Brevet FR2822129A1 — publié le 20020920

DISPOSITIF RESPIRATOIRE SUBAQUATIQUE ALTERNATIVEMENT FLOTTANT OU SUBMERSIBLE La présente invention concerne un dispositif respiratoire subaquatique comportant notamment un réservoir d'air comprimé que le plongeur entraîne avec lui en plongée, généralement en le portant sur le dos. La plupart des dispositifs utilisés jusqu'à présent utilisent un réservoir sous forme de bouteille capable de contenir de l'air (ou tout autre mélange gazeux respirable) sous une pression élevée, par exemple de l'ordre de 200 bars. Un inconvénient majeur de ce type de bouteilles d'air comprimé tient d'abord au fait qu'elles doivent être remplies en utilisant des compresseurs à moteur thermique ou électrique puissants qui permettent de porter la pression interne de la bouteille aux environs de 200 bars. Si cela présente l'avantage d'offrir une importante autonomie de respiration en immersion, en revanche cela nécessite de regonfler la bouteille après environ 40 minutes de plongée en se rendant dans une station technique spécialisée qui n'est pas forcément à proximité. Un autre inconvénient réside dans le poids de telles bouteilles que le plongeur doit porter sur lui pour se rendre sur le lieu de la plongée et au cours de la plongée elle-même. Selon un premier aspect l'invention, il est remédié à cet inconvénient en proposant un dispositif respiratoire subaquatique comportant son propre moyen de rechargement en air, par exemple sous la forme d'une pompe entraînée manuellement ou à pied, cette pompe étant intégrée au dispositif et permettant d'injecter dans le réservoir de l'air sous une pression de l'ordre de quelques dizaines de bars, par exemple vingt bars. Ainsi le plongeur peut recharger lui-même son réservoir sur place, entre deux plongées, sans avoir l'obligation de se rendre dans un centre technique spécialisé. Le plongeur pourra disposer, avec une bouteille d'une dizaine de litres, d'une autonomie de cinq à quinze minutes en immersion, en fonction de la profondeur et de sa consommation d'air. Par ailleurs, les dispositifs classiques de respiration subaquatiques ne permettent un déplacement efficace sur l'eau que lorsqu'ils sont portés sur le dos. Le plongeur doit alors nager avec la tête sous l'eau, donc il doit utiliser l'air contenu dans le réservoir. Lorsque le plongeur désire gagner un site de plongée précis, généralement éloigné du bord, il doit donc s'y rendre soit en bateau, soit en utilisant une partie de l'air contenu dans le réservoir, ce qui diminue d'autant son autonomie sous l'eau une fois arrivée sur le site choisi. Lorsque le dispositif comporte un réservoir de grande capacité, notamment un réservoir dans lequel l'air peut être stocké à haute pression, cet inconvénient reste supportable. Dans le cadre d'un dispositif selon l'invention, dans lequel les moyens de rechargement et la conception du réservoir ne permettent pas de stocker l'air sous une pression supérieure à quelques dizaines de bars, la perte d'autonomie devient rédhibitoire vis-à-vis de la quantité d'air embarquée. Aussi, selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif proposé doit permettre au plongeur de se rendre sur le site exact de la plongée sans fatigue et sans consommer l'air contenu dans le réservoir. Ainsi, alors que les dispositifs respiratoires subaquatiques selon l'art antérieur sont peu faciles à utiliser du fait qu'ils nécessitent généralement une infrastructure importante à la fois pour le regonflage du réservoir et pour amener le plongeur sur le site de plongée, la présente invention a pour but de proposer un dispositif respiratoire subaquatique qui, en résolvant les problèmes posés par les dispositifs antérieurs, sera particulièrement adapté pour être utilisé de manière très autonome, en l'absence de toute structure ou de toute organisation extérieure, ceci afin de permettre aux plongeurs de pratiquer leur activité en tous lieux et en totale liberté. Dans ce but, l'invention propose un dispositif respiratoire subaquatique caractérisé en ce qu'il comporte : - un réservoir d'air comprimé ; - une pompe à action humaine de rechargement en air du réservoir ; - une structure creuse pouvant, selon le désir du plongeur, être remplie de gaz ou vidée de son gaz, pour rendre le dispositif soit flottant à la surface de l'eau, sa flottabilité étant alors au moins suffisante pour supporter le poids du dispositif respiratoire gonflé, soit submersible pour une utilisation portée lors de la plongée ; - des moyens de portage permettant au plongeur de porter le dispositif sur le dos ; - et en ce que, lorsque la structure creuse est remplie de gaz, le réservoir, la pompe et la structure