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Ho! le souc Comité Départemental du Val de Marne – Marc TISON – Moniteur Fédéral 2ème degré A lusage du plongeur averti…..uniquement Le Matériel de plongée.

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1 Ho! le souc Comité Départemental du Val de Marne – Marc TISON – Moniteur Fédéral 2ème degré A lusage du plongeur averti…..uniquement Le Matériel de plongée

2 Sources LE MATERIEL DE PLONGEE cafan2.htm

3 LE MATERIEL DE PLONGEE La problématique de lHomme pour passer un séjour au fond de leau à toujours été de trouver puis de concevoir un moyen de respirer comme à lair libre. Alexandre le Grand, Roi de Macédoine, fut décrit dans un tonneau. Edmund Halley fit exécuter des travaux sous marins dans sa « cloche à plongeur ». John Lethbridge, inventa le tonneau individuel.

4 LE MATERIEL DE PLONGEE Historique du détendeur Mais cest en 1865 quapparaît le premier scaphandre autonome conçu par deux français, MM. Rouquayrol et Denayrouze. Dans cette conception, le réservoir dair est solidaire du détendeur. Lautonomie est réduite mais permet déjà des travaux en immersion. Tout le principe de la détende des gaz est présent dans cette réalisation. Lévolution de ce scaphandre est limitée par les capacités techniques de lépoque.

5 En 1926, le Commandant Le Prieur commence à réutiliser linvention du « scaphandre Rouquayrol- Denayrouze » en associant un régulateur (manodétendeur) à une bouteille haute pression, les progrès techniques le permettent enfin. Le plongeur peut se déplacer mais est limité par son stock dair. La conception du régulateur ne permet la respiration quen débit continu, dou un gaspillage dair important. LE MATERIEL DE PLONGEE - Historique

6 Les « palettes », ancêtres des palmes (Cdt De Corlieu – 1920) Le Prieur conçoit également le masque respiratoire et équipe le plongeur de nombreuses inventions, vêtement isothermique, lampe étanche etc.. (Les palmes – et la combinaison en caoutchouc mousse – sont des inventions du Commandant de Corlieu).

7 LE MATERIEL DE PLONGEE - Historique En 1943, la rencontre dun Officier de marine, Jacques-Yves Cousteau et dun ingénieur civil, Emile Gagnan permettra de créer le premier détendeur à 2 étages, qui deviendra le CG45. Il transforme la haute pression en moyenne pression puis en pression ambiante. Lair est délivré à la demande sans gaspillage grâce à lévacuation dair (bec de canard) placé derrière la membrane. Cest un détendeur sobre, fonctionnel et fiable qui sera plus tard encore simplifié pour donner le Mistral, détendeur à un étage. Emile Gagnan

8 Aujourdhui, la plongée et le matériel ont évolué et nous utilisons presque exclusivement des détendeurs à deux étages séparés. LE MATERIEL DE PLONGEE - Historique

9 Savoir identifier et reconnaître les principes de fonctionnement et lutilisation courante Principes de fonctionnement des détendeurs Rôle et fonctionnement du compresseur Les bouteilles de plongée et leur réglementation LE MATERIEL DE PLONGEE Le matériel personnel du plongeur

10 Le compresseur La sécurité du plongeur est liée à la qualité de lair respiré dans les bouteilles Le compresseur doit permettre de conserver dans les blocs de plongée la même composition que celle de lair atmosphérique Lair qui sort du compresseur doit être de meilleure qualité que celui qui y est rentré, pas de poussière, aucun élément toxique, frais et sec. LE MATERIEL DE PLONGEE

11 Principe de fonctionnement Cest lapplication de la loi de Mariotte/Boyle. Lorsque la Pression augmente, le volume diminue. P 1 x V 1 = P 2 x V 2 dou P 1 /P 2 = V 1 /V 2 Une certaine quantité dair entre dans un cylindre où coulisse un piston. Ce mouvement (entraîné par un moteur) comprime lair qui est envoyé dans un autre cylindre plus petit qui comprime à nouveau, puis dans un autre encore plus petit, et ce jusquà obtenir la pression désirée. LE MATERIEL DE PLONGEE – Le compresseur

