul, de façon binaire via des relais ou interrupteurs dits "solid- state" ou de façon proportionnelle 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'échappement dudit gaz vers le milieu ambiant, lesdites électrovannes permettant aux dits moyens de calcul en fonction du temps, de la pression ambiante et éventuellement de ses dérivées temporelles - aisément calculé es 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 compressibilité et le volume en surface de sa combinaison) et éventuellement du programme de décompression courant, de stabiliser le plongeur à une profondeur donnée (sur requête du plongeur 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'indications du plongeur, laissant à ce dernier l'option d'avorter la procédure via les moyens d'entrée de données ou en deconnectant simplement les électrovannes) en cas de détection de condition d'urgence (par exemple une noyade rendue probable par une apnée - débit ventila- toire 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).

[0164] Les moyens de calcul dudit dispositif selon l'invention peuvent être aptes à commander simi- lairement une électrovanne responsable 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 tourelle ou caisson ou chambre quant à la décompression et éventuellement quant à la compression.

[0165] 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:

[0166] Les pressions ambiante et du réservoir sont transmises aux entrées "pression", embouchées sur une face du boîtier, de deux capteurs de pression absolue, monolithiques (à substrat semiconducteur unique) du type "pont de Wheatstone" dont les domaines de pressions mesurables sont compatibles à leurs mesurandes respectifs, 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.

[0167] Les deux ponts sont excités par des tensions constantes obtenues par amplification de la sortie à tension constante du convertisseur tension-fréquence unique (agencement "ratiométrique"), sur l'entrée tension à mesurer" duquel sont multiplexés, après amplification et offset, les signaux de sortie desdits ponts ainsi que la sortie "température" dont ledit convertisseur est également muni.

[0168] 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 timer 16 bits, 29 lignes d'entrées-sorties), contrôlent le multiplexage des signaux 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 connaître 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 appliquer des compensations thermiques. Les constantes de calibration 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-sorties 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 principales (cadmium-nickel), "sintered cells", 5 x 1,2 V 0,5 Ah) grâce au passage automatique en mode "Standby" (consommation de quelques microampères, mémoires vive sauve gardée) du micro-ordinateur lors de l'arrêt du dispositif ou de la détection par un dispositif approprié d'un état de décharge avancée des batteries principales, ainsi qu'à l'utilisation d'une batterie de "back-up" (cadmiumnickel, "mass plate", 3 x 1,2 V, 0,1 Ah) à faibles pertes par auto décharge destinée à prendre le relais en cas d'épuisement des batteries principales en ce qui concerne exclusivement l'alimentation du micro-ordinateur en Standby et de ses satellites indispensables dans ce mode, qu'elle peut assurer pendant plusieurs mois. Le reste du temps, c'est à dire lorsque les batteries 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-ordinateur lorsque ledit niveau de charge ne permet plus que quelques heures de fonctionnement, afin que l'utilisateur en soit averti.

[0169] 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 potentiomètres 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 introduction 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 autorise des recalibrations aussi fréquentes que nécessaires, 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 dispositif.

[0170] La charge des batteries principales s'effectue tout simplement via deux contacts inoxydables nus émergeant du boîtier, la décharge desdites batteries par le même chemin étant empêchée par interposition d'une diode. Cette diode peut être court-circuitée par un interrupteur reed commandé de l'extérieur autorisant en cas d'urgence une décharge totale rapide des batteries principales via les contacts extérieurs, condition nécessaire à l'exécution subséquente d'une charge totale rapide à 2 A en 15 mn sans danger pour les batteries. En amont de cette diode, c'est-à-dire entre la diode et le contact positif extérieur, une deuxième diode connectée au pôle positif de la batterie de "back-up" via une résistance, effectue une dérivation de 1 mA 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 trickie charging" ne saurait assurer. Le courant de charge permanent maximum de l'ensemble est de 68 mA.

[0171] Les moyens d'indication sont de deux types: visuels et audibles. Les moyens visuels consistent en un module-écran LCD transflectⁱf (éclairage indifféremment par derrière ou par devant) à 32 caractères alphanumériques multiplexés, 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 électroluminescent 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.

