La bouteille de plongée, communément appelée « bloc » dans le jargon des plongeurs, constitue l'élément central du système de survie en immersion. Elle agit comme le réservoir pressurisé indispensable à la respiration humaine sous l'eau. Bien que la culture populaire, par analogie et confusion avec le matériel médical, ait tendance à qualifier d’« oxygène » les bouteilles de plongée, il est impératif de dissiper cette confusion : ces contenants ne contiennent jamais d’oxygène pur. L’air comprimé à 200 bars environ, emprisonné dans ces bouteilles métalliques étanches, est, comme celui que nous respirons sur Terre, un mélange généralement composé à 78 % d’azote (ou diazote), à 21 % d’oxygène (ou dioxygène) et à 1 % d’autres gaz.
Origines et principes de fabrication des blocs
L’invention de la bouteille de plongée serait attribuée à deux Canadiens : James Elliott et Alexander McAvity. Un brevet est déposé le 4 mars 1839 dans l'état du Nouveau-Brunswick et décrit que la personne qui se trouve sous l’eau transporte avec elle une quantité d’oxygène condensé ou d’air atmosphérique ordinaire proportionnelle à la profondeur de l’eau et suffisante pour le temps qu’elle est censée rester en dessous. Plus tard, un brevet de bouteille de plongée est déposé en 1860 par Benoit Rouquayrol.
Dans la technique contemporaine, les tubes, exempts de toute soudure, sont coupés à la bonne longueur avant d’être chauffés par induction puis mis en forme par fluotournage, un procédé dit ROTH du nom de la société qui l’a mis au point. Dans la plupart des cas, un bloc de plongée est fait d’acier ou bien d’aluminium, bien qu’il soit possible d’avoir un bloc en carbone. Les bouteilles en aluminium et en carbone peuvent être choisies pour éviter le phénomène de rouille que l’on peut rencontrer sur un bloc en acier. Les blocs sont ensuite traités et protégés contre les agressions thermiques et hydrauliques avant d’être contrôlés et mis en pression. Au cours de la fabrication, la totalité des bouteilles subissent un essai d’épreuve hydraulique à 1,5 fois leur pression de service.
Réglementation et sécurité des équipements sous pression
Dans l’Union européenne, depuis 2001, les bouteilles de plongée sont soumises à une réglementation sur les appareils à pression, via la directive européenne 97/23/CE, souvent appelée PED. La conception, la fabrication et le contrôle en usine sont réalisés sous le contrôle d’organismes notifiés auprès de la commission européenne pour la directive appareil à pression, tels que le Bureau Veritas, le Lloyd’s ou les TUV. Ce contrôle comprend notamment le respect de normes de fabrication, une épreuve hydraulique avant la mise en service et une requalification périodique. En France, les bouteilles de plongée d’un volume supérieur à 1 litre sont soumises à une requalification périodique obligatoire tous les 2 ans, accompagnée d’un contrôle régulier de l’état du matériel.
Caractéristiques techniques et gaz respiratoires
Le volume d’une bouteille de plongée standard est habituellement compris entre 4 et 20 litres, les plus courantes étant celles de 12 et 15 litres. Elles ont généralement une pression de service de 150, 176, 200, 232 ou 300 bars. Ces hautes pressions permettent de stocker une grande quantité d’air comprimé, par exemple 3000 litres d’air pour un bloc de 15 litres gonflé à 200 bars. Une méthode simplifiée de calcul de la capacité consiste à multiplier la capacité en eau de la bouteille par la pression en atmosphères.
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Au-delà de l'air comprimé, les bouteilles peuvent contenir d’autres mélanges respiratoires, tels que le Nitrox, l’Héliair, l’Hydrox ou le Trimix (mélange d’oxygène, d’hélium et d’azote, étiqueté TMx). Le choix du gaz dépend du type de plongée : le Nitrox, par exemple, permet d'améliorer certaines propriétés comme augmenter les profondeurs atteignables ou raccourcir les paliers de décompression. Lorsque les bouteilles sont remplies de gaz dont la teneur en oxygène est supérieure à celle de l’air, une attention supplémentaire doit être portée à leur propreté et aux lubrifiants et joints utilisés. Les bouteilles destinées à d’autres gaz portent des marquages spéciaux, comme « 100% Oxygen ».
