"SCUBA", qui signifie plongée, est une abréviation des mots - appareil respiratoire sous-marin autonome. Les initiales « SCUBA » sont apparues en 1939 aux États-Unis pour expédier des appareils respiratoires aux plongeurs militaires. Comme pour le radar, ces abréviations sont devenues si connues qu'elles n'étaient souvent plus en majuscules, mais ont plutôt été utilisées comme un mot indépendant, par exemple en gallois, il est utilisé comme « sgwba ». L'appareil de plongée fournit au plongeur le gaz respiratoire nécessaire sous l'eau.
Table des matières
Il existe aujourd’hui deux types d’équipement de plongée sous-marine
Cycle ouvert
Les appareils en boucle ouverte en Europe, mais pas aux États-Unis, sont souvent appelés « plongée sous-marine », Aqua-Lung. Dans celui-ci, le plongeur inspire par l'appareil et expire l'air dans l'eau. Ce type d’équipement est relativement simple, ce qui le rend peu coûteux et sécuritaire. La plongée en circuit ouvert est plus courte que la plongée avec recycleur, en raison du poids et du volume de l'appareil. Il n'est pas rentable d'utiliser des composés gazeux coûteux tels que l'hélium ou le trimix. De nombreux plongeurs utilisent de l'air standard (oxygène 21%, azote 79%). Le cylindre est presque toujours tiré vers l'arrière. « Appareils jumeaux » avec des sacs à dos à deux cylindres, plus courants dans les années 1960, les bicylindres sont généralement utilisés par des plongeurs expérimentés en raison de la durée de plongée accrue qu'ils offrent au plongeur. Ces articles sous-marins étaient vendus par les plongeurs de sports aériens, constitués de sacs à dos à trois cylindres. Les plongeurs spéléologiques accrochent parfois ces cylindres sur leur devant.
Cycle fermé
Aussi appelés rebrizers. Dans ce cas, le plongeur inspire à partir de l'appareil et y expire à nouveau, où le gaz expiré est recyclé pour le rendre à nouveau respirable. Étant donné qu'il reste 80% ou plus d'oxygène dans le gaz normalement expiré, on peut conclure que le gaz est utilisé avec parcimonie dans les recycleurs, ce qui rend le processus de plongée plus long et le coût des mélanges spéciaux moins cher, ce qui est nécessaire pour des technologies plus complexes et des besoins de formation et d'expérience plus larges. Il existe trois variantes de recycleurs : les recycleurs à oxygène, les recycleurs à double boucle fermée et les recycleurs à boucle entièrement fermée.
Les deux types de plongée sous-marine impliquent une alimentation en air ou autre gaz respiratoire, généralement provenant d'une bouteille à haute pression attachée au corps du plongeur. La plupart des bouteilles de plongée en circuit ouvert et certains recycleurs disposent également de régulateurs appropriés qui contrôlent l'alimentation en gaz respiratoire. Certains recycleurs, comme les avions à réaction, n'ont qu'un régulateur d'air d'alimentation constant. Parfois, les plongeurs utilisent le mot « plongée » pour désigner uniquement les appareils en circuit ouvert.
Appareil en boucle ouverte
La plongée en circuit ouvert est souvent présentée à tort dans les journaux et à la télévision comme un fournisseur « d'oxygène », probablement en raison de la ressemblance implicite avec les bouteilles d'oxygène des pilotes d'avion. Jusqu'à récemment, dans les années 90, lorsque le nitrox à air enrichi a commencé à être utilisé avec une large acceptation, presque tous les plongeurs sportifs utilisaient encore de l'air comprimé simple. Techniquement, cela a permis à l'industrie de la plongée sous-marine aux États-Unis de rester épargnée par la Food and Drug Administration (FDA), qui interdit l'utilisation de mélanges air-gaz dans le traitement ou la prévention des maladies. L'utilisation de mélanges de gaz exotiques est actuellement destinée à supprimer les accidents de décompression en plongée, mais officiellement, la FDA considère que les plongeurs n'utilisent que de l'air comprimé.
À une pression partielle d'environ 1,6 atmosphère, l'oxygène devient toxique. La plongée en boucle ouverte peut fournir une variété de gaz respiratoires, mais rarement de l'oxygène pur, sauf en fin de décompression, en plongée technique.
Certains plongeurs utilisent du nitrox à air enrichi, qui contient un pourcentage accru d'oxygène, généralement 32% ou 36% (EAN32 et EAN36 respectivement). Cela leur permet de rester sous l’eau plus longtemps car leurs tissus corporels absorbent moins d’azote.