[0172] Les moyens d'indication audibles consistent en un transducteur piézo-électrique connecté à la ligne "sortie fréquence" du micro-ordinateur via un amplificateur.

[0173] 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 saturation de l'utilisateur, conduisent à l'établissement de programmes de décompression plus appropriés aux saturations réelles des tissus, 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 travaux hyperbares autorisant l'exécution d'une tâche donnée à moindre coût.

d) Le dispositif mesure et affiche le temps de plongée, la pression 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 décompressiondevrait 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 effectuer 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-profondeur en cas de violation importante des contraintes de décompression, ladite application 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, autorisant, outre l'affichage routinier de paramètres numériques relatifs à l'exposition et à la décompression, l'affichage occasionnel 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, composition du mélange respiratoire, etc...) et possibilité de personnalisation du dispositif (constantes définissant la relation ventilation pulmo- naire/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 boitier 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 plusieurs jours et le calcul de désaturation des tissus pendant les intervalles de surface.

1) Avertissement de l'utilisateur plusieurs heures avant la décharge 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-initialisation des constantes est nécessaire; cette circonstance sera de toute façon détectée par le dispositif et signalée à l'utilisateur).

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 (15 mn, une décharge préalable étant nécessaire et rendue possible par l'interrupteur 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 alimentation secteur ou d'une batterie de véhicule de 12 ou 24 V.

Revendications

1. Procédé de détermination en temps réel du plan de décompression d'un plongeur ou d'un travailleur hyperbare suivant lequel on mesure en cours d'exposition le temps (t), la température ambiante (T), la pression ambiante (p), la pression du réservoir de mélange respiratoire (P) contenant un gaz neutre comme par exemple l'azote, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il consite à:

1: Calculer les ventilations pulmonaires (V'E) par l'application d'une loi de détente des gaz comme par exemple:

Où

V est le volume du réservoir du dit mélange respiratoire,

p est la pression ambiante, dP est la variation de pression du réservoir entre deux mesures successives,

dt est l'intervalle de temps entre deux mesures successives,

2: Déterminer les débits cardiaques maximaux (Q C) correspondant aux ventilations pulmonaires (V E), ceci à l'aide de tables empiriques préfournies issues d'expériences sur plusieurs sujets à différentes pressions ambiantes,

3: Calculer les quantités (qi) de gaz neutre dissoutes ou gazeuses contenues dans un ou plusieurs tissus théoriques (i) constituant un modèle mathématique de l'organisme du plongeur, ceci en intégrant en temps réel écoulé les vitesses d'échanges gazeux (dqvdt) des tissus théoriques selon la relation:

ou

qi est la quantité de gaz neutre présente dans le tissu correspondant (i),

Δi est égal à:

soit (gp-qi) si qi < (p + Ki) c'est-à-dire en l'absence de bulles dans le tissu (i), soit (gp- (p + Ki)) si q > (p + K_i) c'est-à-dire en présence de bulles dans le tissu (i),

g est la fraction molaire du gaz neutre dans le mélange respiratoire,

Ki > 0 est une constante préfournie déterminée

par expérimentation représentant le seuil de formation des bulles dans le tissu (i).

ki est le coefficient de temps du tissu (i) calculable comme:

ki - αi,1 Q*_c + αi,0 avec αi,1 > 0 si Δi > 0 c'est-à-dire une fonction croissante du débit cardiaque dans le cas d'absorption de gaz neutre par le tissu. Où

ki - βi,1 T + β_i,0 avec βi,1 > 0 si Δi < 0 c'est-à-dire une fonction croissante de la température dans le cas d'élimination de gaz neutre par le tissu,

αi,1 > 0, αi,0,βi,1 > 0 et pi,o sont des constantes préfournies par expérimentation pour un tissu (i),

4: Calculer par intégration en temps futur de l'équation (1) en supposant que Q c et T conserveront leurs valeurs, l'évolution future de chaque (qi) correspondant à un tissu (i) dans le cas d'une remontée hypothétique à partir de la pression ambiante actuelle (p) à une vitesse constante habituellement utilisée (par exemple de 10 à 20 m/min) jusqu'à ce que (qi) d'un tissu quelconque atteigne une valeur maximale admissible (qi)max.

