De plus en plus performant, le détendeur est l’un des équipements indispensables peu importe son utilisation : plongée loisir, profonde, tek, voyages dans les eaux tropicales ou plongée sous glace, il y ‘en a pour tous les goûts !
Un brin d’histoire : La naissance du scaphandre autonome
Nous cherchons depuis l’Antiquité à explorer de nouveaux territoires, en découvrir les richesses, les protéger ou les exploiter.
C’est dans cet optique que l’Homme dans sa conquête du milieu marin a cherché à accroitre les durées de ses excursions sous-marines.
Au départ, le principe est simple : respirer via un tuyau de l’air issu du milieu terrestre depuis la surface jusqu’au fond où se trouve le plongeur.
Malheureusement, ces derniers rencontrent un problème de taille : à partir de quelques centimètres de profondeur atteinte, inspirer au travers du tuyau devient impossible !
L’air que respire le plongeur est à une pression atmosphérique de 1 bar alors que sous l’eau, cette pression augmente de 1 bar tous les 10m. La différence de pression est trop forte pour que les muscles ventilatoires du plongeur puissent l’aider à respirer convenablement.
Pour combler cette différence, il faut donc trouver une solution pour fournir de l’air à une pression de départ égale à celle qui s’exerce sur le plongeur quelle que soit la profondeur.
Ainsi, vers la fin du 17ème siècle on faisait descendre de grandes cloches en bois, dans laquelle des scaphandriers pouvaient effectuer des tâches subaquatiques (entretient des canaux…).
Naissance du Scaphandre autonome :
Ce n’est véritablement que depuis l’invention du détendeur, que le plongeur devient libre de ses mouvements, on parle alors de scaphandre autonome.
Le principal objectif du détendeur est de fournir de l’air à la demande et à pression ambiante.
Fin du 19ème siècle en plein air industriel, 2 ingénieurs Français, Benoït Rouqayrol et Auguste Denayrouze, inventent un dispositif destiné aux ouvriers des mines de charbons.
Cet appareil dispose d’une membrane et d’un clapet permettant de respirer sur demande et à pression ambiante, de l’air contenu dans un réservoir d’une trentaine de bar d’air.
C’est la naissance du détendeur, et son principe basé sur la détente de l’air est à l’heure actuelle encore celui que nous utilisons dans les détendeurs modernes.
PA = Pression Ambiante
BP = Basse pression
HP = Haute pression
L’arrivée d’air Haute Pression depuis la bouteille est coupée par un clapet, lui-même relié à une membrane par l’intermédiaire d’un pointeau. La pression ambiante du milieu extérieur pousse la membrane vers l’intérieur du dispositif.
Lorsque le plongeur inspire, il se créé une dépression à l’interieur du détendeur, ce qui déforme la membrane vers l’intérieur.
Le clapet relié à la membrane par le pointeau va à son tour quitter son siège et laisser passer l’air, avant de revenir à sa place initiale lorsque le plongeur cesse d’inspirer.
Musée du Scaphandre – Espalion :
Ce rapport de force entre les 2 extrémités du passage d’air permet le fermeture ou l’ouverture du clapet.
Cependant pour réaliser une dépression suffisante permettant le passage de l’air coupé par un petit clapet et une HP très élevée, la surface de la membrane devait être incroyablement grande et l’autonomie réduite.
Vers le modèle de Cousteau Gagnant
Deux problèmes doivent être résolus, l’autonomie et la diminution de l’encombrement du dispositif.
Une solution est de jouer sur les forces qui agissent sur le clapet en ajoutant 2 leviers au modèle précédent. De plus, un tuyau annelé est ajouté qui permet de renvoyer l’air expiré contre la membrane pour compenser les différences de pression.
Il s’agit du premier vrai détendeur à 1 étage cependant subsiste quelques défauts :
Notamment une respiration devenant difficile en fonction de la position du plongeur et l’apparition d’un espace mort à cause du tuyau.
Alors comment résoudre ce problème d’espace mort ?
En plaçant une gamelle au niveau de la bouche du plongeur mais avec une pression diminuée et non une haute pression.
Le détendeur à 2 étages :
Comment diminuer la pression dans le premier étage ?
En empêchant la membrane de remonter après l’équilibre des pressions à l’intérieur du détendeur.
Pour cela, il suffit d’ajouter sur la membrane, un ressort.
Ce ressort est taré et sa force vient s’ajouter à la pression ambiante du milieu pour former la moyenne pression.
Donc dans ce détendeur pour obtenir un équilibre des pressions, il faut que les forces qui permettent d’ouvrir le claquet et celles qui permettent de le fermer s’annulent :
Avec ce mécanisme, on constate que quand la pression (HP) dans la bouteille diminue au cours de la plongée, la MP, elle aura tendance à augmenter.
Les conséquences sur la plongée : moins il y a d’air dans la bouteille, plus il est facile d’inspirer.
Or ce phénomène ne va pas dans le sens de la sécurité !
Comment stabiliser cette MP en fin de plongée ?
Il faut trouver un système pour que la diminution de la haute pression n’ait aucune influence sur l’action de la membrane.
La solution est de faire arriver perpendiculairement l’air sur le clapet, ce qui rend les variations de la haute pression sans conséquence sur ce dernier, et sans effet sur la MP.
Jessica Flavigny, acheteuse matériel de plongée.
Jonathan, conseiller au rayon plongée à Thonon.
