Ho! le souc Comité Départemental du Val de Marne – Marc TISON – Moniteur Fédéral 2ème...

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Comité Départemental du Val de Marne – Marc TISON – Moniteur Fédéral 2ème degréComité Départemental du Val de Marne – Marc TISON – Moniteur Fédéral 2ème degré

A l’usage du plongeur averti…..uniquement A l’usage du plongeur averti…..uniquement

Le Matériel de plongéeLe Matériel de plongée

http://hlbmatos.free.fr/http://hlbmatos.free.fr/

SourcesSources

http://www.nauticexpo.fr/http://www.nauticexpo.fr/

LE MATERIEL DE PLONGEELE MATERIEL DE PLONGEE

http://www.culture.gouv.fr/culture/archeosm/http://www.culture.gouv.fr/culture/archeosm/archeosom/scafan2.htmarcheosom/scafan2.htm

http://www.philippe.tailliez.net/article27.htmlhttp://www.philippe.tailliez.net/article27.html


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.


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.

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 - HistoriqueLE MATERIEL DE PLONGEE - Historique


Les « palettes », ancêtres des palmes Les « palettes », ancêtres des palmes (Cdt De Corlieu – 1920)(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 – 1927 - et la combinaison en caoutchouc mousse – 1933 - sont des inventions du Commandant de Corlieu).


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

Aujourd’hui, la plongée et le matériel ont évolué et nous utilisons presque exclusivement des détendeurs à deux étages séparés.


Savoir identifier et reconnaître les principes de

fonctionnement et l’utilisation courante

Principes de fonctionnement des détendeursPrincipes de fonctionnement des détendeurs

Rôle et fonctionnement du compresseurRôle et fonctionnement du compresseur

Les bouteilles de plongée et leur réglementationLes bouteilles de plongée et leur réglementation


Le matériel personnel du Le matériel personnel du plongeurplongeur

Le compresseurLe 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.


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.

LE MATERIEL DE PLONGEE – Le compresseurLE MATERIEL DE PLONGEE – Le compresseur


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


Le taux de compressionLe taux de compressionC’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

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



La compression se fait donc en plusieurs phases

pour éviter un échauffement trop important

pour limiter la puissance du moteur d’entraînement.


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.

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Station de gonflage automatique


1. Prise d'air

2. Arrivée électricité

3. Arrêts d'urgence

4. Interrupteurs et prises de courants

5. Extincteurs et panneaux de signalisation

6. Boîtiers électriques

7. Compteur horaire

8. Arrêt / Marche

9. Anneau de levage

10. Eclairage

11. Programmateur "Arrêt / Marche"

12. Panneaux de consignes

13. Panneau de démarrage automatique

14. Compresseur

15. Boîtier de purge automatique

16. Pharmacies de premier secours

17. Séparateur de condensas

18. Réservoir collecteur de condensas

19. Vannes de purges manuelles

20. Clapets anti-retour de purge de filtres

21. Filtre à charbon actif

22. Soupape de sûreté des filtres

23. Filtres à tamis moléculaire

24. Déverseur

25. Clapet anti-retour

26. Plan d'installation

27. Pressostat

28. Vannes d'isolement

29. Bouteilles tampons

30. Manomètres des tampons

31. Soupapes de sûreté des tampons

32. Mur de séparation

33. Panneau de distribution

34. Vannes de distribution

35. Vannes de mise sous pression

36. Détendeurs « Haute Pression »

37. Rampes de chargement

38. Vannes d'isolement et de purge

39. Purges de rampe

40. Flexibles

41. Aération Déverseur



Les caractéristiques des compresseurs se définissent selon 8 Les caractéristiques des compresseurs se définissent selon 8 critères différentscritères différents.

1. La pression maximale de service

2. Le débit en litres/minute ou en m3/heure, produit du Volume du 1er étage x Vitesse de rotation x Rendement

3. 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)

4. Nombre de cylindres, qui ne correspondent pas obligatoirement au nombre de phase

5. Disposition des cylindres, en ligne ou en étoile

6. Mode de refroidissement, air ou eau

7. Mode d’entraînement, moteur thermique ou électrique

8. Mode d’accouplement, par courroie en général

Quelques spécimens Quelques spécimens



La bouteilleLa 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 bouteilleLE MATERIEL DE PLONGEE – La bouteille

Le « tube » plongeur

Le robinet de conservationLe robinet de conservation

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 MARQUAGE FRANCAISLE 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

Année de fabrication

Filetage Marque du distributeur marque constructeur

Pression de service Pression épreuve

Date 1° épreuve Volume interne Poids (masse) Nature du gaz


LE MARQUAGE C.E.E.LE MARQUAGE C.E.E.

