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

LE MATERIEL DE PLONGEE Sources http://hlbmatos.free.fr/ http://www.nauticexpo.fr/ http://www.culture.gouv.fr/culture/archeosm/archeosom/scafan2.htm http://www.philippe.tailliez.net/article27.html

LE MATERIEL DE PLONGEE La problématique de l’Homme pour passer un séjour au fond de l’eau à toujours été de trouver puis de concevoir un moyen de respirer comme à l’air 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.

LE MATERIEL DE PLONGEE Historique du détendeur Mais c’est en 1865 qu’apparaît le premier scaphandre autonome conçu par deux français, MM. Rouquayrol et Denayrouze. Dans cette conception, le réservoir d’air est solidaire du détendeur. L’autonomie est réduite mais permet déjà des travaux en immersion. Tout le principe de la détende des gaz est présent dans cette réalisation. L’évolution de ce scaphandre est limitée par les capacités techniques de l’époque.

LE MATERIEL DE PLONGEE - Historique En 1926, le Commandant Le Prieur commence à réutiliser l’invention 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 d’air. La conception du régulateur ne permet la respiration qu’en débit continu, d’ou un gaspillage d’air important.

LE MATERIEL DE PLONGEE - Historique Le Prieur conçoit également le masque respiratoire et équipe le plongeur de nombreuses inventions, vêtement isothermique, lampe étanche etc.. (Les palmes – 1927 - et la combinaison en caoutchouc mousse – 1933 - sont des inventions du Commandant de Corlieu). Les « palettes », ancêtres des palmes (Cdt De Corlieu – 1920)

LE MATERIEL DE PLONGEE - Historique En 1943, la rencontre d’un Officier de marine, Jacques-Yves Cousteau et d’un 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. L’air est délivré à la demande sans gaspillage grâce à l’évacuation d’air (bec de canard) placé derrière la membrane. C’est un détendeur sobre, fonctionnel et fiable qui sera plus tard encore simplifié pour donner le Mistral, détendeur à un étage. Emile Gagnan

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

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

LE MATERIEL DE PLONGEE Le compresseur La sécurité du plongeur est liée à la qualité de l’air respiré dans les bouteilles Le compresseur doit permettre de conserver dans les blocs de plongée la même composition que celle de l’air atmosphérique L’air 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 – Le compresseur Principe de fonctionnement C’est l’application de la loi de Mariotte/Boyle. Lorsque la Pression augmente, le volume diminue. P1 x V1 = P2 x V2 d’ou P1/P2 = V1/V2 Une certaine quantité d’air entre dans un cylindre où coulisse un piston. Ce mouvement (entraîné par un moteur) comprime l’air qui est envoyé dans un autre cylindre plus petit qui comprime à nouveau, puis dans un autre encore plus petit, et ce jusqu’à obtenir la pression désirée. http://hlbmatos.free.fr/

LE MATERIEL DE PLONGEE – Le compresseur Le taux de compression C’est 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 d’entrée x Taux Supposons que le volume d’un cylindre soit de 3 litres, piston en position basse. L’ascension du piston réduit le volume à 0,5 litre. Le taux de compression sera de 3 / 0,5 = 6 http://hlbmatos.free.fr/ 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 La compression se fait donc en plusieurs phases pour éviter un échauffement trop important pour limiter la puissance du moteur d’entraînement.