5: Calculer la profondeur à laquelle (qi) d'un tissu quelconque atteindra une valeur maximale admissible (qi)max, où (qi)max est une fonction empirique préfournie du tissu et de la profondeur, et déterminer le premier palier comme celui dont la profondeur est égale ou immédiatement supérieure à la dite profondeur calculée.

6: Calculer le temps à passer à la profondeur du palier (D1 ) pour que les (qi) de tous les tissus

(1) soient inférieurs ou égaux aux (qi)max du palier suivant, temps à l'issue duquel on peut remonter au palier suivant en un temps court, 7: Répéter l'étape (6) jusqu'à l'arrivée à la surface.

2. Procédé selon la revendication (1) caractérisé en ce qu'il consiste à:

- mémoriser la plus forte valeur de la ventilation calculée (V E)max,

- mémoriser la plus forte pression ambiante mesurée et en déduire la profondeur maximale atteinte,

- mémoriser, la plus basse température (T)min mesurée,

- sélectionner une table de décompression du travail comme par exemple la table du ministère français du travail si (V E)max est supérieure à une valeur consignée de ventilation pulmonaire ou si (T)min est inférieure à une valeur consignée de température,

- sélectionner une table de décompression d'exploration comme par exemple la table du GERS (Marine Française) si (V E)max est inférieure à la dite valeur consignée de ventilation pulmonaire et si (T)min est supérieure à la dite valeur consignée de température,

- extraire de la table sélectionnée le plan de décompression correspondant à la profondeur maximale atteinte et au temps de plongée mesuré (t).

3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que:

- la valeur consignée de la ventilation pulmonaire est 40 litres/min et,

- la valeur consignée de la température est 10°C.

4. Dispositif automatique de détermination et d'indication d'un plan optimal de décompression selon le procédé défini par les revendications R1 à R3, caractérisé en ce qu'il comporte:

1: un moyen pour mesurer le temps (t) produisant des signaux représentatifs du dit temps, 2: un moyen pour mesurer la température ambiante (T) produisant des signaux représentatifs de la dite température,

3: un moyen pour mesurer la pression ambiante (p) produisant des signaux représentatifs de la dite pression,

4: un moyen pour mesurer la pression du réservoir (P) du mélange respiratoire produisant des signaux représentatifs de la dite pression,

5: des moyens d'introduction de données permettant notamment l'entrée du volume du réservoir de gaz respiratoire et le choix de l'une ou de l'autre méthode de calcul du plan de décompression.

6: des moyens de calcul automatique à mémoires recevant les signaux de sortie des moyens de mesure et des moyens d'entrée de données:

a) calculant la ventilation pulmonaire (V E),

b) choisissant une table de décompression à utiliser parmi deux tables de décompression préenregistrées, ceci après avoir comparé la valeur de ventilation maximale calculée avec une valeur consignée de ventilation et la valeur minimale de température avec une valeur consignée de température et extrayant de la table choisie le plan de décompression correspondant au temps de plongée mesuré et à la profondeur maximale mesurée, ou, calculant par intégration en temps écoulé et en temps futur les valeurs de la concentration du gaz neutre dans les différents tissus et établissant le plan de décompression,

c) produisant des signaux de sortie représentatifs du plan de décompression déterminé,

7: des moyens d'indication recevant les signaux de sortie des moyens de calcul.

5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que les moyens de mesure de pressions et le moyen de calcul pour calculer, entre autres, la ventilation pulmonaire sont constitués par:

- un capteur de pression de réservoir du gaz respiratoire (P) connecté au dit réservoir par un tuyau flexible et produisant un signal représentant la dite pression,

- un capteur de pression ambiante (p) dont l'emplacement est non critique produisant un signal représentant la dite pression,

- un muftiplexeur dont certaines entrées sont connectées à la sortie du capteur de pression du gaz respiratoire et à la sortie du capteur de pression ambiante et dont la sortie communique les dits signaux l'un après l'autre dans un cycle répétitif à un convertisseur analogique numérique,

- un convertisseur analogique numérique dont l'entrée est reliée à la sortie du multiplexeur et dont la sortie est reliée à un micro-processeur,

- un micro-processeur recevant du convertisseur analogique numérique des valeurs successives de pressions mesurées à des intervalles prédéterminés et calculant par la suite la ventilation pulmonaire.

6. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que les mémoires des moyens de calcul automatique à mémoires comprennent des données représentatives de celles de la table du GERS (Marine Française) et celles de la table du Ministère Français du Travail ou de toutes autres tables.

7. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que les mémoires des moyens de calcul à mémoires équipant le dispositif contiennent les données d'un programme de calcul en temps réel et en temps futur des quantités de gaz neutre présentes dans les tissus théorique.

8. Dispositif selon les revendications 4 et 6 caractérisé en ce qu'il comporte des registres pour recevoir la plus forte valeur de la ventilation pulmonaire, la plus faible valeur de la température ambiante, la valeur de la plus forte pression ambiante subie par le plongeur et la valeur du temps de plongée, les moyens de calcul d'après la valeur de la température ambiante minimale et de la valeur de la ventilation pulmonaire inscrites dans les registres, sélectionnant, soit la table du GERS, soit la table du Ministère Français du Travail et par la suite en fonction de la valeur de la plus forte pression ambiante déterminant la profondeur maximale de plongée et de la valeur du temps de plongée sélectionnant le plan de décompression correspondant à la table sélectionnée.

9. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'il comporte deux électrovannes commandées par les moyens de calcul l'une ayant son entrée connectée à un réservoir de gaz autre que le réservoir de gaz respiratoire et sa sortie connectée à un gilet gonflable ou équivalent et l'autre ayant son entrée connectée au dit gilet et sa sortie laissée à l'ambiance, les moyens de calcul commandant l'une ou l'autre des vannes pour gonfler le dit gilet ou pour le dégonfler afin d'effectuer une remontée automatique, ceci soit à la suite de la constation d'une anomalie quelconque selon des instructions préenregistrées soit à la suite d'une commande volontaire donnée sur le champ.

10. Ensemble de plongée caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif selon les revendications 4 à 9 prises séparement ou non.

Ansprüche

1. Verfahren zur Feststellung der Drucksturzebene in Echtzeit bei einem Taucher oder einem Überdruckarbeiter, nach dem man während der Exposition die Zeit (t), die Umgebungstemperatur (T), den Umgebungsdruck (p) und den Druck des Atemgemischbehälters (P) mißt, der ein neutrales Gas wie z. B. Stickstoff enthält; dieses Verfahren ist gekennzeichnet durch:

1: die Berechnung der Lungenventilation (V E) mit Anwendung eines Gasentspannungsgesetzes wie z. B.:

wobei

V das Volumen des besagten Atemgemischs, p der Umgebungsdruck,

dP die Veränderung des Behälterdrucks zwischen zwei aufeinanderfolgenden Messungen und

dt das Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Messungen sind,

2: die Feststellung der maximalen Horzau.sstöße (Q C), die den Lungenventilationen (V E) entsprechen, und zwar anhand vorgelieferter empirischer Tafeln resultierend aus Studien an mehreren Versuchspersonen bei verschiedenen Umgebungsdrucken.

3: die Berechnung der gelösten oder gasförmigen Neutralgasmengen (qi), die in einem oder mehreren theorethischen Geweben (1) enthalten sind, die ein mathemathisches Modell des tauchenden Organismus darstellen, und zwar indem die in Echtzeit abgelaufenen Gasaustauschgeschwindigkeiten (dqildt) der theoretischen Gewebe nach folgender Beziehung integriert werden:

wobei qi für die Neutralgasmenge steht, die im dazugehörigen Gewebe (i) vorhanden ist,

Ai ist gleich: entweder (gp - qi) wenn qi < (p + Ki), d.h. ohne Blasen im Gewebe (i), oder (gp - (p + Ki) wenn qi > (p + Ki), d.h. mit Blasen im Gewebe (i),

g ist der molare Anteil des Neutralgases im Atemgemisch,

Ki > 0 ist eine durch Versuche erhaltene, vorgegebene Konstante, die die Blasenbildungsschwelle im Gewebe (i) darstellt.

