Le matériel de plongée Bouteilles Détendeurs Station de gonflage Le matériel de plongée / Bouteilles - Détendeurs - Compresseur 1
Utiliser le matériel? Pour le plongeur autonome «perfectionné» (N3) et pour le guide de palanquée (N4), «utiliser» le matériel, c est : choisir, adapter les éléments de l équipement (dont le lestage) en fonction de la nature de la plongée, des conditions, de l organisation, gréer son équipement, vérifier son état de fonctionnement avant chaque plongée, prendre connaissance et vérifier l équipement des équipiers ou membres de la palanquée avant chaque plongée, entretenir son matériel au niveau «utilisateur», conseiller d autres plongeurs dans le choix d un matériel, gonfler une bouteille, utiliser une station de gonflage, mettre en place un pendeur à Oxygène ou un matériel d oxygénothérapie normobare, appliquer la réglementation relative à la pratique de l activité et à la mise en œuvre de certains équipements. Pour acquérir ces compétences, il est nécessaire de connaître pour chaque matériel : la constitution et le principe de fonctionnement, les performances et qualités attendues, la réglementation applicable éventuelle. Le matériel de plongée / Bouteilles - Détendeurs - Compresseur 2
Plan Utiliser le matériel? Les bouteilles Réglementation applicable Dérogation fédérale Les robinetteries Constituants de base, fonctionnement Utilisation, entretien Les détendeurs Principales caractéristiques 1er étage à piston - Constituants de base, fonctionnement 1er étage à membrane - Constituants de base, fonctionnement 2ème étage - Constituants de base, fonctionnement Amélioration des performances La compensation La surcompensation Signes de dysfonctionnements Réglementation applicable, norme Norme NF EN 250 Courbe test Utilisation, entretien Station de gonflage Le compresseur Constituants, principe de fonctionnement Séparateur/décanteur Cartouche filtrante Réglementation applicable Le matériel de plongée / Bouteilles - Détendeurs - Compresseur 3
Les bouteilles Constitution 2 technologies : acier ou alliage d aluminium (résistance à la corrosion, légèreté) principaux fabricants : IWK, Roth, FABER, Mannesmann volumes (internes) en l : 6, 10, 12, 15, 18, pression de service en bar : 200, 230, 300 poids à vide en kg (acier) 6 l 6,8-7,7 12 l 16,1-17,4 15 l 18,9 19,8 à ce «poids» s ajoute 1,2 kg par m 3 d air contenu dans un bloc : attention au lestage! Performances Qualités attendues faible encombrement (rapport poids/volume interne) «légèreté» (annulée par lestage) résistance à la corrosion Le matériel de plongée / Bouteilles - Détendeurs - Compresseur 4
Réglementation applicable Réglementation applicable «Appareils à pression» inspection requalification : inspection visuelle, épreuve hydraulique (1,5 x pression de service), vérification organes de sécurité Mentions obligatoires Marques d identité fabricant, lieu/date de fabrication, n de série, pression épreuve, volume interne, marque nationale ou européenne Marques de service nature du gaz, pression de service (gonflage), date dernière épreuve Couleur de l ogive selon la nature du gaz (NF-EN 1089-3) (Pour info, Norme NF EN 250 : peu d exigences) Le matériel de plongée / Bouteilles - Détendeurs - Compresseur 5
Dérogation fédérale FFESSM : dérogation / périodicité, conditions : bouteilles inscrites dans un registre (club); possible pour une bouteille personnelle inspection visuelle annuelle par un Technicien en Inspection Visuelle (TIV) Autocollant figurant obligatoirement sur le bloc et Certificat de visite attestent de l inspection visuelle. Le matériel de plongée / Bouteilles - Détendeurs - Compresseur 6