12 Supposons que le volume dun cylindre soit de 3 litres, piston en position basse. Lascension du piston réduit le volume à 0,5 litre. Le taux de compression sera de 3 / 0,5 = 6 Le taux de compression Cest le rapport du volume, piston en bas de course divisé par le volume du cylindre piston en haut de compression. La pression de sortie = Pression dentrée x Taux Sur un compresseur à 3 cylindres nous obtiendrons : P1 = 1 x 6 = 6 bars P2 = 6 x 6 = 36 bars P3 = 36 x 6 = 216 bars LE MATERIEL DE PLONGEE – Le compresseur

13 La compression se fait donc en plusieurs phases pour éviter un échauffement trop important pour limiter la puissance du moteur dentraînement.

14 LE MATERIEL DE PLONGEE – Le compresseur Le piston dans son cylindre pour éviter de « serrer » doit être lubrifier constamment et refroidit régulièrement. Lhuile et la vapeur deau qui se mélange à lair passe par un « décanteur » qui permet de récupérer les condensas par simple gravité. En fin de circuit (après le dernier étage), lair est filtré dans une cartouche spéciale afin éliminer les dernière trace possible dhuile, de vapeur deau mais surtout de permettre une qualité dair sans « goût » particulier – huile ou métal.

15 Station de gonflage automatique LE MATERIEL DE PLONGEE – Le compresseur

16 1. 1. Prise d'air Arrivée électricité Arrêts d'urgence Interrupteurs et prises de courants Extincteurs et panneaux de signalisation Boîtiers électriques Compteur horaire Arrêt / Marche Anneau de levage Eclairage Programmateur "Arrêt / Marche" Panneaux de consignes Panneau de démarrage automatique Compresseur Boîtier de purge automatique Pharmacies de premier secours Séparateur de condensas Réservoir collecteur de condensas Vannes de purges manuelles Clapets anti-retour de purge de filtres Filtre à charbon actif Soupape de sûreté des filtres Filtres à tamis moléculaire Déverseur Clapet anti-retour Plan d'installation Pressostat Vannes d'isolement Bouteilles tampons Manomètres des tampons Soupapes de sûreté des tampons Mur de séparation Panneau de distribution Vannes de distribution Vannes de mise sous pression Détendeurs « Haute Pression » Rampes de chargement Vannes d'isolement et de purge Purges de rampe Flexibles Aération Déverseur LE MATERIEL DE PLONGEE – Le compresseur

17 Les caractéristiques des compresseurs se définissent selon 8 critères différents Les caractéristiques des compresseurs se définissent selon 8 critères différents La pression maximale de service 2. 2.Le débit en litres/minute ou en m 3 /heure, produit du Volume du 1 er étage x Vitesse de rotation x Rendement 3. 3.Nombre de phases ou étages de compression (un compresseur 3 phases comprime, par exemple, lair successivement 8, 5 et 5 fois, soit une pression qui passe de 1 à 8, de 8 à 40 et de 40 à 200 bars) 4. 4.Nombre de cylindres, qui ne correspondent pas obligatoirement au nombre de phase 5. 5.Disposition des cylindres, en ligne ou en étoile 6. 6.Mode de refroidissement, air ou eau 7. 7.Mode dentraînement, moteur thermique ou électrique 8. 8.Mode daccouplement, par courroie en général

18 Quelques spécimens LE MATERIEL DE PLONGEE – Le compresseur

19 LE MATERIEL DE PLONGEE La bouteille Cylindre de métal (acier ou alu), avec robinetterie Permet de stocker de lair (ou un mélange) Les blocs ont une contenance variable de 2 à 18 litres Leur pression de service varie (aujourdhui) de 176 à 230 bars Utilisé en mono ou bi-bouteille