ki ist der Zeitkoeffizient des Gewebes (i) berechenbar wie folgt:

k_i= ai,i Q*c+ αi,0 mit αi,1 > 0 wenn Δi > 0, d.h. eine steigende Funktion des Herzausstoßes im Fall einer Absorption des Neutralgases durch das Gewebe.

oder ki= βi,1 T + βi,0 mit βi,1 > 0 wenn Δi < 0, d.h. eine steigende Funktion der Temperatur im Fall einer Eliminierung des Neutralgases durch das Gewebe.

αi,1 > 0, αi,0 βi,1 > 0 und βi,0 sind durch Studien für ein Gewebe (i) vorgegebene Konstanten,

4: die Berechnung - durch Integration in Zukunftszeit der Gleichung (1) mit der Annahme, daß 0 _c und T ihre Werte behalten - der zukünftigen Entwicklung jeder (qi), die einem Gewebe (i) entspricht, im Falle eines hypothetischen Anstiegs ausgehend vom derzeitigen Umgebungsdruck (p) mit einer konstanten und allgemein verwendeten Geschwindigkeit (z. B. 10 bis 20 m/min) bis die (qi) eines beliebigen Gewebes den maximal zulässigen Wert (^qi)max erreicht.

5: die Berechnung der Tiefe, in der die (qi) eines beliebigen Gewebes den maximal zulässigen Wert (qi)max erreicht, wobei (qi)max eine durch das Gewebe und die Tiefe vorgegebene empirische Funktion ist; und die Festlegung der ersten Schwelle, bei der die Tiefe gleich oder leicht unter der besagten berechneten Tiefe ist.

6: die Berechnung der Zeitspanne, während der Ebene der Schwelle (D1) verharrt werden muß, damit die (qi) aller Gewebe (i) niedriger oder gleich den (qi)max der folgenden Schwelle sind, Zeitspanne, nach der in einem kurzen Zeitraum zur nächsten Schwelle aufgestiegen werden kann.

7: die Wiederholung der Etappe (6) bis zum Aufstieg an die Oberfläche.

2. Verfahren gemäß Anspruch (1), das gekennzeichnet ist durch:

- Merken des höchsten Wertes der berechneten Ventilation (V'E)max,

- des höchsten gemessenen Umgebungsdrucks und Abzug der maximal erreichten Tiefe,

- Merken der tiefsten gemessenen Temperatur (T)min.

- Wahl einer Arbeitsdrucksturztafel wie z. B. die Tafel des Französischen Arbeitsministeriums, wenn (V E)max über dem angegebenen Wert der Lungenventilation bleibt, oder wenn (T)_min unter dem angegebenen Temperaturwert bleibt,

- Wahl einer Forschungsdrucksturztafel wie z. B. die Tafel des GERS (Französische Marine), wenn (V E)max unter dem angegebenen Wert der Lungenventilation bleibt, oder wenn (T)min über dem angegebenen Temperaturwert bleibt,

- Auszug des Drucksturzplans aus der gewählten Tafel, der der maximal erreichten Tiefe und der gemessenen Tauchzeit (t) entspricht.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, das gekennzeichnet ist durch:

- den angegebenen Wert der Lungenventilation, der 40 Liter/min beträgt und,

- den angegebenen Wert der Temperatur, der 10°C beträgt.

4. Automatische Vorrichtung zur Feststellung und Angabe des optimalen Drucksturzplans gemäß dem durch die Ansprüche R1 bis R3 definierten Verfahrens, gekennzeichnet durch:

1: ein Meßmittel zur Messung der Zeit (t), das für die besagte Zeit repräsentative Signale auslöst,

2: ein Meßmittel zur Messung der Umgebungs- temperatur (T), das für die besagte Temperatur repräsentative Signale auslöst,

3: ein Meßmittel zur Messung des Umgebungsdrucks (p), das für den besagten Druck repräsentative Signale auslöst,

4: ein Meßmittel zur Messung des Behälterdrucks (P) des Atemgemischs, das für den besagten Druck repräsentative Signale auslöst,

5: Mittel zur Eingabe von Daten, die vor allem die Eingabe des Behäftervolumens des Atemgases und die Wahl der einen oder anderen Berechnungsmethode des Drucksturzplans ermöglichen.

