Mécanique du détendeur : Piston, membrane et maintenance de survie

Vous êtes à 120 mètres de profondeur. L'eau est à 4 degrés Celsius. C'est le noir complet. La seule chose qui sépare vos poumons du poids écrasant de l'océan Atlantique est une pièce de laiton usiné et quelques joints toriques en caoutchouc.

Les plongeurs récréatifs sous les tropiques traitent leur équipement comme des jouets. Ils jettent leurs détendeurs dans le sable. Ils les rincent sans regarder. Ils supposent que l'air coulera toujours.

Je ne laisse rien au hasard. En plongée à saturation, l'improvisation est la première étape vers des funérailles à cercueil fermé.

Pour survivre dans les abysses, ou même lors d'une simple immersion glaciale dans un fjord, vous devez comprendre la mécanique de votre support de vie. Vous devez savoir comment la pression est réduite et pourquoi votre choix de clapet est crucial lorsque la température chute. Et vous devez savoir comment le nettoyer sans le détruire.

Le premier étage : Dompter la bête

La bouteille sur votre dos contient du gaz à environ 3000 psi (200 bar). Parfois plus. Si vous preniez une bouffée de cela directement dans vos poumons, ils éclateraient comme des sacs en papier mouillé.

Le premier étage est le muscle. Il se fixe au robinet de la bouteille et réduit cette pression massive à une « pression intermédiaire » (intermediate pressure). C'est généralement autour de 9 à 10 bars au-dessus de la pression ambiante. C'est un transformateur abaisseur pour le gaz.

Il existe deux manières principales de réaliser cette magie mécanique : le Piston et la Membrane.

Détendeurs à piston

Les détendeurs à piston sont simples. Ils possèdent moins de pièces mobiles. À l'intérieur, un piston métallique creux se déplace d'avant en arrière contre un ressort pour contrôler le débit d'air.

Le bon : Ils délivrent des volumes d'air massifs. Si vous êtes profond et que vous respirez fort, un piston compensé de haute qualité fournit du gaz sans effort.

Le mauvais : Dans la conception standard, l'eau pénètre dans la chambre du ressort principal. C'est parfait dans les Caraïbes. En Norvège ? C'est un désastre. L'eau gèle autour du piston. Le détendeur se bloque en position ouverte. Vous passez en débit continu (free flow). Votre bouteille se vide en quelques secondes. L'océan se remplit de bruit et de bulles. Vous avez un problème.

Détendeurs à membrane

Ce sont mes préférés. Une membrane en caoutchouc souple sépare le mécanisme interne de l'eau extérieure. Une tige transfère la pression de la membrane au siège de la soupape.

Le bon : Ils sont étanches. L'eau de mer glaciale ne touche jamais les pièces métalliques mobiles à l'intérieur. Ils résistent au gel, à la vase et à la crasse.

Le mauvais : Ils comportent plus de pièces. Ils sont légèrement plus complexes à réviser. Mais la complexité est un prix juste à payer pour ne pas voir de cristaux de glace se former à l'intérieur de votre système de survie.

Compensé vs Non-compensé

C'est ici que la physique frappe votre portefeuille.

Non-compensé : La pression de la bouteille aide à pousser le clapet pour le fermer ou l'ouvrir. À mesure que la bouteille se vide et que la pression chute, l'effort respiratoire change. Il devient plus difficile de respirer à mesure que vous descendez profondément et que votre réserve diminue. C'est du matériel bon marché. Équipement de location. Je ne l'utiliserais même pas pour nettoyer ma piscine.

Compensé : Le mécanisme est conçu de manière à ce que la pression de la bouteille n'affecte pas la force requise pour ouvrir la soupape. Vous obtenez le même débit d'air à 200 bar qu'à 50 bar. Vous obtenez la même aisance respiratoire à 10 mètres qu'à 100 mètres. Si vous plongez profond, vous plongez compensé.

Voici le récapitulatif pour les pragmatiques :

Le deuxième étage : La soupape à la demande

Le gaz quitte le premier étage par un flexible à pression intermédiaire. Il atteint le deuxième étage. C'est la partie que vous avez en bouche.

Le deuxième étage prend ces 9 ou 10 bars et les fait descendre à la pression ambiante. C'est une soupape « à la demande » (demand valve). Elle ne vous donne du gaz que lorsque vous inhalez.

À l'intérieur, il y a un levier. Lorsque vous aspirez, la pression à l'intérieur du boîtier chute. La membrane (une différente de celle du premier étage) est poussée par la pression de l'eau à l'extérieur. Elle appuie sur le levier. Le levier ouvre la soupape. Vous recevez de l'air.

Lorsque vous expirez, vous repoussez la membrane, le levier se ferme et la soupape d'expiration s'ouvre pour laisser s'échapper les bulles.