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

LE MATERIEL DE PLONGEE – Le compresseur Station de gonflage automatique http://hlbmatos.free.fr/

LE MATERIEL DE PLONGEE – Le compresseur 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 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

LE MATERIEL DE PLONGEE – Le compresseur Les caractéristiques des compresseurs se définissent selon 8 critères différents. La pression maximale de service Le débit en litres/minute ou en m3/heure, produit du Volume du 1er étage x Vitesse de rotation x Rendement Nombre de phases ou étages de compression (un compresseur 3 phases comprime, par exemple, l’air 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) Nombre de cylindres, qui ne correspondent pas obligatoirement au nombre de phase Disposition des cylindres, en ligne ou en étoile Mode de refroidissement, air ou eau Mode d’entraînement, moteur thermique ou électrique Mode d’accouplement, par courroie en général

LE MATERIEL DE PLONGEE – Le compresseur Quelques spécimens

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

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

LE MATERIEL DE PLONGEE – La bouteille La fabrication des corps de bouteilles de plongée est généralement effectuée selon 3 procédés différents : A partir d’une plaque d’acier D’un tube d’acier D’un tronçon d’acier Selon le mode de fabrication, la réalisation du fond s’effectue 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 LE MARQUAGE FRANCAIS (en vigueur jusqu’à fin mai 2002) M25 X 200 SPIROTECHNIQUE 92 AA 0 38 110 ROTH C 15° 200 bar PE 300 bar 02-92 V 15,1 L M 18,4 kg AIR Filetage Marque du distributeur marque constructeur Année de fabrication Pression de service Pression épreuve Date 1° épreuve Volume interne Poids (masse) Nature du gaz

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

LE MATERIEL DE PLONGEE – La bouteille REEPREUVE - TIV

LE MATERIEL DE PLONGEE – La bouteille

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

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

LE MATERIEL DE PLONGEE – Le détendeur Montage du clapet « Aval » : la pression du fluide en amont tend à repousser le clapet et donc à ouvrir le passage  sécurité Montage « Amont » : la pression du fluide en amont tend à repousser le clapet et donc à fermer le passage 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 d’ouverture est définie par le tarage (réglage de la compression initiale) du ressort

LE MATERIEL DE PLONGEE – Le détendeur Montage d’un 1er étage de détendeur avec membrane Pointeau Ressort Clapet Siège Membrane Une Boite vide Un 1er étage complet

LE MATERIEL DE PLONGEE – Le détendeur 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 (ressort) sur Surface membrane PA sur surface membrane MP sur membrane r (ressort) sur surface clapet HP sur surface du siège

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

LE MATERIEL DE PLONGEE – Le détendeur 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) d’expiration Une grande membrane souple séparant la chambre humide de la chambre sèche

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

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

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

LE MATERIEL DE PLONGEE – Le détendeur Pièces et Fonctionnement 1 Boîtier 1 Chambre humide 1 Chambre seiche http://hlbmatos.free.fr/ Membrane souple Embout respiratoire Pointeau Membrane expiratoire Siège Clapet Ressort

LE MATERIEL DE PLONGEE – Le détendeur Le principe de fonctionnement précédemment cité se retrouve dans le CG45 La HP vers la pression ambiante en une seule opération  un étage.

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 s’agit-il ? 1er étage à membrane compensée

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

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

LE MATERIEL DE PLONGEE – Le détendeur Effet de trompe ou effet venturi Flux principal D A B C A : Le passage à travers le col amplifie la vitesse du flux principal B : Par frottement, les molécules d’air 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 : L’air situé plus loin du flux principal vient combler le vide relatif par différence de pression.

Annexe L’effet de trompe ou effet venturi est donc une caractéristique de tous les détendeurs. Lors d’une 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 s’arrête à l’expiration.  Pour palier cette dépression relative les concepteurs de détendeur ont crée une petite ouverture, flux d’air dirigé vers la membrane…qui compense ainsi l’effet venturi. Dispositif pour « effet Venturi »….le petit trou http://hlbmatos.free.fr/

LE MATERIEL DU PLONGEUR Matos perso que personne y touche

LE MATERIEL DU PLONGEUR Les consoles Compas et boussoles

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

LE MATERIEL DU PLONGEUR Les masques Les Palmes Le Tuba

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

LE MATERIEL DU PLONGEUR Les autres immergeables et instruments de mesure

FIN

Annexe Présentation de quelques schémas

Annexe

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