Les robinetteries Constitution corps : laiton chromé différents pas de vis : (fixation sur bloc) 3/4 DIN 259 («gaz») M 18 x 1,5 M 25 x 2 (ISO, pas standard depuis 1998) 2 types de sortie : «INT (étrier)» «DIN» («insert» : transformation d un type à l autre) INT : international DIN : Deutsches Institut fur Normung robinets tournants, (1/4 de tour) tube plongeur Performances Qualités attendues faible encombrement facilité de manœuvre, progressivité insert facilité de montage du (des) détendeur(s) Le matériel de plongée / Bouteilles - Détendeurs - Compresseur 7
Constituants de base, fonctionnement Robinetterie avec mécanisme de «réserve» La réserve «mécanique» (tend à disparaître) Obturateur maintenu ouvert tant que pression du bloc > tarage du ressort (30 à 50 bar). Le matériel de plongée / Bouteilles - Détendeurs - Compresseur 8
Utilisation, entretien Il faut rincer à l eau douce après chaque plongée (robinets, culot, filet) faire réviser la robinetterie une fois par an faire «requalifier» la bouteille selon son «statut» purger la robinetterie avant chaque gonflage (chasse l eau et les impuretés) stocker une bouteille debout, en pression à 5 ou 10 bar max Il ne faut pas exposer une bouteille à la chaleur (soleil, source de chaleur quelconque), refroidir brutalement exposer aux chocs gonfler (ou dégonfler) à des gradients de pression trop élevés (20 bar/min) au-delà la pression de service à partir d une source non «qualifiée» (compresseur de «chantier» par exemple) une bouteille immergée (pour refroidir par exemple) stocker durablement une bouteille à une pression élevée, ou une bouteille vide avec robinet ouvert démonter ou réviser soi-même le robinet (risques, responsabilité) Dans le cas particulier des bouteilles (et tous les appareils) contenant de l oxygène, ne pas mettre en contact avec toute forme d hydrocarbures (Graisses, huiles, ) Le matériel de plongée / Bouteilles - Détendeurs - Compresseur 9
Les détendeurs Constitution pièces : laiton chromé, inox, Titane, composites 2 types de mécanisme au 1 er étage : à piston à membrane et 2 types de technologie : mécanisme «(sur)compensé» et «non compensé» majorité de détendeurs à 2 étages de détente 1 er étage au niveau de la robinetterie du bloc 2 ème étage en bouche Performances Qualités attendues effort inspiratoire et expiratoire minimal débit suffisant, HP et la t ambiante, sans givrage 1 er étage : ventilation + «accessoires» 2 ème étage : ventilation légèreté 2 ème étage (en bouche) confort en bouche 2 ème étage faible encombrement, poids total possibilités d adaptation d accessoires, (tourelle) : nombre de sorties MP (pas 3/8 ou 1/2 UNF) ou HP (pas 7/16 UNF) 2 ème étage, direct-system, console, manomètre Le matériel de plongée / Bouteilles - Détendeurs - Compresseur 10
Principales caractéristiques 1 er étage pression maximale d utilisation fixation INT 232 bar fixation DIN 477/50 : 300 bar 477/13 : 200 bar moyenne pression 4 à 15 bar débit (à 200 bar) 1.200 à 10.000 l/min poids (fixation INT, DIN : 150 g environ) 500 à 1.000 g filtre HP fil d acier ou bronze poreux, plat ou conique (limitation de la perte de charge) 2 ème étage débit 900 à 1.900 l/min poids 150 à 250 g Le matériel de plongée / Bouteilles - Détendeurs - Compresseur 11
1 er étage à piston - Constituants de base, fonctionnement Non compensé Compensé Le matériel de plongée / Bouteilles - Détendeurs - Compresseur 12
1 er étage à membrane - Constituants de base, fonctionnement Le matériel de plongée / Bouteilles - Détendeurs - Compresseur 13
2 ème étage - Constituants de base, fonctionnement 2 ème étage Non compensé Compensé, effet venturi Le matériel de plongée / Bouteilles - Détendeurs - Compresseur 14
