Cours N4 – Matériel Détendeurs et Gilets stabilisateur

• Lexique / rappels

• Principe de base

• Dans la réalité

• Choix du détendeurs

• Points d’attention

• Gilets stabilisateurs

• Synthèse

• Histoire des détendeurs

Sommaire

Lexique / rappelsC’est l’piston - André « Bourvil » Raimbourg, 1948

• Rappels lexicaux sur les termes utilisés dans le cours

• Termes techniques• Piston

• Siège / clapet

• Détendeur

• Haute / moyenne pression

• Bilan des forces

Lexique des termes utilisés

• Définition• « Un piston, en mécanique, est une pièce rigide ou articulée se déplaçant dans

une chambre de forme adaptée pour assurer la variation du volume de la chambre : ceci permet la conversion d'une pression en énergie mécanique ou inversement. »

• Très courant en mécanique (moteur de voiture, vérin hydraulique, seringue médicale, compresseur, etc.)

• Des joints sont utilisés pour assurer l’étanchéité (toriques, plats, etc.)

• Composant principal d’un détendeur

Le « Piston »

Le « Piston »

• Schéma basique • Photo

• Dispositif permettant de contrôler un écoulement d’air

• Le « clapet » est la partie assurant l’étanchéité• Le clapet subit la pression • Le clapet est souvent fait d’un joint plat pour assurer l’étanchéité

du milieu

• Le « siège » est la partie au travers de laquelle s’effectue l’écoulement de fluide • Le clapet vient « s’asseoire » sur le siège afin de fermer

l’écoulement de fluide

Le « Siège » et le « Clapet »

• On distingue deux types de clapets

• Le clapet « amont »• La pression pousse le clapet pour le fermer

• Ex: le bouton de gonflage de l’inflateur

• Le clapet « aval »• La pression pousse le clapet pour l’ouvrir

• Ex: soupape de purge du gilet

Le « Siège » et le « Clapet »

Le « Siège » et le « Clapet »

• Une force est une représentation simplifiée d’une action mécanique (poussée, traction)

• Une force se représente par une flèche avec• Une direction

• Un sens

• Une valeur en Newton (N)

Le « Bilan des forces »

• Elle se calcule en fonction d’une pression (P) et de la surface sur laquelle elle s’exerce (S)

Le « Bilan des forces »

• Exemples• Gravité

• Traction

• Poussée

• Pression

• Frottement

• Magnétisme

• Etc.

Le « Bilan des forces »

• Définition :• « Appareil servant à détendre un gaz conservé sous pression,

avant sa sortie. »

• Détendeurs à deux « étages »• Premier étage : Haute pression -> Pression Intermédiaire

• Deuxième étage : Pression Intermédiaire -> Pression Ambiante

Le « détendeur »

• Plusieurs types de pressions entrent en jeu dans les détendeurs• Haute pression (HP)• Moyenne Pression (MP)• Pression Intermédiaire (PI)• Pression ambiante (PA)

• La MP varie entre 8 et 10 bar• PI = MP + PA

• Par abus de langage, la PI est de temps en temps appelée MP

« Moyenne » et « Haute » pression

Principes de baseVous n’avez pas les bases - Orelsan, 2018

• Nous allons distinguer deux grandes familles de détendeurs• Détendeurs simples

• Détendeurs compensés

• Plusieurs technologies existent• Détendeur à piston

• Détendeur à membrane

• Chaque constructeur développe des technologies autour de ces concepts (surcompensation, antigivre, etc.)

Types de détendeurs

Schéma basique

Piston

FHP

FR

FPA

FPI

PI

• Dans un détendeur simple, la HP agit directement sur le piston

• Bilan des forces• FHP + FR + FPA = FPI

• La valeur de la PI dépend, entre autres, de la HP• Plus la HP baisse, plus la PI baisse

Détendeur simple

• La pression est identique en tout point dans le détendeur

• Le clapet/siège est maintenu ouvert• Force du ressort

Bloc fermé =

=

=

• Augmentation de la HP

• Flux d’air depuis le bloc• Vers la chambre MP

• La MP repousse le piston• Le clapet ferme l’arrivée de HP

Bloc ouvert ++

+

+

• L’inspiration créé une dépression• Baisse de la PI

• Le clapet/siège se rouvre

• La HP donne l’air nécessaire

Inspiration ++

-

-

• Arrêt de la dépression

• Le système se remet à l’équilibre• Fermeture du clapet/siège

• Jusqu’à la prochaine inspiration

Expiration ++

+

+

• La HP influe sur la PI• Baisse de la HP, baisse de la PI

• Plus la HP est basse, plus l’effort inspiratoire à fournir est important• A certaines profondeurs, impossibilité d’inspirer• Si PA > PI, le 2ème ne fonctionne plus

• Il existe une solution• La compensation

Problème

• Le principe est simple, sortir la HP du bilan des forces• Au lieu d’arriver face au piston, elle arrive perpendiculairement

