Scaphandre autonome
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Le scaphandre autonome est un dispositif individuel qui permet à un nageur d'évoluer librement en plongée avec une réserve d'air.
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[modifier] Historique
L'homme plonge depuis la nuit des temps en apnée mais il a toujours été limité par la durée et par la profondeur. Les problèmes à résoudre sont les suivants :
- l'approvisionnement en oxygène à bonne pression ;
- le rejet du gaz carbonique toxique pour l'homme ;
- l'augmentation de la pression de l'eau avec la profondeur qui empêche les mouvements d'inspiration (la pression à 10m de profondeur est le double de la pression atmosphérique) ;
- la mobilité.
Léonard de Vinci (1452-1519), imagine un masque avec tuyau amenant l'air au plongeur. Utilisable pour des profondeurs ne dépassant pas quelques dizaines de centimètres cette technique est irréaliste à partir d'1 mètre de profondeur, l'eau y exerce déjà sur la cage thoracique une pression équivalente à un poids de 200 kg, la respiration y est donc très difficile.
La cloche de Edmund Halley (1690) (physicien et astronome qui a découvert le cycle de la comète qui porte son nom) emprisonne de l'air qui est régénéré par un apport de tonneaux d'air[1].
John Lethbridge (1715) imagine l'armure de plongée dont une ouverture sert à l'alimentation en air par des soufflets et l'autre à l'évacuation de l'air vicié.
Le mot scaphandre, du grec skaphe (barque) et andros (homme), est utilisé pour la première fois en 1775 par l'Abbé de la Chapelle dans son ouvrage Traité de la construction théorique et pratique du scaphandre ou du bateau de l'homme[2].
Le scaphandre pieds lourds d'Augustus Siebe (1837) est constitué d'un casque rigide à hublots, alimenté en air (à une pression supérieure à la pression atmosphérique) par un tuyau relié à une pompe sur le bateau, d'une combinaison souple et de chaussures lestées. Il reste encore utilisé de nos jours pour certains travaux. On atteint des profondeurs de 60 à 90 m mais il y des accidents (section du tuyau, arrivée d'air aléatoire, noyade...) et un manque d'autonomie. Les déplacements sont lents ce qui est dû au poids (90 kg au total) et à la position verticale (résistance maximale de l'eau au déplacement). Le flux d'air est plus ou moins régulier et inadapté aux besoins du plongeur.
- Article détaillé : scaphandrier.
[modifier] Le scaphandre autonome
[modifier] Inventeur
C'est le Français Jacques-Yves Cousteau qui en 1943, commercialise avec Émile Gagnan le scaphandre autonome moderne. Il s'agit là de l'amélioration et de la modernisation d'inventions du XIXe siècle (Rouquayrol et Denayrouze) et du début du XXe siècle (Yves le Prieur). Le brevet co-déposé par Cousteau pour cette invention le mettra à l'abri du besoin pour le reste de sa vie.
La mise au point du scaphandre autonome est liée à plusieurs découvertes technologiques :
- l'invention de compresseurs efficaces et de bouteilles de stockage de l'air comprimé relativement légères (à partir des lois physiques sur la pression des gaz de Boyle et Mariotte (1660)) ;
- la mise au point de palmes par le commandant Louis de Corlieu en 1934 (déjà esquissées par Léonard de Vinci) ;
- la mise au point de valves avec détendeur pour les moteurs de voitures au gaz par Émile Gagnan au début des années 1940.
Cousteau et Gagnan se rencontrent et décident d'appliquer le système de détendeur automatique aux bouteilles d'air sous pression et créent, en 1943, le premier scaphandre autonome l'Aqualung. "le mistral" puis "le royal mistral". Par la suite "le spiro 8" sera une invention de Cousteau et Gagnan ,novateur par son système a deux étages ,ancètre de nos détendeurs modernes.
[modifier] L'équipement
Le scaphandrier autonome est habituellement équipé :
- d'un vêtement d'isolation thermique ;
- d'un masque qui entoure les yeux et le nez et qui rend possible la vision nette en plongée tout en permettant de compenser les variations de pression (par équilibrage de la pression de l'air capturé dans le masque) ;
- de palmes pour le déplacement ;
- d'une ou plusieurs bouteilles ; on parle de bloc de plongée ou de mono, bi ou tri pour préciser le nombre de bouteilles ; le bloc contient un mélange gazeux (air, nitrox ou trimix) sous pression entre 170 et 300 bar) dont la capacité à la pression atmosphérique peut être de 2,3,6, 9, 12, 15, 18 ou 20 litres de mélange. Ces blocs sont en acier, parfois renforcé par du carbone, ou en aluminium ;
- d'un détendeur, qui permet de respirer le mélange gazeux à la pression ambiante ;
- d'une stab reliée à la bouteille via le direct system lui permettant de faire varier sa flottabilité en fonction de la profondeur et de ses besoins.
- d'un manomètre, pour surveiller la pression du mélange gazeux dans le bloc et connaître la quantité de gaz restant ;
- d'instruments de décompression, le plus courant étant l'ordinateur de plongée, mais quelque uns utilisent encore une montre de plongée et une table de décompression ;
- d'un parachute de palier ;
- d'une ceinture de lest (si nécessaire).
Certains plongueurs utilisent un recycleur dans lequel l'air expiré est traité pour être respirable de nouveau sans danger : le CO2 est absorbé et l'air expiré est enrichi en oxygène. L'air circule ainsi en circuit fermé ou semi-fermé (Semi-closed Rebreather, SCR). La première solution ne dégageant aucune bulle en surface, elle est utilisée, entre autres, par les plongueurs de combat (mais elle ne permet pas les plongées profondes).
Dans un futur proche, il devrait être possible de voir arriver des scaphandres de plongée utilisant des fluides respiratoires à la place de mélanges gazeux.
[modifier] Utilisation
Le scaphandre autonome permet :
- de débiter l'air automatiquement en fonction des besoins du plongeur et non plus de façon continue ;
- de fournir l'air à la bonne pression soit celle correspondant à la profondeur de l'eau, ce qui permet au plongeur d'inspirer sans effort ;
- de se débarrasser facilement du gaz carbonique d'expiration.
Le gilet stabilisateur (stabilizing jacket en anglais, également abbrévié en « stab ») permet de changer la flottabilité et de s'équilibrer dans l'eau suivant le principe d'Archimède. La stab peut être gonflée à la bouche ou automatiquement avec le direct system, qui est reliée à la bouteille.
L'autonomie de plongée et d'exploration varie de 2 heures à 30 minutes suivant la profondeur (respectivement 10 m et 60 m sans tenir compte des paliers de décompression). Le déplacement est plus souple et rapide grâce à l'hydrodynamisme. On nage dans les 3 dimensions avec des palmes. Cependant les problèmes inhérents à la pression restent, et la respiration visible peut effrayer les animaux.
[modifier] Voir aussi
[modifier] Liens internes
[modifier] Liens externes
[modifier] Notes et références
- ↑ Dans le "De motu animalium" de Borelli publié en 1680 au chapitre "de natatum",on trouve la description d'un scaphandre autonome où le plongeur est alimenté par une outre. Il est dessiné sur une magnifique planche (tabula decimaquarta), derniere page de l'ouvrage. On trouve ce livre à la BNF.
- ↑ Paris, Debure père, 1775 (BNF V-25754)
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