C'est simple. Mais s'il est mal réglé, vous vous battez pour chaque inspiration. C'est ce qu'on appelle le « travail respiratoire » (work of breathing). Un travail respiratoire élevé entraîne une accumulation de CO2. L'accumulation de CO2 mène à la panique. La panique mène à la mort.

Maintenance : Ne soyez pas un idiot

J'ai vu des plongeurs terminer une plongée, jeter leur détendeur dans un bac de rinçage sans le bouchon de protection, et s'en aller.

Si j'étais leur superviseur, je les licencierais sur-le-champ.

La partie la plus critique du premier étage est le filtre fritté. C'est un petit maillage métallique à l'entrée. Il empêche la rouille et la poussière de la bouteille de pénétrer dans le siège haute pression délicat.

Si vous laissez l'eau entrer par l'orifice du premier étage, vous inondez le système haute pression. L'eau corrodera les ressorts. Elle dégradera les lubrifiants. Elle ruinera le manomètre.

Le protocole de nettoyage

1. Sécurisez le bouchon anti-poussière : Avant que l'eau ne touche le détendeur, le bouchon doit être sur l'entrée du premier étage. Il doit être sec. Il doit être serré. Si vous utilisez des valves DIN (ce que vous devriez faire, les étriers sont pour les touristes), assurez-vous que le bouchon fileté est scellé.
2. Pas de rinçage à haute pression : Ne projetez pas d'eau sur le premier étage avec un tuyau. Vous pourriez forcer l'eau à passer les joints. Un débit doux uniquement.
3. N'appuyez pas sur le bouton de purge : Lorsque le détendeur trempe et n'est pas sous pression, n'appuyez jamais sur le bouton de purge du deuxième étage. Cela ouvre la soupape et permet à l'eau de remonter dans le flexible jusqu'au premier étage. Je vois des gens faire ça dans les bacs de rinçage tout le temps. Ils inondent leur propre matériel.
4. Faites-le tremper : Les cristaux de sel durcissent comme du béton. Un trempage rapide ne sert à rien. Laissez-le dans l'eau douce pendant une heure. Laissez le sel se dissoudre.
5. Séchez-le : Suspendez-le. Gardez-le à l'abri du soleil direct. Les rayons UV détruisent les tuyaux en caoutchouc.

Signes que votre équipement rend l'âme

Une défaillance mécanique arrive rarement instantanément. La machine vous avertit. Il suffit d'écouter.

1. Le sifflement (Fuites)

Si vous entendez un sifflement provenant du premier étage lorsque vous mettez la bouteille sous pression, vous avez une défaillance de joint torique ou du siège haute pression. Ne plongez pas. Si ce siège lâche sous l'eau, la pression intermédiaire va monter en flèche. Le deuxième étage ne pourra pas la contenir. Il passera violemment en débit continu.

2. Montée en pression intermédiaire (IP creep)

Parfois, l'aiguille du manomètre tressaute. Ou le deuxième étage laisse échapper une petite bulle toutes les quelques secondes. C'est une « montée de MP » (IP creep). Le siège haute pression à l'intérieur n'est plus parfaitement étanche. La pression fuit du côté bouteille vers le côté flexible. Finalement, cela forcera l'ouverture du deuxième étage. Il faut voir un technicien.

3. Résistance respiratoire accrue

Si vous devez aspirer fort pour obtenir de l'air, quelque chose ne va pas. Le filtre est peut-être colmaté. La hauteur du levier est peut-être trop basse. Le lubrifiant a peut-être séché. Une respiration difficile provoque du stress. Le stress tue.

Une leçon glaciale

Je me souviens d'un travail en mer du Nord. En hiver. Nous travaillions sur une bride de pipeline. J'utilisais un détendeur de secours que je n'avais pas révisé depuis deux ans. Je pensais que ça irait. C'était juste un secours.

Je l'ai pris lors d'un changement de gaz. L'eau était proche du point de congélation. Dès que j'ai pris une inspiration, le piston non-étanche a gelé. Le choc thermique était trop fort. Le détendeur s'est bloqué ouvert.

J'ai eu l'impression que quelqu'un m'enfonçait une lance à incendie dans la gorge. Le gaz m'a frappé avec une telle force que mes joues claquaient. J'ai dû jouer avec le robinet de la bouteille pour respirer sans subir de dommages pulmonaires. J'ai avorté la plongée. J'ai perdu ma prime. Je suis passé pour un amateur.

Depuis, je vérifie tout. Je fais réviser mon matériel chaque année, quel que soit le nombre de plongées effectuées.

Le métal se corrode. Le caoutchouc pourrit. Le sel détruit.

Votre détendeur est la seule chose qui vous permet de visiter le monde hostile sous la surface. Traitez-le avec respect. Rincez-le correctement. Révisez-le souvent.

Ou restez sur le bateau. Il y fait plus chaud de toute façon.