Le compresseur Gérard DOMINÉ - IR MF2 BEES1 Moniteur Nitrox / recycleur SCR Formateur TIV

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1 Le compresseur Gérard DOMINÉ - IR MF2 BEES1 Moniteur Nitrox / recycleur SCR Formateur TIV

2 Généralités La qualité de l air l respiré par le plongeur est une donnée primordiale de sécurits curité. - Le rôle du compresseur est de fournir de l air l à haute pression non toxique. - son principe de fonctionnement est une application directe de la compressibilité des gaz (Loi de Boyle-Mariotte Mariotte). - Sur le thème du compresseur, vous devez être capable de répondre aux questions des plongeurs que vous encadrez et aussi pouvoir apporter votre aide dans les travaux de gonflage, ou vos conseils lors des choix d investissements de votre club.

3 Description Il existe plusieurs sortes de compresseurs différenci renciés s par : - leur débit (en litres/minute ou m3/heure), - leur système de compression (piston ou membrane), - leur mode d entraînement (moteur électrique ou thermique), - leur système de refroidissement (à air, à eau ou mixte).

4 Principe de fonctionnement - Contrairement aux solides et aux liquides, très s peu compressibles, les gaz peuvent se comprimer aisément. - Cette opération consiste à rapprocher les molécules pour en faire tenir un plus grand nombre dans un même volume - En plongée, les compresseurs que nous utilisons compriment l air r pour l amener progressivement de la pression atmosphérique à la pression désirée : 176, 200, 230 ou 300 bars.

5 Principe de fonctionnement La compression se fait en plusieurs étapes (par étage), chaque étage é étant constitué d un ensemble cylindre/piston :

6 Piston et cylindre Le cœur du mécanisme est un ensemble de plusieurs pistons en mouvement, chacun à l intérieur d un cylindre; lorsque le premier piston descend, cela ouvre un clapet d aspiration par lequel l air ambiant s engouffre jusqu à la limite de course du piston (point( mort bas). Arrivée d air Clapet d aspiration cylindre piston bielle Volant d inertie Vers l étage suivant Clapet de refoulement Chambre de compression C est la phase d aspiration Carter d huile

7 Schéma de la course d un piston Phase d aspiration (Point mort bas) (Point mort haut) Phase de refoulement - le piston remonte (point( mort haut), ce qui ferme le clapet d aspiration; - lorsque la pression dans le cylindre atteint le seuil de déclenchement chement du clapet de refoulement, l air se déverse dans un autre cylindre, plus étroit que le précédent; - la diminution de volume entre les 2 cylindres provoque la montée e en pression.

8 Synthèse de la course d un piston (Point mort haut) Phase de refoulement 1) le piston descend (jusqu au point mort bas), ouverture du clapet d aspiration et fermeture du clapet de refoulement : PHASE D ASPIRATION. 2) le piston remonte (jusqu au point mort haut) ce qui ferme le clapet d aspiration et provoque le montée en pression dans le cylindre jusqu au seuil de déclenchement du clapet de refoulement : PHASE DE REFOULEMENT.

9 Montée en pression Pression de service de 1 à 4 bars de 4 à 16 bars de 16 à 64 bars de 64 à 256 bars le volume des différents cylindres diminuant à chaque étape (rapport port de compression), la montée en pression se fait du 1er au dernier étage jusqu à la pression maximale prévue;

10 Montée en pression Pression de service de 1 à 4 bars de 4 à 16 bars de 16 à 64 bars de 64 à 256 bars la montée à de telles pressions (200, 300 bars) ne peut s effectuer que par étages successifs, car les contraintes imposées en température et en efforts mécaniques ne peuvent être supportées ni par les matériaux, ni par p les huiles..

11 Soupapes de sécurité Des soupapes de sécurité sont interposées entre chaque étage du compresseur pour éviter toute montée excessive en cas de dysfonctionnement des clapets d admission ou de refoulement; le principe est simple : un clapet est maintenu sur son siège par un ressort taré à une force légèrement supérieure à la pression maximale attendue; Sifflet d alarme Sortie de l air ressort clapet siège si cette pression est dépassée, le clapet se soulève et l air s échappe.

