Le matériel de plongée.

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1 Le matériel de plongée

2 Plan du cours Généralités Le compresseur Le stockage La mesure
Rappels de physique : force, pression Étanchéité Perte de charge Le compresseur Le stockage La mesure Les détendeurs

3 Généralités

4 Rappels de physique P = F / S Û F = P x S 1 kg/cm2 = 0,981 bar  1 bar

5 Étanchéité Siège (fixe) - clapet (mobile)
Matériau dur / matériau tendre Joints : Plats Toriques Lubrification

6 Clapets amont / aval clapet aval :
2ème étage, purge rapide gilet, soupape d’expiration clapet amont : direct-system

7 Notion de perte de charge
Pas de débit : P1 = P2 fonctionnement statique Débit de P1 vers P2 : P1 > P2 fonctionnement dynamique Le débit s’établit de la pression la plus élevée vers la pression la plus faible Tout débit engendre une chute de pression due aux frottements des molécules entre elles et contre la paroi La chute de pression est d’autant plus importante que le circuit oppose une résistance au débit  taille des tuyaux, encrassement,…

8 Le compresseur

9 Cylindre de compresseur

10 La compression P0 P1 P2 P0 P1 P2 P2 P1 P1 V2 P0 V1
P0 x V1 + P2 x 0 = P1 x 0 + P1 x V2 P0 x V1 = P1 x V2 P1 / P0 = V1 / V2 = taux de compression

11 Contraintes liées à la compression
Compression  échauffement Pour l’air, P : 1b  200b  T : 20°C  1100°C !!!!  Compression étagée + refroidissement inter-étages 4 étages de K = 4 : 1b  256b, T  env. 150°C  Huile : caractéristiques alimentaires, T° de craquage élevée Refroidissement inter-étages  condensation Purge des condensats après chaque réfrigérant Air sec !!!

12 Schéma général du compresseur

13 Principe d’un décanteur
Purges manuelles Purges automatiques Programmées À détection de seuil Récupération des condensats (huileux)

14 Autres éléments Soupape de sécurité : clapet aval + ressort taré
Réfrigérants : Ventilateur  circulation d’air sur des tubes à ailettes Radiateur à circulation d’eau Cartouche filtrante : Adsorption : fixation superficielle d’un fluide dans un solide poreux et perméable ( surface de fixation) Tamis moléculaire (silicate d’alumine) : humidité résiduelle Charbon actif : molécules légères (odeurs, goût) L’huile résiduelle inhibe l’adsorption (saturation)

15 Les stations de gonflage (arrêté du 15/3/2000)
L'exploitant doit disposer du personnel nécessaire à l'exploitation, à la surveillance et à la maintenance des équipements sous pression. Il doit fournir à ce personnel tous les documents utiles à l'accomplissement de ces tâches. Le personnel chargé de la conduite d'équipements sous pression doit-être informé et compétent pour surveiller et prendre toute initiative nécessaire à leur exploitation sans danger. Les récipients sous pression de gaz, de vapeur d'eau surchauffée dont la pression maximale admissible (PS) est supérieure à 4 bar et dont le produit pression maximale admissible par le volume est supérieur à bar x litres (tampons) sont soumis à la déclaration de mise en service et le personnel doit être formellement reconnu apte à cette conduite par leur exploitant et périodiquement confirmé dans cette fonction

16 Station de gonflage : affichage et documents
Liste des personnes habilitées (Exploitant) Consignes d'utilisation du compresseur (fabricant) Consignes de chargement (exploitant) Consignes d'entretien (installateur + exploitant) Consignes particulières (exploitant) Documents à tenir à disposition : Manuel du compresseur (fabricant) Cahier d'entretien (installateur + exploitant) Cahier d'intervention (exploitant) Cahier de gonflage (exploitant + gonfleurs)

17 Le stockage

18 Réglementation des bouteilles inspection et requalification
Périodicité des contrôles Bouteille régime normal Bouteille régime dérogatoire TIV Tampon, Filtres compr. Inspection 12 mois 40 mois Requalification 2 ans 5 ans 10 ans TIV nitrox : qualif. nitrox confirmé, nettoyage et intervention interdits Inspection : traçabilité (compétence, PV d'inspection) Requalification : présenter la bouteille avec sa robinetterie

