Le matériel de plongée

Le matériel de plongée
Bouteilles – Détendeurs – Station de gonflage
Le matériel de plongée / Bouteilles - Détendeurs - Compresseur
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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.
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Plan
•
•
Utiliser le matériel ?
Les bouteilles
•
Les robinetteries
•
Les détendeurs
•
Station de gonflage
–
–
Réglementation applicable
Dérogation fédérale
–
–
Constituants de base, fonctionnement
Utilisation, entretien
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
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
–
–
–
–
Le compresseur
Constituants, principe de fonctionnement
Séparateur/décanteur – Cartouche filtrante
Réglementation applicable
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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)
• 6l
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 m3
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
…
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Réglementation applicable
•
Réglementation applicable « Appareils à pression »
•
Mentions obligatoires
– inspection
– requalification : inspection visuelle, épreuve hydraulique (1,5 x pression de service),
vérification organes de sécurité
– 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)
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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.
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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
– facilité de montage du (des) détendeur(s)
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insert
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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).
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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, …)
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Les détendeurs
•
Constitution
–
–
pièces : laiton chromé, inox, Titane, composites
2 types de mécanisme au 1er étage :
•
•
et
et
–
majorité de détendeurs à 2 étages de détente
•
•
•
à piston
à membrane
2 types de technologie : mécanisme « (sur)compensé »
« non compensé »
1er étage au niveau de la robinetterie du bloc
2ème étage en bouche
Performances – Qualités attendues
–
–
effort inspiratoire et expiratoire minimal
débit suffisant, ∀ HP et la t° ambiante, sans givrage
•
•
–
–
–
–
1er étage : ventilation + « accessoires »
2ème étage : ventilation
légèreté – 2ème étage (en bouche)
confort en bouche 2ème 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)
2ème étage, direct-system, console, manomètre
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Principales caractéristiques
1er étage
– pression maximale d’utilisation
• fixation INT
• fixation DIN
–
–
–
–
•
232 bar
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)
2ème étage
– débit
– poids
900 à 1.900 l/min
150 à 250 g
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1er étage à piston - Constituants de base, fonctionnement
Non compensé
Compensé
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1er étage à membrane - Constituants de base, fonctionnement
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2ème étage - Constituants de base, fonctionnement
•
2ème étage
Non compensé
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Compensé, effet venturi
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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
densité et la viscosité des gaz
impactent les performances « débit », « effort inspiratoire/expiratoire », « travail
ventilatoire »
Pour atteindre ou améliorer les performances
à ces effets et/ou introduire des systèmes les palliant :
–
–
–
–
–
–
–
rendre le détendeur insensible
réduction et/ou suppression des forces nécessaires au fonctionnement (compensation, surcompensation)
« assistance » au débit (effet venturi, effet vortex – 2ème 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
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La compensation
•
Mécanisme de base d’un 1er 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
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Compensé
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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
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Scubapro
Aqualung
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Signes de dysfonctionnements
•
1er étage
–
–
–
–
•
bulles sortant chambre pression ambiante
bulles au niveau de la fixation sur bloc
bulles au niveau des sorites MP ou HP
débit continu au 2ème étage, différé après ouverture
défaut d’étanchéité interne
mauvais montage, joint défectueux
mauvais montage, joint défectueux
mauvais réglage, défaut d’étanchéité du clapet
2ème étage
–
–
petit débit continu dès ouverture
entrée d’eau
mauvais réglage, défaut d’étanchéité du clapet
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
filtre HP, joints « externes » (y/c sorties MP et HP),
embout
dans tous les autres cas
Remise en état par un technicien
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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 »
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Norme NF EN 250 – Courbe test
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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 1er étage par le filtre
faire fuser le 2ème 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 1er étage
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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)
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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 Nm3/h ou « TPN » (de 6 m3/h pour système portable à près de 100 m3/h)
niveau sonore
instrumentation (alerte usure des filtres, sécurité de fonctionnement)
automatisation (marche/arrêt, purges)
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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
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Séparateur/décanteur – Cartouche filtrante
•
Séparateur/décanteur
–
•
force centrifuge : projection eau et huile en périphérie et
ruissellement vers le fond
purge
Cartouche filtrante
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Réglementation applicable
Compresseur :
•
•
cahier d’entretien (arrêté du 13/12/1999)
consignes pour le chargement (arrêté du 15/03/2000)
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