(obligatoire depuis fin mai 2002 sur les bouteilles neuves)

N° de la bouteillemarque constructeur

Date de vérificationPression épreuve

LettreEpsilon

N° agréement

Volume internePoids

Matière(acier)

Etat

96/1026/0991 B FABER

96/02PE 348 bar 15°

94

12,01 L15,3 kg el

Ident.orgnotifié

Marque CEE

Rajout en FranceRajout en France(arrete 06/04/98)(arrete 06/04/98)

C à 15° 232 bar

Pression de chargement Nature du gaz

AIR


REEPREUVE - TIVREEPREUVE - TIV


Types de blocIntervalle

entre visite

Intervalleentre

réépreuvesRemarques

1 an 5 ans

1ère solution Conditions :affiliation à un clubFFESSM et insctiption surregistre de visite

1 an 2 ans2ème solution Modification Mars 2000

Bouteilles de bouéeacier ou aluminium(*)

Si volume > 1 litreSi volume < 1 litre aucun contrôle = danger

Tampons fixes 40 mois 10 ans Depuis mars 2000Tampons mi-fixes 40 mois 10 ans Depuis mars 2000Filtres decompresseurs

Bouteillesd'appareils de réanimation acier ou aluminium 40 mois 10 ans

Depuis mars 2000Ces bouteilles sons soumises à des AMM

(*) Les bouteilles en AG5 sont interdits d'utilisation au dela de 10 ans

Bouteilles de plongéeacier ou aluminium*

Meme réglementation queles blocs de plongéedepuis le 17/12/1997

Meme réglementation que les tampons


F

Les Forces ’’F’’ se caractérisent par :

– Leur sens

– Leur direction

Le détendeurLe détendeur 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

Des ressortsDes ressorts


Dans un détendeur démonté nous trouvons un certain nombre de pièces

mobiles ou fixes ayant leur propre caractéristique

La force qu’ils exercent est fonction de leur diamètre.

Axe fixe

Des sièges et clapetsDes sièges et clapets

Des leviersDes leviers Ils se caractérisent par leurs axes fixes –

leur intensité - leur point d’application

La surfaceLa 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

LE MATERIEL DE PLONGEE – Le détendeurLE MATERIEL DE PLONGEE – Le détendeur

Siège Clapet

Position ouverte(Le clapet est décollé du siège)

Position fermé(Le clapet repose sur le siège)

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


La force exercée par le ressortMaintient le clapet en appui sur le siègeP

F

Section : S

PP * 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

PointeauRessort Clapet

Siège

Membrane

Ressort

Une Boite vide Un 1er étage complet

Montage d’un 1Montage d’un 1erer étage de détendeur avec membrane étage de détendeur avec membrane


R (ressort) sur Surface membrane

PA sur surfacemembrane

MP sur membrane

r (ressort) sursurface clapet

HP sursurface du

siège

Fonctionnement et Fonctionnement et bilan des forces sur un bilan des forces sur un 1er étage a membrane1er étage a membrane

Lorsque la Haute Pression Lorsque la Haute Pression diminue, la Moyenne Pression diminue, la Moyenne Pression diminue égalementdiminue également

PA

R

MP

HP

R


Le même principe s’applique en remplaçant la membrane Le même principe s’applique en remplaçant la membrane par un piston. Il y a moins de pièces en mouvement et aucun par un piston. Il y a moins de pièces en mouvement et aucun réglage à faire. L’étanchéité est réalisé par joints toriques réglage à faire. L’étanchéité est réalisé par joints toriques

HP

Ouverture P.A.

P.A.

Chambre humide

MP

11erer étage à piston étage à piston


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


Un boîtier

MP

Un second étageChambre humide

Chambre sèche

RemontageRemontage

DémontageDémontage


• 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 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 :

Amélioration des détendeursAmélioration des détendeurs


Chambre sèche MP

HP

MP

Chambre sèche MP

Chambre humide PA

HP

MPChambre humide PA


D’autres améliorations ont été mises au point notamment sur le second étage. Compensation 2ème étage par buse mobile

Pièces et FonctionnementPièces et Fonctionnement


Embout Embout respiratoirerespiratoire

1 Boîtier1 Boîtier1 Chambre humide1 Chambre humide

1 Chambre seiche1 Chambre seiche

Membrane Membrane souplesouple

PointeauPointeauMembrane Membrane expiratoireexpiratoireSiègeSiège

ClapetClapet

RessortRessort



Le principe de fonctionnement précédemment cité se retrouve dans le CG45

La HP vers la pression ambiante en une seule opération un étage.


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


………………..1er étage à piston compensé.


…………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.


•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.

Flux principal DD

AABB

CC

Effet de trompe ou effet venturi

AnnexeAnnexe

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

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LE MATERIEL DU PLONGEURLE MATERIEL DU PLONGEUR

Matos perso que personne y toucheMatos perso que personne y touche

Les consolesLes consoles

Compas Compas

et boussoleset boussoles


Le parachute Le parachute de palierde palier

Lampes et Lampes et pharesphares

Un truc qui Un truc qui coupecoupe


Les masquesLes masques Les PalmesLes Palmes

Le TubaLe Tuba


Gilet et bouée improprement appelés « stabilizing »Gilet et bouée improprement appelés « stabilizing »



Les autres immergeables et Les autres immergeables et instruments de mesureinstruments de mesure

AnnexeAnnexe

Présentation de quelques schémas

AnnexeAnnexe

AnnexeAnnexe

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