Le Détendeur

1 - Introduction

Le but de cet article et des suivants est de comprendre le fonctionnement de cet appareil respiratoire et d’en faciliter le choix lors d’un premier achat. Il s’adresse plus particulièrement aux débutants parfois déroutés par la profusion des détendeurs existants et les termes techniques abscons. J’espère démystifier tout cela et expliquer clairement le fonctionnement, l’entretien et le domaine d’utilisation des différents types de détendeurs présents sur le marché.

 2 - Un peu d’histoire

Avant l’apparition du détendeur, les plongeurs étaient des " Pieds lourds " ; c’est à dire qu’ils étaient habillés d’un vêtement étanche et souple, surmonté d’un casque rigide alimenté en air depuis la surface via un compresseur et un tuyau. Les semelles étaient plombées afin de permettre la marche. L’air circulait librement dans le casque et le vêtement.

Il faut attendre le début des années 40 pour que les idées de Cousteau soient matérialisées par Emile Gagnan (ingénieur à l’Air Liquide) à partir du principe du détendeur servant à alimenter les moteurs à gazogène ! Après quelques mises au point le premier détendeur à un étage est né : c’est le Cousteau-Gagnan.

 3 - Types de détendeurs

Le but du détendeur, est de "détendre" la haute pression de la bouteille (irrespirable telle quelle) vers la pression ambiante. Pour ce faire, on utilise des détendeurs à 1 ou 2 étages. Les premiers, sont les ancêtres des détendeurs et ne sont plus utilisés aujourd’hui sauf par les nostalgiques, les curieux et les collectionneurs. Ils ne se fabriquent plus depuis longtemps et les " occases " se négocient fort chers. Les seconds, sont les détendeurs modernes actuellement utilisés ; l’air de la bouteille est détendu une première fois jusqu’à une pression moyenne et une seconde fois vers la pression ambiante. C’est celui ci qui sera traité dans ces articles.

 4 - Description extérieure

Comme son nom l’indique, le détendeur à 2 étages est composés de 2 étages de décompression.

 5 - Types d’étages

Tous les détendeurs à 2 étages fonctionnent selon le principe ci-dessus, mais chacun des étages ne détendent pas l’air de la même façon. En gros, les détendeurs d’entrée de gammes et bon marchés deviennent plus " durs " au fur et à mesure que la pression de la bouteille diminue et que la profondeur augmente ; néanmoins, ce sont des appareils fiables et d’un excellent rapport qualité/prix..

Les détendeurs haut de gamme sont bien plus souples quelle que soit la pression du bloc et la profondeur ; ils sont aussi fiables et aussi beaucoup plus chers ! Par exemple un détendeur d’entrée de gamme comme ceux du club valent de 600 à 1000 Fr. alors que les hauts de gammes font allègrement de 1700 à 3000 Fr. !!

Maintenant parlons technique.

Les premiers étages sont soit à piston soit à membrane et peuvent être compensés ou non.

Les deuxièmes étages sont à clapet amont (abandonnés), à clapet aval (le plus courant), à clapet aval compensé, à buse mobile, à clapet piloté avec ou sans micro fuites, à chambre déformable. Le tout réglable ou non ; avec effet venturi réglable ou non dans le but d’améliorer la souplesse de la respiration.

Tous ces principes seront passés en revue avec des dessins en coupe, des marques des références et des prix. Comme cela, vous saurez ce qu’est un POSEIDON " CYCLON 300 ", un SCUBAPRO " MK2 / R190 " ou un SPIRO " XL ".

Néanmoins il ne faut jamais perdre de vue qu’aussi perfectionné que soit le détendeur, il cesse de fonctionner lorsque la bouteille est vide !

La deuxième partie traitera des 1er étages non compensés

 6 - Les premiers étages :

 A - 1er étage à piston non compensé
 

1 - Description (cf. fig. 1)

Ce type d’étage est composé de :

B - 1er étage à piston non compensé réglable

Le ressort est taré à une certaine valeur et l’étage n’est pas réglable. La seule façon de rétablir la M. P. lorsque le ressort vieillit, est de le changer (certains interposent une cale afin de le comprimer un peu plus afin d’augmenter sa force). Mais, si on met un ressort surdimentionné, et un contre ressort à compression réglable, on obtient un premier étage à piston non compensé réglable dont le schéma fig. 2 décrit le fonctionnent.

Ce système était utilisé sur les SPIROTECHNIQUE CLUB, 25/10, PRO des années 1980 et permettait un réglage fin du détendeur.

 C - 1er étage à membrane non compensée

Le principe de fonctionnement est identique à celui du 1er étage à piston comme le démontre le schéma fig. 3.