La robinetterie : interface de contrôle du flux
La bouteille de plongée est équipée d’un robinet qui permet de libérer l’air contenu. Il sert à contrôler le flux de l’air provenant de la bouteille et à permettre à l’utilisateur de réguler la pression. Le robinet est composé d’un corps principal, d’un joint torique, d’un manchon, d’un joint, d’un bouchon et d’une valve de soupape. Cette dernière, actionnée par un mécanisme à levier ou à poussoir, est l’élément le plus important.
Il existe deux types de connexions : les robinets DIN, plus utilisés en Europe, et les robinets étrier, plus courants en Amérique du Nord. Pour respirer l’air contenu dans la bouteille, il est nécessaire d’y adapter un détendeur. Ce dernier permet d’adapter la haute pression contenue dans le bloc à la pression ambiante afin de rendre l’air respirable. Certaines robinetteries disposent d'un mécanisme de « réserve », un ressort taré à 30 bars qui bloque l'arrivée d'air précocement, bien que ce système soit moins utilisé depuis la démocratisation des manomètres.
Logistique, transport et accessoires de protection
Le transport des bouteilles est un défi majeur pour les plongeurs. Si, dans la pratique, il n’y a aucun problème à transporter une ou deux bouteilles dans une voiture, il faut rappeler que la bouteille est un objet très dangereux en cas d’accident. Les bouteilles doivent toujours être fixées à des supports spéciaux dans les porte-bagages, idéalement séparés par une grille solide. La chute d’une bouteille lourde, même de faible hauteur, entraîne très probablement la déformation du robinet et l’impossibilité de visser l’automate.
Pour le stockage ou l'habillage, les fabricants installent des protections en caoutchouc, appelées « pieds » ou « pantoufles ». Si certains plongeurs les retirent, notamment en plongée en grotte pour gagner du poids ou éviter l'accumulation d'humidité sous le caoutchouc, ces protections restent utiles pour éviter les chocs au fond de la bouteille. Heureusement, les fabricants de bouteilles en acier ont commencé à imiter les modèles en aluminium en proposant des bouteilles à fond plat, où la terminaison interne reste sphérique mais la paroi externe permet une stabilité verticale sans accessoire supplémentaire.
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Systèmes de remplissage et autonomie
Pour remplir une bouteille, il faut utiliser un compresseur à haute pression. Les méthodes incluent l’achat d’un compresseur personnel, bien que coûteux, ou le remplissage payant dans un centre de plongée. Pour les pratiquants souhaitant une exploration légère, il existe des mini bouteilles comme celles de la gamme MiniDive, allant de 0,2 L à 2 L. Ces systèmes peuvent être remplis via une pompe manuelle pour les très petits volumes, une station de transfert à partir d'un bloc principal, ou des mini compresseurs 12 V.
Spécificités des bouteilles de CO2 industrielles
Par contraste avec les bouteilles de plongée, l'utilisation de bouteilles de CO2 est courante dans les spectacles et l'industrie. Il est crucial de distinguer les bouteilles « NON TP » (sans tube plongeur) des modèles « TP » (avec tube plongeur). Les bouteilles « NON TP » diffusent le gaz à l'état gazeux, tandis que le tube plongeur prélève le gaz à l'état liquide au fond de la bouteille. L'utilisation d'une bouteille « TP » sur une machine nécessitant du gaz gazeux peut causer des dommages importants aux régulateurs et manomètres par gel du mécanisme. Les bouteilles de CO2 doivent toujours être utilisées en position verticale, jamais couchées, pour garantir le bon état de fonctionnement du dispositif de prélèvement.
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