• Bilan des forces• FR + FPA = FPI

• La HP n’entre plus dans

le bilan des forces

La compensation

• Le piston est remplacé par une membrane et une aiguille

Détendeur compensé à membrane

• Le deuxième étage fonctionne de la même manière

• Il réduit la PI en pression ambiante afin de permettre au plongeur de ventiler

• La conception est légèrement différente de celle d’un premier étage

• Les mécanismes de compensation existent également

Deuxième étage

Schéma de base

Membrane

Levier

Bouton surpression

Ressort

PI

Valve champignon

Schéma de base

PI

La compensation

• Même principe que pour un premier étage• Sortir la PI du bilan des forces

• Faciliter la ventilation malgré les variations de pression

• Plusieurs mécanismes existent

L’effet venturi

• Définition• « L'effet Venturi, du nom du physicien italien Giovanni Battista

Venturi, est le nom donné à un phénomène de la dynamique des fluides où il y a formation d'une dépression dans une zone où les particules de fluides sont accélérées. »

• L’effet venturi a tendance à faire fuser le détendeur

• Plusieurs mécanismes existent pour contrer les effets néfastes du venturi

L’effet venturi

Dans la réalitéAs-tu déjà fait ces rêves Néo,

qui semblent plus vrais que la réalité? - Morpheus

Scubapro MK25

Scubapro S600

Choix du détendeurIl n’y a pas dans que la date qu’on peut avoir le choix

• Il n’existe pas de règle précise dans le choix d’un détendeur

• Chaque détendeur dispose de ses caractéristiques propres• Débit maximal• Nombre de sorties• Compensé / non compensé• Membrane / Piston• DIN / Etrier• Etc.

• Cependant…

Comment choisir son détendeur?

Recommandations

Piston non compensé Piston compensé Membrane compensé

Profondeur < 20m > 20m > 20m

Guide de palanquée Non conseillé Conseillé Conseillé

Milieu aquatique Eau chaudes Eau froides Eaux turbides

Prix = + ++

Robustesse Très robuste Robuste (piston) Fragile (Membrane)

• Le DIN protège les joints exposés à la pression et il y a possibilité de monter à plus de 200 bar de HP

• Nombre de sorties (Manomètre, Sonde, Etanche, etc.)

• Prix d’achat / prix de l’entretien

• L’article A. 322-80 dit:• « En milieu naturel, la personne encadrant la palanquée est munie

[…] d’un équipement de plongée avec deux sorties indépendantes et deux détendeurs complets ; »

• Vous devez disposer de deux premiers étages• Attention au « routage » de vos flexibles

• Pensez à la sécurité de votre palanquée et au confort d’utilisation

Règlementation

Routage

Points d’attentionAttention derrière vous!

• Attention au sens des clapets

• Clapet amont avec clapet amont• Pas de mélange entre les constructeurs (1er et 2ème étage)

• En cas de défaillance d’un clapet/siège• Surpression dans la MP : explosion du flexible

Sens des clapets

• La détente d’un gaz baisse sa température• Sensation de froid lors de la plongée en circuit ouvert

• Dans certaines condition, du givre peut se créer• Air dans le bloc anormalement humide

• Température de l’eau froide

• Présence d’eau dans le 1er étage

• Demande d’air énorme à un instant T (stab + inspiration forte)

Givre

• Le clapet n’est plus étanche• Augmentation de la PI

• Comme nous avons suivi les recommandations• Le flexible ne va pas exploser

• Le second étage se met en débit continu

• Le bloc se vide très vite• 50 bar restant dans le bloc en moins de 3 minutes à 30m de fond

Givre

• Un des problèmes que vous allez rencontrer souvent

• D’où est ce que ça fuit?• Flexible?• Joint?• Détendeur?

• La fuite pose-t-elle un danger pour la plongée?• Une micro fuite du Direct System• Le joint de l’étrier

Fuites

• Savoir identifier et réagir en cas de fuite• Aussi bien sur l’eau que sous l’eau

• Réparer la fuite• Changer un joint

• Changer un flexible

• Envoyer en réparation lorsque la fuite n’est pas réparable par vous même

Fuites

• « Je prends l’eau dans le détendeur »

• Savoir identifier d’où vient l’eau• Mauvaise position du détendeur dans la bouche• Embout buccal percé• Membrane percée• Boitier fêlé• Premier étage défaillant

• Réparer la prise d’eau si possible

Prise d’eau

• « Je met où le détendeur après la plongée? »

• Savoir quelles sont les règles d’entretien général• Rinçage à l’eau claire

• Désinfection

• Séchage

• Stockage au sec

Entretien général

Gilets stabilisateurMet ton gilet, il fait pas chaud!

