Détendeur, N4

1.      Justification : dans le cadre du N4, l’équipement est une unité évaluée lors de l’examen.

2.      Public : N4 en formation

3.      Objectif : comprendre le modèle, le principe de fonctionnement du détendeur.

4.      Prérequis : théorie N3. Les compresseur N4.

5.      Situer le cours : APRES compresseur N4. AVANT la réglementation.

6.      Equipement : matériel pédagogique, un détendeur à démonter et remonter dans le meilleur des cas. Comparaison de premier étages compensé et non compensé (orientation de la tourelle).

I)                Principe de fonctionnement

Le détendeur, comme son nom l’indique, détend l’air comprimé du bloc de plongée. Il détend l’air sous pression en deux étapes, appelées étages.

En effet, le premier étage détend l’air à Haute Pression HP pour l’amener à une Pression Intermédiaire PI (entre 8 et 10 bar).

Le deuxième étage détend l’air de la Pression Intermédiaire PI (entre 8 et 10 bar) jusqu’à la Pression Ambiante PA.

Le détendeur fourni de l’air :

-          Sur simple demande du plongeur (à l’inspiration)

-          A la pression ambiante, quelle que soit la profondeur ou position du plongeur et les conditions d’utilisation.

II)             Notions d’étanchéité

a.       Joints plats

b.      Joints toriques

Pour éviter les fuites, on utilise des joints dit « plats » en téflon entre la HP, la PI et la PA. D’autre part, les joints toriques des membranes ou des soupapes dont la particularité est de s’écraser sous la pression, pour une étanchéité parfaite.

III)         Fonctionnement : la réaction en chaîne.

1.      Inspiration = dépression dans la chambre PA du 2^ème étage.

2.      Abaissement de la membrane = appui sur le levier, mouvement du clapet qui s’écarte de son siège. L’air à la PI se détend dans le volume du 2^ème étage.

3.      Dans le 1^ème étage, la réaction en chaîne se poursuit : le piston se décolle du siège. La HP rentre dans la chambre PI et se détend entre 8 et 10 bar selon le modèle du détendeur et son réglage.

4.      Lorsque l’inspiration cesse, les forces s’équilibrent dans le 2^ème et le 1^er étage provoquant la fermeture des mécanismes.

IV)        Bilan des forces et compensation.

a.       Démonstration simple

Quel est le principe de la compensation ? Observez la différence entre les deux dessins de la fig.5.

Voici deux façons de boucher un évier, une bonde ou un tube plongeur. Dans le 1^er dessin, plus la hauteur d’eau est importante plus l’ouverture est difficile alors que l’utilisation d’un tube plongeur dans le 2^ème dessin nous affranchit de la pression de l’eau.

C’est là le principe de la compensation. Peu importe la pression de l’eau car celle-ci ne gêne pas la translation du tube plongeur.

b.      Non Compensé

Les forces d’ouvertures s’équilibrent avec les forces de fermeture (en dehors du déséquilibre cause par l’inspiration).

P = F/S soit F= P x S

Forces d’ouverture =

HP x Surface du clapet S1

+

Force du ressort

+ PA x Surface du Piston S2

↨

PI x Surface Piston S3.

= Forces de fermeture.

La caractéristique d’un détendeur non-compensé est que la HP (Haute Pression) participe au mouvement du mécanisme. Ici, elle agit sur l’ouverture du système. Plus la surface d’appui de la HP augmente, plus la surface d’appui de la PI doit aussi augmenter pour permettre l’équilibre.

Avec un détendeur non compensé, augmenter le débit nécessite une augmentation du diamètre de la HP, donc une nécessité d’augmenter la surface d’appui de la PI. Pour parvenir à des débits importants avec un détendeur non-compensé, on arriverait à des dimensions imposantes pour le premier étage.

c.       Détendeur compensé

Avec un détendeur compensé, la HP n’intervient plus dans l’équilibre des forces en jeu. Elle est mise de côté. Le détendeur compensé dépasse la difficulté de volume en s’affranchissant de la HP dans l’équilibre des forces. Le détendeur compensé rend l’ouverture et la fermeture du mécanisme indépendantes de la HP, tout en conservant une taille de boitier raisonnable et un débit important.

Nb) Dans les circonstances habituelles, un détendeur non-compensé bien réglé est tout aussi confortable que bon nombre de détendeurs compensés haut de gamme. La différence est notable dans des circonstances particulières : par exemple lors d’un essoufflement ou d’une assistance.

-          Respiration à deux sur un détendeur

-          Gonfler le gilet

-          Bouteille à 100 bar seulement.

En effet, en usage simultané, le compensé ne perd pas d’efficacité. C’est donc un élément essentiel pour la sécurité de la palanquée !

MK2	Piston standard	2 600 l / min
MK25	Piston compensé	10 000 l / min

Le détendeur compensé propose un débit 4 fois supérieur au non compensé. C’est donc un outil indispensable au guide de palanquée afin d’assurer la sécurité des plongeurs.

Ces vidéos permettent de visualiser et de comprendre la réaction en chaine opérée lors de la respiration sub-aquatique.

V)            Les risques de panne.

a.       Le premier étage

1.      Fuite au niveau de la fixation sur la robinetterie

→ joint de la robinetterie.

2.      Mise en débit continu du deuxième étage

→ usure ou défaut du joint d’étanchéité du clapet

3.      Petites bulles qui sortent de la chambre humide

→ joint toriques du premier étage défectueux

b.      Deuxième étage

Caractérisées par une entrée d’eau lors de l’inspiration

1.      Embout percé ou fendu

2.      Membrane défectueuse

3.      Fêlure du boitier

4.      Soupape d’expiration endommagée ou encrassée.

Bibliographie

Foret, A. (2010) Plongée plaisir Niveau 4. Gap.

Foret, A. Illustrapak

http://gerard.ciceron.pagesperso-orange.fr/detendeur.htm