Avec le régulateur demandé
Ce type d'appareil se compose d'une ou plusieurs bouteilles de plongée contenant du gaz respiratoire, qui sont reliées au détendeur de plongée à haute pression (généralement 200-300 bars). Le régulateur fournit au plongeur la quantité de gaz requise à la profondeur d'eau appropriée. Familièrement, ce type d'appareil respiratoire (selon les pays anglophones) est souvent appelé aqua-lung, bien que le mot « Aqua-Lung » soit le nom exact du produit, protégé par le brevet Cousteau-Gagnan.
Plongée sous-marine en boucle ouverte "Twin tube"
Il s'agit du premier type de valve très demandé en plongée qui est devenu d'usage général, on pouvait le voir dans les émissions d'aventure sous-marine typiques des années 60 telles que "Sea Hunters".
Pour ce type d'appareil, deux (ou généralement un ou trois) étages de régulateurs sont contenus dans un grand arc de vanne monté au-dessus du sac à dos du cylindre. Ce type se caractérise par deux larges tubes respiratoires, comme de nombreux recycleurs modernes - l'un pour l'inspiration, l'autre pour l'expiration. Le tuyau d'expiration n'est pas destiné à l'inhalation, mais parce que l'évacuation de l'air doit se faire à l'arrière, à la même profondeur que la cloison du deuxième étage des régulateurs, pour éviter les changements de pression. Cela induit un écoulement libre du gaz, ou une résistance respiratoire supplémentaire, en fonction de la position du plongeur dans l'eau, et les appareils modernes à tube unique ont évité de déplacer le détendeur de deuxième étage prévu devant l'embout buccal du plongeur. L'appareil à double tube est livré avec un embout buccal, un masque complet est facultatif. Une autre option est un embout buccal connecté au tube de plongée et une valve qui relie la plongée au tube.
Il y a des milliers d'images dans les bandes dessinées qui dénaturent les plongeurs à deux cylindres et à deux tubes, avec un large tube respiratoire venant du haut de chaque cylindre, sans régulateur.
Plongée sous-marine en circuit ouvert "One tube"
La plupart des appareils de plongée en boucle ouverte modernes sont équipés de détendeurs de plongée constitués d'une soupape de surpression de premier étage située au-dessus de la soupape de puissance de la bouteille de plongée. Cette vanne répartit la pression dans la bouteille (qui peut être supérieure à 300 bars) à une pression inférieure constante, environ 10 bars au-dessus de la pression ambiante, qui est utilisée dans la partie « basse pression » du système. Un tube basse pression relativement fin le relie au régulateur de deuxième étage, ou valve nécessaire, situé dans l'embout buccal. L'expiration s'effectue à travers une cloison à sens unique dans la chambre de valve requise, directement dans l'eau, tout près de la bouche du plongeur. Ce type est appelé "monotube". Le premier modèle de plongée de ce type était le Purpoise (Dolphin), fabriqué à partir d'un appareil de plongée fabriqué en Australie.
Tous les équipements de plongée modernes disposent d'une valve de deuxième étage de rechange située sur le deuxième tube. Cette configuration est appelée "pieuvre" car elle comporte généralement de nombreux tubes pour différentes tâches sortant du haut du cylindre principal. Le deuxième régulateur de « deuxième étage », ou « source d'air de secours », ou « sécurité supplémentaire » ou « sécurité secondaire », est généralement jaune (indiquant son utilisation comme dispositif de secours ou d'urgence). Il est généralement porté dans un bouchon à friction spécial sur la poitrine du plongeur. Ici, il est facile de le saisir, ou de l'offrir à un autre plongeur, au moment où il a besoin d'air. De cette manière, ce deuxième embout permet à deux plongeurs devant partager une même bouteille de respirer à partir de leurs embouts respectifs. L'idée originale de la "pieuvre" a été conçue par Sheck Exley comme un ensemble de natation unique permettant aux plongeurs spéléologiques de distribuer l'air dans un espace étroit, mais elle est maintenant utilisée comme ensemble standard en plongée récréative. Les régulateurs de niveau principal « pieuvre » modernes se caractérisent par des ports haute pression, qui sont utilisés avec des capteurs informatiques, et des ports supplémentaires pour des tubes basse pression supplémentaires, des kits de flottabilité pour les mécanismes de gonflage.
De plus en plus, au 21e siècle, des embouts « de sécurité » supplémentaires ont été combinés avec un gonfleur et un composant d'aspiration pour un mécanisme de compensation de flottabilité. Certaines écoles de plongée recommandent au plongeur de donner d'abord son propre embout à la victime tout en utilisant un embout de sécurité supplémentaire. En effet, un plongeur qui n'est pas en détresse a beaucoup plus de temps pour regrouper son équipement après avoir perdu le souffle.