6: Automatische Rechenmittel mit Speicher, die die Ausgangssignale der MeBmittel und der Dateneingabemittel empfangen:

a) die die Lungenventilation (V E) berechnen,

b) die einen zu benutzenden Drucksturzplan von den zwei vorher aufgezeichneten Drucksturzplänen auswählen, und zwar nach dem Vergleich des Wertes der maximalen, berechneten Ventilation mit einem angegebenen Ventilationswert und des maximalen Temperaturwertes mit einem angegebenen Temperaturwert und unter Auszug des Drucksturzplans aus der gewählten Tafel, der der gemessenen Tauchzeit und der gemessenen maximalen Tiefe entspricht, oder die die Werte der Neutralgaskonzentration in den verschiedenen Geweben durch Integrieren in vergangener und Zukunftszeit berechnen und die einen Drucksturzplan ausarbeiten,

c) die für den bestimmten Drucksturzplan repräsentative Ausgangssignale auslösen.

7: Anzeigemittel, die die Ausgangssignale der Rechenmittel empfangen.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, gekennzeichnet durch die Meßmittel zur Druckmessung und die Rechenmittel zur Berechnung, unter anderem, der Lungenventilation, bestehend aus:

- einem Druckmesser für den Behälterdruck des Atemgases (P), der durch einen Schlauch am besagten Behälter angeschlossen ist und der ein für den besagten Druck repräsentatives Signal auslöst,

- einem Druckmesser für den Umgebungsdruck (p), dessen Lage nicht kritisch ist und der ein für den besagten Druck repräsentatives Signal auslöst,

- einem Muftiplexer, von dem einige Eingänge an den Ausgang des Atemgasdruckmessers und den Ausgang des Umgebungsdruckmessers angeschlossen sind und dessen Ausgang die besagten Signale, eines nach dem anderen in einem wiederholten Zyklus, auf einen Analog/Digital-Konverter überträgt,

- einem Analog/Digital-Konverter, dessen Eingang an den Ausgang des Multiplexers und dessen Ausgang an einen Mikroprozessor angeschlossen sind,

- einem Mikroprozessor, der vom Analog/Digital- Konverter aufeinanderfolgende Werte der in festgelegten Intervallen gemessenen Drukke erhält und der anschließend die Lungenventilation errechnet.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Speicher der Mittel zur automatischen Berechnung mit Speicher repräsentative Daten der Tafel des GERS (Französische Marine) und der Tafel des Französischen Arbeitsministeriums oder aller anderen Tafeln enthalten.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Speicher der Mittel zur automatischen Berechnung mit Speicher, die zur Ausstattung der Vorrichtung gehören, Daten eines Rechenprogramms in Echtzeit und Zukunftszeit über die in einem theoretischen Gewebe vorhandenen Neutralgasmengen enthatten.

8. Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 4 und 6, gekennzeichnet durch Register zum Erhalt des Maximalwertes der Lungenventilation, des Minimalwertes der Umgebungstemperatur, des Maximalwertes für den Umgebungsdruck, dem der Taucher ausgesetzt ist und des Wertes der Tauchzeit, durch die Rechenmittel, die nach dem Minimalwert der Umgebungs-temperatur und dem Lungenventilationswert - Werte, die in den Registern aufgezeichnet sind - entweder die Tafel des GERS oder die Tafel des Französischen Arbeitsministeriums wählen und anschließend in Abhängigkeit des höchsten Umgebungsdruckwertes die maximale Tauchtiefe bestimmen und anhand des Tauchzeitwertes einen Drucksturzplan wählen, der der gewählten Drucksturztafel entspricht.

9. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, gekennzeichnet durch zwei Elektroventile, die von den Rechenmitteln gesteuert werden, wobei eines mit seinem Eingang an einen Gasbehälter, der nicht der Atemgasbehäiter ist, und mit seinem Ausgang an eine aufblasbare Schwimmweste oder Entsprechendes angeschlossen ist, das andere Ventil ist mit seinem Eingang an die besagte Schwimmweste angeschlossen und wird mit seinem Ausgang frei in der Umgebung gelassen, die Rechenmittel steuern dabei das eine oder andere Ventil, um die besagte Schwimmweste aufzublasen oder Luft auszulassen, um einen automatischen Aufstieg zu veranlassen, aufgrund irgendeiner festgestellten Anomalie gemäß den vorher eingegebenen Anweisungen oder aufgrund einer beabsichtigten, vor Ort gegebenen Anweisung.

10. Tauchsatz gekennzeichnet durch eine Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 4 bis 9, getrennt oder nicht getrennt anzuwenden.

Claims

1. Procedure for real-time determination of the decompression of a diver or a worker under high pressure conditions, according to which the following parameters are measured during exposure:

- time (t),

- ambient temperature (^T),

- ambient pressure (o),

- pressure of a breathing air tank (P), with a mixture containing a neutral gas such as nitrogen. This process is characterised by the fact that it consists in:

1: Calculating the lung ventilations (V'E), by applying a gas distension law such as, for example:

in which

V is the volume of the breathing air tank containing the defined mixture,

P is the ambient pressure,

dp is the breathing tank pressure variation between two successive readings,

dt is the time interval between two successive readings,

2: Determining the maximum heart blood-flow values (Q'C) which correspond to the the lung ventilations (V'E), using predefined empirical tables obtained during experiments on several subjects at different ambient pressures.

3: Calculating the quantities (qi) of neutral gases dissolved, or of gasses contained in one or several theoretical body tissues (i), making up a mathematical model of the divers organism, by applying an elapsed real-time integration of the gas exchange rates (dqi/dt) of the theoretical body tissues; based on the following relationship

in which:

qi is the quantity of neutral gas present in the

corresponding body tissue (i), Ai is equal to:

either (gp-qi) if qi < (p+Ki), i.e. if there are no bubbles in body tissue (i):

or (gp- (p+Ki)) if qi > (p+Ki), i.e. if bubbles are present in body tissue (i).

g is the molar fraction of the neutral gas in the breathing air mixture;

Ki > 0 is a pre-established constant defined by experimentation representing the bubble formation threshold in body tissue (i),

ki is the time coefficient of body tissue (i), which can be calculated as follows:

ki - ai,1Qc + ai,0 where ai,1 > 0 if Ai > 0, i.e. an increasing function of the heart blood-flow in the case or absorption of the neutral gas by the body tissue.

or ki - βi,1 T + βi,0, where βi,1 > 0 if Ai > 0, i.e. an increasing function of temperature in the case of elimination of neutral gas by the body, tissue.

ai,1 > 0, ai,1 > 0 and βi,1 > 0 and βi,0 are predefined constants obtained by experimentation for a body tissue (i).

4: Calculating, by future-time integration of equation (1), assuming that Qc and T will retain their values, the future evolution of each (qi) corresponding to a body tissue (i), in the case of a hypothetical rise-to-surface from the current ambient pressure (p) at a normally used constant speed (for example 10 to 20 m/mn), until (qi) of any given body tissue reaches a maximum allowable value of (qi)max.

5: Calculating the depth at which the (qi) of a given body tissue will reach a maximum allowable value (qi)max, where (qi)max is a predefined empirical function of the body tissue and the depth, and determining the first static depth level as that at which the depth is equal to or just greater than the said calculated depth.

6: Calculating the time that must be spent at the depth of sustained level (D1) so that the (qi) values of all body tissues (i) are less than or equal to the (qi)max values of the next sustained depth level, after which the diver can rise to the next sustained depth level in a short time.

7: Repeating step (6) until the diver reaches the surface.

2. Procedure according to requirement (1), which is characterised by the fact that it consists in:

- storing the highest calculated lung ventilation value (V'E) max,

- storing the highest ambient pressure measured, and deducing the maximum depth reached,

- storing the lowest measured temperature (T)min,

- selecting a working decompression table, such as the French Ministry of Work table, if (V'E)max is greater than a recorded lung ventilation value, or if (T)min is less than a recorded temperature value.