L’avantage de la membrane (en matéraux polymère très fin) est d’assurer une parfaite étanchéité entre les chambres M. P. et humide ainsi qu’une meilleure résistance au givrage surtout si la chambre humide est emplie de gel silicone. Néanmoins, ce type d’étage est plus cher à l’achat et à l’entretien ce qui explique qu’il est plutôt utilisé sur les 1er étages compensés plus perfectionnés.

D - Modèles présents sur le marché.

Pour des raisons commerciales, les détendeurs ne sont fabriqués que pour peu de temps. En effet, le "design" est important pour la vente et un détendeur de 2 ans est déjà un ancêtre ; Ce qui n’enlève rien à leurs qualités. Les fabricants produisent les pièces détachées même lorsque le modèle n’est plus commercialisé. Il ressort de tout cela que si la forme extérieure des détendeurs change, leur fonctionnement est strictement identique ! L’intérieur d’un SPIRO CLUB des années 1980 est quasiment identique à celui d’un SPIRO RANGER actuel. De génération en génération, les changements significatifs concernent la qualité de fabrication, les matériaux employés et les artifices "anti freezes" employés par chaque fabricant. Une autre raison du renouvellement fréquent des détendeurs, est le respect des normes civiles françaises, étrangères, européenne et militaires qui, à l’instar des règlements fédéraux, changent souvent !

 Le tableau ci-dessous réunit quelques détendeurs à 1er étage non compensé.

QUELQUES MODELES COURANTS DE 1995
MARQUE
Cressi sub
Beuchat
Spirotechnique
Scubapro
DESIGNATION
F3
VS3
RANGER XP
MKII/R190
TYPE 1er ETAGE
Piston non compensé
Piston non compensé
Piston non compensé
Piston non compensé
TYPE 2ème ETAGE
Clapet aval
Clapet aval
Clapet aval
Clapet aval réglage venturi

 

QUELQUES MODELES RECENTS
MARQUE
Spirotechnique
Spirotechnique
Spirotechnique
STar France
DESIGNATION
XL
Club, 25/10
Pro R, Pro RS

 

TYPE 1er ETAGE
Piston non compensé
Piston non compensé
Piston non compensé
Piston non compensé
TYPE 2ème ETAGE
Clapet aval
Clapet aval
Clapet aval réglage venturi
Buse mobile

 

QUELQUES MODELES TRES ANCIEN
MARQUE
Spirotechnique
Scubapro
Cavalero

 

DESIGNATION
Spiro 8
Mark 2
Air flux

 

TYPE 1er ETAGE
Piston non compensé
Piston non compensé
Piston non compensé

 

TYPE 2ème ETAGE
Clapet aval
Clapet aval
Clapet aval siège mobile

 

Bien évidemment, ces listes ne sont pas exhaustives !.

Fig. 4

 Pour terminer cette 2ème partie, voici fig. 4, la coupe du premier étage du détendeur SUPRA

La troisième partie traitera des 1er étages à piston ou membrane compensé.

 E) La compensation

On en parle très souvent et on vante sans cesse les mérites. C’est un argument commercial, mais souvent on ignore de quoi il s’agit et comment cela fonctionne.

Vous remarquez que la H.P. est inclue dans la formule, ce qui implique que la valeur de la M.P. est assujettie à celle de la H.P. En substance, cela signifie que la M.P. diminue proportionnellement à la H.P. et que cela rend le détendeur " dur " dans les basses valeurs de celle-ci. Le but de la compensation est de " sortir " la H.P. de la formule en rendant la M.P. indépendante de la H.P. En théorie, le détendeur cesse de fonctionner lorsque H.P. = M.P. = P.A.

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 1er dessin, plus la hauteur d’eau est importante plus l’ouverture est difficile alors que l’utilisation d’un tube plongeur dans le 2ème 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 gène pas la translation du tube plongeur.

Appliquons ce principe au 1er étage d’un détendeur.

 F) 1er Etage à piston compensé

1 - Description (cf. fig. 6)

Comme pour l’étage non compensé, on trouve :

2 - Fonctionnement

Lorsque l’étage n’est pas raccordé à un bloc, le piston, repoussé par le ressort, n’est pas en contact avec le clapet.

Lors de l’ouverture du bloc, l’air H.P. passe à travers le piston, se détend dans la chambre M.P. où il repousse le piston sur son siège. Jusque là, le fonctionnement est identique à celui du 1er étage non compensé. Ce qui est différent, c’est que la M.P. n’a plus besoin d’équilibrer la poussée de la H.P. sur le piston car celle-ci s’applique perpendiculairement à celui-ci. La translation du piston n’est en aucune manière affectée par la poussée de l’air H.P. du bloc. La seule différence, mais de taille, avec l’étage non compensé c’est que la valeur de la M.P. est parfaitement stabilisée même dans les petites valeurs de H.P.