Plongée sous-marine cryogénique en circuit ouvert
Il existe plusieurs modèles de plongée cryogénique en boucle ouverte dotés de réservoirs d'air liquide au lieu de cylindres.
Jordan Klein a modélisé et presque prototypé le plongeur cryogénique en boucle ouverte Mako.
Le russe Kriolang (du grec cryo-(frost) + anglais "lung") a été copié de la plongée sous-marine "Mako" de Jordan Klein. Le lien des rebrizers de la plage de Janwillem montre des photos d'un Kriolang de 1974. La durée de la plongée est possible pendant quelques heures. Il doit être rempli immédiatement avant utilisation.
SCAMP (Supercritical Air Mobility Pack) est un appareil respiratoire à boucle ouverte à air liquide de surface modélisé par la NASA pour être utilisé dans une combinaison spatiale.
Recycleurs
Dans les recycleurs, le gaz que le plongeur expire entre les respirations est stocké dans le contre-poumon. Dans certains recycleurs, une valve unidirectionnelle dirige le gaz directement à travers la « boucle ». Dans d'autres recycleurs, le gaz inhalé et expiré circule dans un seul tube, appelé système de valve. L'oxygène utilisé par le plongeur est généralement complété à partir d'une bouteille, le dioxyde de carbone expiré par le plongeur est éliminé en faisant passer le gaz dans un purificateur : une boîte de conserve remplie de chaux sodée. Le gaz peut alors être réinhalé en toute sécurité. Ce type de plongée est connu sous le nom de « boucle fermée ».
L'utilisation économique du gaz des recycleurs, généralement 1,6 litre d'oxygène par minute, permet des séjours sous-marins plus longs que ce qui est possible avec un équipement en boucle ouverte, où la consommation de gaz est au moins 10 fois supérieure. Bien que les recycleurs à oxygène aient une profondeur de plongée maximale d'environ 6 mètres/18 pieds, avec certains recycleurs entièrement fermés, lorsque du solvant à l'hélium est utilisé, des plongées aussi profondes que 100+ mètres/330+ pieds sont possibles. Le principal facteur limitant pour les recycleurs est la durée de vie du laveur, qui fonctionne généralement pendant environ 3 heures, et l'efficacité du laveur en profondeur.
Durée de la plongée
La durée d'une plongée en cycle ouvert dépend de la capacité (volume de gaz) de la bouteille, de la profondeur de la plongée et du mode respiratoire du plongeur.
Un plongeur à cycle ouvert, dont le rythme respiratoire en surface (à pression atmosphérique) est de 15 litres par minute, utilisera 3*15=45 litres de gaz par minute, à 20 m de profondeur. [ 20m/10m par bar) +1 bar pression atmosphérique ]* 15 L/min= 45L/min). Si une bouteille de 11 litres remplie à 200 bar a été utilisée jusqu'à la réserve de 17%, alors il y a ( 83%*200*11)= 1826 litres. A 45 L/min, la durée de plongée en profondeur sera au maximum de 40,5 minutes (1826/45). Ces profondeurs et durées sont typiques des plongeurs expérimentés qui souhaitent explorer les récifs coralliens à leur guise, en utilisant des bouteilles en aluminium de 200 bars louées auprès d'associations commerciales de plongée sous-marine sur des îles tropicales ou des stations balnéaires.
Une plongée avec un recycleur à boucle fermée est environ trois fois plus longue qu'avec un recycleur ouvert ; le gaz est recyclé, mais du gaz frais est fourni indépendamment pour remplacer l'oxygène utilisé, et tout excès de gaz est évacué. Comme ce type d'appareil utilise le gaz de manière beaucoup plus économique, le plongeur doit transporter des bouteilles plus petites en termes de poids. Pourtant, le système en boucle fermée permet de plonger deux fois plus longtemps qu’une plongée en boucle ouverte (environ 2 heures).
Les plongeurs utilisant des recycleurs à oxygène utilisent environ 1 litre d'oxygène par minute, ce qui équivaut à la même quantité que les recycleurs entièrement fermés. Sauf pendant la course ascendante, lorsqu'un recycleur à cycle entièrement fermé fonctionne correctement, il n'utilise pas de solvant. Ainsi un plongeur qui dispose d'une bouteille d'oxygène de 3 litres remplie à 200 bars et qui a laissé du 25% en réserve a la possibilité de plonger pendant 450 minutes (3 L* 200bar*0,75/1). Le facteur limitant de cette plongée est que la durée de conservation de la chaux sodée du clarificateur est plus courte.
En pratique, la durée d'une plongée est affectée par divers facteurs, tels que la température de l'eau et les exigences de sécurité en matière de remontée.