- selecting an exploration decompression table, such as the GERS table (French Navy), if (V'E)max is less than the said recorded lung ventilation value, and if (T)min is greater than the said recorded temperature value,

- extracting, from the selected table, the decompression schedule which corresponds to the maximum depth reached and the measured time under water (t).

3. Procedure according to requirement (2), which is characterised by the fact that:

- the recorded lung ventilation value is 40 litres/min, and

- the recorded temperature value is 10°C.

4. Automatic device to calculate and indicate an optimum decompression schedule according to the procedure defined by requirements R1 to R3 characterised by the fact that it includes:

1: A device to measure time (t), which generates signals representative of this time value,

2: A device to measure ambient temperature (T), which generates signals representative of this temperature value,

3: A device to measure ambient pressure (p), which generates signals representative of this pressure value,

4: A device to measure the breathing air tank pressure (p), which generates signals representative of this pressure value,

5: Data input devices, enabling the volume of breathing air to be input, as well as the choice of either method for calculating the decompression schedule.

6: Memory-based data processing devices into which the measuring device output signals and data input device signals are input. These devices shall:

a) calculate lung ventilation (V'E),

b) choose which of two prerecorded decompression tables should be used, after comparing the calculated maximum ventilation value with a prerecorded ventilation value, and the calculated minimum temperature value with a prerecorded temperature value, and using the selected table to define the decompression schedule which corresponds to the measured time under water and the measured maximum depth, or calculate by elapsed time and future time integration, the concentration values of neutral gas in the different body tissues, and use this to establish the decompression schedule,

c) generate output signals which are representative of the calculated decompression schedule,

7: Indication devices which receive the calculating device output signals.

5. Device according to requirement 4, characterised by the fact that its pressure measurement devices and calculation devices for various calculations including lung ventilation, are made up of:

- a breathing air tank pressure (P) sensor, connected to this tank by a flexible pipe, generating a signal which is representative of the said pressure,

- an ambient pressure (p) sensor, with a noncritical location, generating a signal which is representative of the said pressure,

- a multiplexer, with certain inputs connected to the breathing air tank pressure sensor output and to the ambient pressure sensor output, whose output sends these signals sequentially, in a repetitive cycle, to an analog-to-digital converter,

- an analog-to-digital converter, whose input is connected to the multiplexor output, and whose output is connected to a microprocessor,

- a microprocessor which receives, from the analog-to-digital converter, successive pressure values measured at predetermined intervals this microprocessor then calculates the lung ventilation.

6. Device according to requirement 4, characterised by the fact that the memories of the memory based automatic calculation devices comprise data representative of the data in the GERS table (French Navy) and of the French Ministry of Work table, or of any other table.

7. Device according to requirement 4, characterised by the fact that the memories of the memory based calculation devices contain data from a real-time and future-time calculation program for the quantities of neutral gas present in the theoretical body tissues.

8. Device according to requirements 4 and 6, characterised by the fact that it comprises registers, to receive and store the highest lung ventilation value, the lowest temperature value, the highest ambient pressure to which the diver is subjected, and the value of the time under water, and that it comprises calculation devices, which use the minimum ambient temperature and the lung ventilation value stored in the registers, and which select either the table or the French Ministry of Work table, and which subsequently use the highest ambient pressure value determining the maximum diving depth and the time under water, and which select the decompression schedule corresponding to the selected table.

9. Device according to requirement 4, characterised by the fact that it comprises two solenoid valves controlled by calculation devices, the input of one being connected to a gas tank other than the breathing air tank, and its output being connected to an inflatable jacket or equivalent, and the input of the other being connected to the inflatable jacket and its output open to ambient; the calculation devices control either of the valves in order to inflate or deflate the jacket and generate an automatic rise to the surface, this rise to surface being initiated either automatically, due to an anomaly, according to prerecorded instructions, or by a deliberate order given by the operator.

10. Diving system characterised by the fact that it comprises a device per requirements 4 to 9, considered individually or collectively.

Dessins