• Flexible connecté à l’inflateur permettant l’apport d’air au gilet

• Flexible démontable à la main• Embout (prise femelle)

• About (prise mâle)

• Clapet dans l’embout pour éviter les fuites d’air lorsqu’il est déconnecté

Le Direct System

Schéma

• Ensemble de clapets / sièges

• Permet d’insérer de l’air dans le gilet

• Permet également de vider l’air du gilet• Purge lente

L’inflateur

L’inflateur

• Il existe d’autres purges sur le gilet

• On les appelle les purges rapides

• Ce sont également des clapets/sièges• Permettant une sortie d’air en cas de surpression

La purge

La purge

• Sans rentrer dans l’esthétique, il existe plusieurs familles de gilets• Gilets réglables• Gilets enveloppants• Wing / Gilet dorsal• Gilet jaune (OK je sors…)

• Chaque forme de gilet a des avantages et des inconvénients

• Attention au volume du gilet • Adapté par rapport à la pratique

Formes de gilet

Avantages / inconvénients

Gilet réglable Gilet enveloppant Wing / Dorsale

Confort +++ ++ +++

Ajustement ++ - +++

Position de l’airRéparti sur le haut du

corps / dosTout autour du corps

Uniquement dans le dos

Volume Entre 10 et 25 litres Entre 10 et 30 litres Jusqu’à 60 litres

Accroches Dépendant du modèle Dépendant du modèleEntièrement customisable

Prix ++ ++ +++

• Un des points d’attention principaux• Lors de la préparation de la plongée

• Connaissance du matériel de la palanquée

• Il est impératif de connaitre le fonctionnement des gilets de la palanquée• Perte de temps en cas de problème

• Risque de sur-accident

Inflateurs et purges

Inflateurs et purges

Inflateurs et purges

SynthèseThèse, antithèse, synthèse, pourvu qu’il se taise!

• Réfléchissez à votre rôle en tant que GP

• Qu’est ce que vous êtes susceptibles d’apporter à vos encadrés?

• A quoi vous allez être réellement confrontés lors des plongées?

A quoi ça sert tout ça?

• Savoir répondre aux questions posées par les encadrés

• « Tu me conseilles quoi comme détendeur? »• Expliquer les différences entre les modèles• Leurs domaines d’application (profondeur, température, milieu)

• « Tu me conseilles quoi comme stab? »• Position du lest• Position de l’air• Accroches / poches• Volume

Conseiller

• Savoir identifier le matériel de sa palanquée• Et les potentiels problèmes qu’il pourrait y avoir durant la plongée

• Quel inflateur? Quelle purge?• Bon à savoir si on doit effectuer une remontée assistée

• Le détendeur risque-t-il de givrer dans les conditions du jour?

Anticiper

• « J’ai l’impression que ça fuit, c’est grave? »

• Identifier les problèmes• Les régler quand c’est possible

• Les remonter à qui de droit

• Expliquer en cas de problème• La cause

• Le paliatif

Aider

Problèmes détendeurs

Panne / Incident Cause potentielle Solution

Eau dans le détendeur Panne au 2ème étage Réparation sur place / réparateur

2ème étage durImpuretés dans le mécanisme / levier déréglé

Réparateur

Mise en débit continu1er étage défectueuxClapet non étancheGivre

Réparateur

L’air n’arrive plus 1er étage défectueux Réparateur

Petite fuite de la chambre humide

Joint défectueux dans le premier étage

Réparateur

Fuite au niveau de la fixation du 1er étage

Problème de joint Changer le joint

Fuite / explosion de flexibleManque d’entretien du flexible

Changer le flexible

Problèmes gilets

Panne / Incident Cause potentielle Solution

Fuite au niveau du DS Flexible HS / impuretés Changer le flexible / réparateur

L’inflateur se bloqueImpuretés dans le

mécanismeRéparateur

Des bulles sortent de la stab Toile percée Changer de stab

Des bulles sortent de la purgehaute

Purge dévissée / clapet endommagé

Revisser la purge / réparateur

Histoire des détendeursJe sens que vous êtes détendus…

• Premiers brevets déposés en 1838• Le « détendeur de Guillaumet » était relié à la surface

• Il ne disposait pas de réserve d’air

• La pompe de surface était actionnée par des humains

• En 1864, le premier brevet de scaphandre autonome est déposé• Rencontre entre Benoit Rouquayrol et Auguste Denayrouze

• Pression maximale de 30 à 40 bar dans les réserves en fer

• Présentation et médaille d’or à l’exposition universelle en 1867

L’origine des détendeurs

• Premier détendeur en 1945• Le CG45 (Cousteau Gagnan 1945)

• Production pendant 10 ans

• Mise en vente sous le nom « Aqua Lung »

• Air Liquide lance en 1946 la marque « La Spirotechnique » et fabrique en série les détendeurs

• Modèles suivants: Mistral, Spiro 8, Cristal, etc.

L’ère Cousteau - Gagnan

L’ère Cousteau - Gagnan

• La France a joué un très grand rôle dans la mise au points des détendeurs que nous connaissons aujourd’hui

• Deux français ont inventé le Cristal Explorer, détendeur à deux étages proches de celui qu’on connait tous

• Un australien, Ted Eldred, a également inventé un détendeur à deux étages sous le nom de « Porpoise »

• FUN FACT, un collectionneur de détendeur s’appelle un « Spirodétérophile » ☺

Les détendeurs d’aujourd’hui

Les détendeurs d’aujourd’hui

Les détendeurs d’aujourd’hui

Merci à tousVous allez voir, c’est que du bonheur!