20 LE MATERIEL DE PLONGEE – La bouteille Le « tube » plongeur Le robinet de conservation

21 La fabrication des corps de bouteilles de plongée est généralement effectuée selon 3 procédés différents : A partir dune plaque dacier Dun tube dacier Dun tronçon dacier Selon le mode de fabrication, la réalisation du fond seffectue par : Emboutissage à froid Fluotournage Percé à chaud Mais quelque-soi le procédé de fabrication initial, le col est réalisé par fluotournage. LE MATERIEL DE PLONGEE – La bouteille

22 LE MARQUAGE FRANCAIS (en vigueur jusquà fin mai 2002) M25 X 200 SPIROTECHNIQUE 92AA ROTH C 15° 200 barPE 300 bar 02-92V 15,1 LM 18,4 kgAIR Année de fabrication Filetage Marque du distributeur marque constructeur Pression de servicePression épreuve Date 1° épreuveVolume internePoids (masse)Nature du gaz LE MATERIEL DE PLONGEE – La bouteille

23 LE MARQUAGE C.E.E. (obligatoire depuis fin mai 2002 sur les bouteilles neuves) N° de la bouteille marque constructeur Date de vérificationPression épreuve Lettre Epsilon N° agréement Volume internePoids Matière (acier) Etat 96/1026/099 1BFABER 96/02PE 348 bar 15° 94 12,01 L15,3 kg el Ident.org notifié Marque CEE Rajout en France (arrete 06/04/98) C à 15° 232 bar Pression de chargementNature du gaz AIR LE MATERIEL DE PLONGEE – La bouteille

24 REEPREUVE - TIV LE MATERIEL DE PLONGEE – La bouteille

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26 F Les Forces F se caractérisent par : – – Leur sens – – Leur direction Le détendeur Son rôle est de fournir de lair ou un mélange à la pression ambiante, à la demande et en fonction du rythme respiratoire du plongeur Des ressorts LE MATERIEL DE PLONGEE Dans un détendeur démonté nous trouvons un certain nombre de pièces mobiles ou fixes ayant leur propre caractéristique La force quils exercent est fonction de leur diamètre.

27 Axe fixe Des sièges et clapets Des leviers Ils se caractérisent par leurs axes fixes – leur intensité - leur point dapplication La surface La surface : cest le point où peut sappliquer une force. Une force sur une surface, cest une pression doù P = F/S LE MATERIEL DE PLONGEE – Le détendeur Siège Clapet Position ouverte (Le clapet est décollé du siège) Position fermé (Le clapet repose sur le siège)

28 Montage « Amont » : la pression du fluide en amont tend à repousser le clapet et donc à fermer le passage Montage du clapet « Aval » : la pression du fluide en amont tend à repousser le clapet et donc à ouvrir le passage sécurité LE MATERIEL DE PLONGEE – Le détendeur La force exercée par le ressort Maintient le clapet en appui sur le siège P F Section : S P P * S < F : le clapet reste fermé P * S > F : le clapet est ouvert La pression douverture est définie par le tarage (réglage de la compression initiale) du ressort

29 Pointeau RessortClapet Siège Membrane Ressort Une Boite videUn 1 er étage complet Montage dun 1 er étage de détendeur avec membrane LE MATERIEL DE PLONGEE – Le détendeur

30 R (ressort) sur Surface membrane PA sur surface membrane MP sur membrane r (ressort) sur surface clapet HP sur surface du siège Fonctionnement et bilan des forces sur un 1er étage a membrane Lorsque la Haute Pression diminue, la Moyenne Pression diminue également PA R MP HP R LE MATERIEL DE PLONGEE – Le détendeur

31 Le même principe sapplique en remplaçant la membrane par un piston. Il y a moins de pièces en mouvement et aucun réglage à faire. Létanchéité est réalisé par joints toriques HP Ouverture P.A. P.A. Chambre humide MP 1 er étage à piston LE MATERIEL DE PLONGEE – Le détendeur