Amélioration des performances Détendeur : organe mécanique assurant la détente d un gaz Fonction : fournir de l air à la demande, avec un débit suffisant pour un effort inspiratoire et expiratoire ainsi qu un travail ventilatoire minimal, la pression dans la bouteille et la t ambiante. Parmi d autres, deux paramètres importants et variables influent sur les performances d un détendeur : la pression du bloc (HP) : diminue la pression de l air détendu (MP + pression ambiante) : augmente avec la profondeur, ce qui augmente la densitéet la viscositédes gaz impactent les performances «débit», «effort inspiratoire/expiratoire», «travail ventilatoire» Pour atteindre ou améliorer les performances rendre le détendeur insensible à ces effets et/ou introduire des systèmes les palliant : réduction et/ou suppression des forces nécessaires au fonctionnement (compensation, surcompensation) «assistance» au débit (effet venturi, effet vortex 2 ème étage) réduction des frottements, des vibrations des pièces réduction du poids des pièces (forme et/ou matériaux employés) réduction des pertes de charge à l écoulement de l air limitation du refroidissement du à la détente de l air («radiateurs») isolation thermique des pièces et/ou du détendeur lui-même Le matériel de plongée / Bouteilles - Détendeurs - Compresseur 15
La compensation Mécanisme de base d un 1 er étage et forces en jeu des forces qui tendent à ouvrir le clapet et d autres qui tendent à le fermer Détendeur non compensé : la MP diminue avec la baisse de pression HP du bloc; l effort inspiratoire augmente progressivement. «Compensation» d un premier étage : suppression de l intervention de la haute pression dans le bilan des forces intervenant dans le fonctionnement. La MP et l effort inspiratoire sont constants. La «compensation» est une conception technologique appliquée aussi bien avec les mécanismes à piston que ceux à membrane, ainsi qu au deuxième étage. Non compensé Compensé Le matériel de plongée / Bouteilles - Détendeurs - Compresseur 16
La surcompensation Pour information concepts différents suivant fabricants, suivant mécanisme à piston ou à membrane pallier chute de performances du détendeur lorsque MP augmente (augmentation de la pression ambiante, densité et viscosité de l air) et/ou lorsque la HP diminue (débit) utilise les rapports de surface entre les forces qui ouvrent le mécanisme et celles qui le ferment pour générer une augmentation «supplémentaire» de la MP, soit en fonction de la chute progressive de la HP (concept Scubapro), soit en fonction de l augmentation de la pression ambiante (pour mécanisme à membrane, concept Aqualung) Scubapro Scubapro Aqualung Le matériel de plongée / Bouteilles - Détendeurs - Compresseur 17
Signes de dysfonctionnements 1 er étage bulles sortant chambre pression ambiante défaut d étanchéité interne bulles au niveau de la fixation sur bloc mauvais montage, joint défectueux bulles au niveau des sorites MP ou HP mauvais montage, joint défectueux débit continu au 2 ème étage, différé après ouverture mauvais réglage, défaut d étanchéité du clapet 2 ème étage petit débit continu dès ouverture mauvais réglage, défaut d étanchéité du clapet entrée d eau embout ou membrane percé ou mal étanché, soupape d expiration défectueuse Détendeur dur Détendeur «vibrant» Craquelures, «hernies» au flexible MP mauvais réglage, filtre HP encrassé mauvais réglage, mécanisme encrassé ou gommé flexible usé Remise en état par l utilisateur Remise en état par un technicien filtre HP, joints «externes» (y/c sorties MP et HP), embout dans tous les autres cas Le matériel de plongée / Bouteilles - Détendeurs - Compresseur 18
Réglementation applicable, norme Equipement du plongeur Arrêté du 22/06/1998 TITRE IV ÉQUIPEMENTS DES PLONGEURS Art. 10. - Sauf dans les piscines ou fosses de plongée dont la profondeur n'excède pas 6 mètres, les plongeurs évoluant en autonomie et les guides de palanquée sont équipés chacun d'un système gonflable au moyen de gaz comprimé leur permettant de regagner la surface et de s'y maintenir, ainsi que des moyens de contrôler personnellement les caractéristiques de la plongée et de la remontée de leur palanquée. En milieu naturel, le guide de palanquée est équipé d'un équipement de plongée muni de deux sorties indépendantes et de deux détendeurs complets. Les plongeurs en autonomie sont munis d'un équipement de plongée permettant d'alimenter en gaz respirable un équipier sans partage d'embout. Performances Caractéristiques - Norme NF EN 250, mai 2000 Tests effectués à 50 bar (HP), 6 bar de pression ambiante (50 m), amplitude ventilatoire de 2,5 l (inspiration/expiration), débit ventilatoire de 62,5 l/min (25 cycles/min), eau à 10 C (essai réalisé à 4 C pour la mention «eau froide» Le matériel de plongée / Bouteilles - Détendeurs - Compresseur 19