3 - Précisions

Le fait que la M.P. n’est plus affectée par la H.P., entraîne l’équilibre des forces suivant :

 

M.P. x S2 = PA x S2 + F1

dans lequel S2 représente la surface du grand diamètre du piston et F1 la force du ressort.

Le détendeur cesse de fonctionner lorsque M.P. = PA = H.P., le ressort maintient alors le piston ouvert sur son siège. A titre d’exemple le 1er étage (haut de gamme) SCUBAPRO MK20 fournit une M.P. de 9 à 10 b (+ PA) et cela à 140 b comme à 20 b (rappelons que l’effort inspiratoire ne doit pas excéder 2 g/cm²). Le SCUBAPRO (toujours haut de gamme) MK20 / D400 nécessite un effort compris entre 0,8 et 1,0 g/cm².

4 - Exemples

Ce type d’étage est monté sur un très grand nombre de modèles comme les SCUBAPRO MK10/R190, SPIRO PIONNER XP, BEUCHAT VS4 etc. Il se reconnaît extérieurement à l’étrier qui est perpendiculaire au corps de l’étage, et à sa tourelle pivotante qui porte les sorties M.P. Certains modèles ont la chambre humide emplie de gel silicone (SCUBAPRO en option).

5 - Modèles présents sur le marché.

Le tableau ci dessous réunit quelques détendeurs à 1er étage à piston compensé.

QUELQUES MODELES COURANTS DE 1995
MARQUE
BEUCHAT
CRESSI SUB
CRESSI SUB
SPIROTECHNIQUE
DESIGNATION
VS4 R
FX PISTON
AIR MAX PISTON
PIONNER XP
TYPE 1er ETAGE
Piston compensé
Piston compensé
Piston compensé
Piston compensé
TYPE 2ème ETAGE
Clapet aval réglable
Clapet aval
Clapet aval réglable
Clapet aval

 

 

 

 

 

MARQUE
SPIROTECHNIQUE
SCUBAPRO
SCUBAPRO
SCUBAPRO
DESIGNATION
PIONNER NORDIC
MK10+/R190
MK10+/M5 POLAR
MK10+/METALLIQUE
TYPE 1er ETAGE
Piston compensé
Piston compensé
Piston compensé
Piston compensé
TYPE 2ème ETAGE
Clapet aval
Clapet aval réglage venturi
Clapet aval
Clapet aval réglable

 

 

 

 

 

MARQUE
SCUBAPRO
SCUBAPRO

 

 

DESIGNATION
MK20/G250
MK20/D400

 

 

TYPE 1er ETAGE
Piston compensé
Piston compensé

TYPE 2ème ETAGE
Clapet aval réglable
Clapet à flux coaxial

 

 

QUELQUES MODELES RECENTS ET ANCIENS
MARQUE
SPIROTECHNIQUE
SPIROTECHNIQUE
SCUBAPRO
SCUBAPRO
DESIGNATION
AQUALUNG 1986
ALISE 1971
MARK IV
MARK V
TYPE 1er ETAGE
Piston compensé
Piston compensé
Piston compensé
Piston compensé
TYPE 2ème ETAGE
Clapet aval
Clapet piloté
Clapet aval
Clapet aval

Ces listes ne sont toujours pas exhaustives bien sûr ! !

Les modèles de 1996 sont sensiblement identiques à ceux de 1995. Les premiers étages sont les mêmes, les différences apparaissent essentiellement dans le design des deuxièmes étages.

Pour conclure le chapitre sur le premier étage à piston compensé vous trouverez ci-contre, une coupe sur le premier étage Aqualung de la SPIROTECHNIQUE

 

 G) 1er Etage à membrane compensée

 

1 - Description (cf. fig. 8)

Voici les principaux composant de cet étage :

H ) Conclusion

Dans la Sirène précédente et celle ci, je vous ai présenté le principe de fonctionnement des 1er étages les plus utilisés. Il existe des étages qui mélangent " membrane et piston " (SPIROTECHNIQUE) et d’autres, totalement secs qui utilisent le principe de la micro fuite (SHERWOOD). Ces appareils n’apparaîtront pas dans le cadre de cette série d’article mais séparément car je préfère commencer par décrire ce que l’on utilise le plus souvent. La quatrième partie traitera des 2ème étages à clapet aval.

Pour conclure cette troisième partie, voici une coupe sur le premier étage à membrane compensée et chambre humide isolée SUPRA de la SPIROTECHNIQUE :

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