32 Les seconds étages : Ils fonctionnent selon le même principe que les premiers étages, nous trouverons seulement quelques pièces différentes. En résumé nous avons : Un poussoir ou bouton de surpression Un ressort de rappel Une tige clapet Un levier Une (ou deux) membrane(s) dexpiration Une grande membrane souple séparant la chambre humide de la chambre sèche LE MATERIEL DE PLONGEE – Le détendeur

33 Un boîtier MP Un second étage Chambre humide Chambre sèche Remontage Démontage LE MATERIEL DE PLONGEE – Le détendeur

34 Liée à la hauteur de leau (pression) Les forces dues à la pression hydrostatique sajoutent. non compensé Indépendante de la hauteur de leau Les forces dues à la pression hydrostatique sannulent. compensé Le principe de la compensation Ce principe permet de rendre le bilan des forces sur les 1 er ou 2 ème étages indépendants de la variation de la Haute pression. La force nécessaire à louverture du clapet est : Amélioration des détendeurs LE MATERIEL DE PLONGEE – Le détendeur

35 Chambre sèche MP HP MP Chambre sèche MP Chambre humide PA HP MP Chambre humide PA LE MATERIEL DE PLONGEE – Le détendeur Dautres améliorations ont été mises au point notamment sur le second étage. Compensation 2 ème étage par buse mobile

36 Pièces et Fonctionnement Embout respiratoire 1 Boîtier 1 Chambre humide 1 Chambre seiche Membrane souple Pointeau Membrane expiratoire SiègeClapetRessort LE MATERIEL DE PLONGEE – Le détendeur

37 Le principe de fonctionnement précédemment cité se retrouve dans le CG45 La HP vers la pression ambiante en une seule opération un étage.

38 LE MATERIEL DE PLONGEE – Le détendeur Sur les détendeurs à 2 étages (ici un 1er étage) le principe est toujours le même. Question : de quelle type de premier étage sagit-il ? 1er étage à membrane compensée

39 LE MATERIEL DE PLONGEE – Le détendeur ………………..1er étage à piston compensé.

40 LE MATERIEL DE PLONGEE – Le détendeur …………2ème étage à tige clapet (aval)…..non compensé. Désagrément de fonctionnement : Lors dune inspiration trop forte ou dun flux dair trop puissant (réglage mal fait), dirigé vers lembout buccal, il arrive que le second étage se mette en débit continu. Cela est provoqué par leffet de trompe ou effet venturi.

41 LE MATERIEL DE PLONGEE – Le détendeur A : Le passage à travers le col amplifie la vitesse du flux principal B : Par frottement, les molécules dair présentes en aval du col sont entraînées par les molécules du flux principal C : La diminution du nombre de molécules dans cette zone, crée une dépression relative. D : Lair situé plus loin du flux principal vient combler le vide relatif par différence de pression. Flux principal D A B C Effet de trompe ou effet venturi

42 Annexe Leffet de trompe ou effet venturi est donc une caractéristique de tous les détendeurs. Lors dune inspiration, la dépression crée dans la chambre sèche du second étage entraîne la membrane et crée une dépression relative continue, le détendeur fuse. Le débit continu sarrête à lexpiration. Pour palier cette dépression relative les concepteurs de détendeur ont crée une petite ouverture, flux dair dirigé vers la membrane…qui compense ainsi leffet venturi. Dispositif pour « effet Venturi »….le petit trou

43 LE MATERIEL DU PLONGEUR Matos perso que personne y touche

44 Les consoles Compas et boussoles LE MATERIEL DU PLONGEUR

45 Le parachute de palier Lampes et phares Un truc qui coupe LE MATERIEL DU PLONGEUR

46 Les masques Les Palmes Le Tuba LE MATERIEL DU PLONGEUR

47 Gilet et bouée improprement appelés « stabilizing » LE MATERIEL DU PLONGEUR

48 Les autres immergeables et instruments de mesure

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50 Annexe Présentation de quelques schémas

51 Annexe

52 Annexe ?

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