Norme NF EN 250 Courbe test Le matériel de plongée / Bouteilles - Détendeurs - Compresseur 20
Utilisation, entretien Il faut faire réviser un détendeur 1 fois par an rincer à l eau douce après chaque plongée faire sécher à l ombre monter le(s) détendeur(s) juste avant la plongée tester tous les détendeurs et systèmes de gonflage avant l immersion démonter le(s) détendeur(s) juste après la plongée Il ne faut pas mettre en pression brutalement le détendeur exposer le détendeur au soleil, aux chocs, aux corps étrangers (sable, poussières, ) faire tremper le détendeur pour le rincer faire entrer de l eau au 1 er étage par le filtre faire fuser le 2 ème étage pendant le rinçage lover le flexible serré démonter, réviser soi-même le détendeur (risques, responsabilités) monter un système à clapet «amont» (direct-system par exemple) seul sur un 1 er étage Le matériel de plongée / Bouteilles - Détendeurs - Compresseur 21
Station de gonflage Station de gonflage compresseur bouteilles tampons : réserve de grande quantité, optimisation de l utilisation du compresseur rampe(s) de gonflage selon pression de service des blocs à gonfler Compresseur bouteilles tampon : 30, 50, 300 l 250 à 350 bar / réglementation : inspection 40 mois, requalification 10 ans (arrêté du 20 mars 2000) Le matériel de plongée / Bouteilles - Détendeurs - Compresseur 22
Le compresseur Constitution machine «volumétrique» utilisant la relation pression/volume des gaz refroidissement à air, à eau lubrification : huile non toxique (qualité «alimentaire») entraîné électriquement ou thermiquement (rare : gaz échappement, système mobile) majoritairement à pistons plusieurs étages de compression (rendement, échauffement du à la compression : taux de compression maximum courant de 4 à 5) équipements de sécurité équipements de traitement de l air Performances Qualités attendues qualité de l air (norme NF EN 12021) débit en Nm 3 /h ou «TPN» (de 6 m 3 /h pour système portable à près de 100 m 3 /h) niveau sonore instrumentation (alerte usure des filtres, sécurité de fonctionnement) automatisation (marche/arrêt, purges) Le matériel de plongée / Bouteilles - Détendeurs - Compresseur 23
Constituants, principe de fonctionnement A chaque étage, la pression augmente en rapport du taux de compression. Entre chaque étage, l air est refroidi, l humidité qu il contient se condense. L huile et l eau contenues dans l air sont évacuées par les «purges» entre étage (risque d endommagement des clapets et piston). Soupape de sécurité en sortie de chaque étage (testée régulièrement, arrêté du 04/12/1998) En sortie du compresseur, l air : n est pas de qualité respirable et doit être filtré cartouche filtrante est également chargé en huile et en eau qu il faut éliminer au maximum avant de «filtrer» car les constituants du filtre seraient endommagés par ces éléments. séparateur/décanteur Le matériel de plongée / Bouteilles - Détendeurs - Compresseur 24
Séparateur/décanteur Cartouche filtrante Séparateur/décanteur force centrifuge : projection eau et huile en périphérie et ruissellement vers le fond purge Cartouche filtrante Le matériel de plongée / Bouteilles - Détendeurs - Compresseur 25
Réglementation applicable Compresseur : cahier d entretien (arrêté du 13/12/1999) consignes pour le chargement (arrêté du 15/03/2000) Le matériel de plongée / Bouteilles - Détendeurs - Compresseur 26