12 Système de refroidissement - La compression rapide amène un échauffement de l air et des pièces mécaniques; - pour des raisons techniques, chaque étage de compression doit recevoir de l air le plus proche possible de la température ambiante; ante; - un circuit de refroidissement spécifique soit à air (ventilateur), soit à eau (radiateur) est donc intégré entre chaque étage et à la sortie du compresseur.

13 La lubrification - Des pièces métalliques en mouvement ne peuvent fonctionner sans lubrification; - l huile servant à lubrifier le compresseur étant au contact avec l air respiré doit être non toxique et adaptée aux contraintes thermiques qu elle subit (huile spécifique : minérale ou synthétique); - les caractéristiques de cette huile garantissent une faible présence dans l air produit (faible toxicité), tout en conservant un pouvoir lubrifiant à haute température (faible dépôt, pas de calaminage dans les clapets, bonne protection anti-corrosion); - le coût de cette huile, dont le niveau doit être contrôlé avant chaque utilisation, est relativement élevé.

14 La filtration L air en phase de compression contient : - de l eau, en provenance de l air ambiant aspiré, - de l huile, issue du système de lubrification. Les différents systèmes de filtration : - pré-filtre d aspiration : placé en amont du 1er étage, sert à filtrer l air aspiré à l extérieur;

15 La filtration Entre chaque cylindre, les vapeurs d eau et d huile produites par le compresseur sont éliminées par un filtre appelé le séparateur d eau et d huile (ou décanteur) ) : - le décanteur fonctionne comme une tuyère et filtre les particules d eau et d huile présentes dans l air; - le résidu de cette filtration appelé «condensat» (liquide blanchâtre) est évacué du séparateur par une purge (manuelle ou automatique);

16 Poussières, pollens, bactéries, particules d huile, humidité, gaz nocifs (CO2, CO ) sont autant d éléments pouvant contaminer l air comprimé, il faut une cartouche filtrante, après la sortie du dernier étage, comprenant les éléments suivants : - séchage de l air : tamis moléculaire; - absorbsion vapeurs d huile et odeurs : charbon activé; La filtration - rétention poussières et séparation des couches : du feutre; - pièges à CO et CO2 sur certains modèles : hopcalite.

17 Clapets anti-retour - Manomètres - En fin de compression, des clapets anti-retour (ou non-retour) empêchent que l air provenant des bouteilles chargées ne soit refoulé dans le compresseur; - le contrôle des pressions de refoulement (inter( inter-étage) ) est effectué par des manomètres qui équipent parfois chaque étage de compression; - il existe même des manomètres pour surveiller les pressions d huile aux points importants du circuits.

18 Rampe de chargement - Des soupapes de sécurité sont obligatoires entre le dernier étage et la rampe de chargement pour les groupes fixes, ou le flexible de chargement pour les groupes portables; - ces soupapes (couplées à un détendeur) doivent éviter de dépasser la pression de service d un compresseur pouvant être bien supérieure e à celle des bouteilles (ex : 176 bars);

19 Moteurs Un compresseur peut être entraîné : - par un moteur électrique (monophasé ou triphasé), - par un moteur thermique (essence ou diesel); La principale caractéristique d un moteur est sa puissance, l unité normalisée est le Watt,, on utilise souvent le KiloWatt (kw) et parfois encore le Cheval Vapeur (CV); la relation entre ces unités est simple, 1 CV = 736 watts. - pour donner une idée, il faut un moteur d environ 1 cv pour comprimer en une heure 2 m3 d air à 350 bars; - dans les mêmes conditions il faut donc environ 20 CV ou 15 kw pour p un compresseur de 40 m3/heure.

20 Prochain cours Les détendeursd Gérard DOMINÉ - IR MF2 BEES1 Moniteur Nitrox / recycleur SCR Formateur TIV