19 Réglementation des bouteilles : inscriptions
nom du constructeur n° de fabrication nature du gaz (air) volume intérieur pression de service (200bar, 230bar,…) pression d'épreuve (1,5 x la pression de service) date de la dernière épreuve poinçon des mines (tête de cheval) ou marquage CE l'autocollant d'inspection visuelle (le cas échéant), carte d’identité de la bouteille ε

20 Robinetterie de conservation

21 Réserve haute (inspiration)
Réserve haute (repos) Réserve haute (inspiration) Réserve basse

22 La mesure

23 Le manomètre  sensible à Pint - Pext

24 Les profondimètres membrane tube de Bourdon capillaire

25 Les profondimètres à pression de référence
air à Préf (1013mb) Pamb Pamb Capsule ou tube scellé Air à la pression de référence (1013mb) Déformation selon la différence de pression ext. – int. Mesure Pamb - Préf Affiche (Pamb - Préf) x 10 membrane métallique air à Préf (1013mb) Pamb tube de Bourdon

26 Les profondimètres de type Mariotte
air à Patm Bulle d’air à Patm en surface En profondeur la bulle d’air est comprimée L’eau entre dans le tube Volume de la bulle : Vtube x Pamb / Patm Mesure Pamb / Patm Affiche ((Pamb / Patm) - 1) x 10 interface eau - air capillaire Pamb

27 Indications des profondimètres en altitude
Profondimètre à pression relative Préf 1,0 Patm 0,7 Prof réélle 0m 3m 10m Pamb 1,3 2,0 1,7 Pamb - Préf 0,0 0,3 -0,3 Prof affichée -3m 7m  retard Profondimètre type Mariotte Patm 1,0 0,7 Prof réélle 0m 7m 14m Pamb 1,7 2,4 1,4 2,1 Pamb / Patm 2,0 3,0 Prof affichée 10m 20m  indique la profondeur fictive

28 Les détendeurs

29 Les fonctions d’un détendeur
Fonction statique : donner de l’air à la pression ambiante  Pression Fonction dynamique : donner de l’air à la demande  Débit 20 L/min = débit moyen mais inspiration sur 1/3 et expiration sur 2/3 Débit instantané = 60 L/min (en surface, au calme !!!) 1 L 1 s 2 s

30 Débit continu immédiat
Principes de base Position au repos des clapets des 1er et 2ème étages ? 1er étage 2ème étage F O Débit continu retardé Débit continu retardé Équilibre Débit continu immédiat

31 2ème étage

32 2ème étage : animation

33 Détendeur à piston simple
PA MP HP x s PA x s PA x S R MP x s MP x S PA x S PA x s HP

34 Détendeur à piston simple : inspiration
PA HP MP HP x s PA x S R MP x s MP x S MP x s MP x S

35 Exemple du détendeur Scubapro MK2

36 Détendeur à piston compensé
PA HP

37 Exemple du détendeur Scubapro MK25

38 Détendeur à membrane simple
PA MP HP

39 Détendeur à membrane compensée
PA MP HP

40 Exemple du détendeur Scubapro MK18

41 La compensation Effet de la HP sur la MP (piston / membrane) ?
2 voies pour réduire l’effet de la HP : Réduire s (surface du clapet) Compenser Compensation = neutralisation de la HP dans le bilan des forces HP radiale Permet d’augmenter s donc le débit !

42 Évolution de la MP avec la profondeur
Équilibre des forces (détendeur compensé) MP x S = PA x S + R Û MP = PA + R/S  MP = PA + Cte (fabrication, réglage) fermeture ouverture MP x S PA x S R 0m 10m 20m 30m 40m PA 1b 2b 3b 4b 5b MP 10b 11b 12b 13b 14b

43 Incidents courants Débit continu immédiat Débit continu différé
Interruption brutale du débit Débit insuffisant Fuites d’air au 1er étage Eau dans le 2ème étage

44 Critères de choix Piston ou membrane ? Compensé ou non ?
DIN ou étrier ?

45 Références Plongée plaisir niveau 4 – A. Foret, P. Torres – Gap (2002)
– site perso H. Le Bris (IN) D. Huron (IN) Effervescence – Ph. Martinod – Historic’one (1998)