creuse sont intégrés au dispositif de manière à former un ensemble flottant de forme hydrodynamique de telle sorte que le plongeur soit susceptible de se reposer sur l'ensemble flottant pour avancer à la surface de l'eau. La présente invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre, et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniques possibles. Cette description donnée à titre d'exemple non limitatif, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée en référence aux dessins annexés sur lesquels : La figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif respiratoire subaquatique autonome alternativement flottant ou submersible, selon un premier mode de réalisation de l'invention. La figure 2 est une vue en perspective d'un dispositif respiratoire subaquatique autonome alternativement flottant ou submersible, selon un second mode de réalisation de l'invention. La figure 3 est une vue schématique d'un dispositif respiratoire subaquatique selon la figure 1 ou 2 en phase d'utilisation par un plongeur dans une phase d'approche. La figure 4 est une vue schématique d'un dispositif respiratoire subaquatique selon la figure 1 ou 2 en phase d'utilisation tiré par un plongeur par exemple en phase de retour. La figure 5 est une vue schématique d'un dispositif respiratoire subaquatique selon la figure 1 ou 2 en phase d'utilisation par un plongeur, en mode immergé, pendant une phase de plongée. Le dispositif respiratoire subaquatique 1 désigné sur la figure 1 comporte d'une manière globale : - un réservoir d'air comprimé 2 ; - des moyens à action humaine 3 de rechargement en air qui sont par exemple réalisés sous la forme d'une pompe intégrée au réservoir 2 ; - un embout 4 destiné à être mis en bouche par un plongeur 5 lors de l'immersion, cet embout pouvant par exemple comporter un détendeur ; - un tuyau flexible 6 d'alimentation en air reliant un orifice de sortie d'air du réservoir 2 à l'embout 4, un manomètre 7. Ces différents éléments réunis forment un bloc de plongée autonome. Selon un aspect de l'invention, la pompe à action humaine peut être une pompe manuelle ou une pompe manoeuvrable au pied. Elle peut être disposée à côté du réservoir, de préférence dans un carter commun, ou elle peut être directement intégrée à l'intérieur du réservoir. Dans tous les cas, cette pompe permet, lorsque le dispositif est à l'air libre, de recharger le réservoir jusqu'à une pression de l'ordre de quelques dizaines de bar, par exemple entre 8 et 40 bars. En effet, il existe par exemple des systèmes de pompage à action humaine qui permettent de recharger un réservoir d'une dizaine de litres sous une pression d'une vingtaine de bars en un temps inférieur à 10 minutes. Ainsi, le plongeur peut, de manière autonome, recharger son réservoir immédiatement après avoir effectué une première plongée, en peu de temps, sans avoir besoin d'énergie extérieure, et sans avoir à se rendre dans une station technique spécialisée. Cet aspect confère donc au dispositif selon l'invention une grande liberté d'utilisation en permettant au plongeur d'effectuer plusieurs plongées successives, même dans les lieux les plus reculés. De plus, l'utilisation d'un réservoir à moyenne pression permet une plus grande liberté dans le choix de la forme du réservoir et dans les matériaux utilisé pour sa fabrication. Il est notamment possible de réaliser des réservoirs beaucoup plus légers que les bouteilles traditionnelles à haute pression. Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif 1 comporte de plus une structure creuse 8 qui peut, selon le désir du plongeur 5, être remplie ou vidée d'un mélange gazeux, pour rendre le dispositif respiratoire 1 soit flottant à la surface de l'eau pour se rendre sur les lieux de la plongée et/ou en revenir, soit submersible pour une utilisation portée en phase d'immersion. Dans les exemple illustrés, la structure creuse 8 est associée au bloc de plongée autonome 1 en l'entourant au moins sur ses deux côtés latéraux la, lb, pour former, en y introduisant de l'air (ou un autre gaz), un ensemble flottant sur lequel le plongeur 5 est susceptible de prendre place en s'y asseyant ou en s'y allongeant pour se reposer ou avancer à la surface de l'eau (figure 3). Selon une autre utilisation de l'invention représentée à la figure 4, la structure creuse 8 est associée au bloc de plongée autonome 1 en l'entourant au moins sur ses deux côtés latéraux, pour former, en y introduisant de l'air (ou un autre gaz), un ensemble flottant susceptible d'être relié par un câble court 10 au plongeur 5, de manière que celui-ci puisse nager librement pour se déplacer à la surface de l'eau ou à proximité de celle-ci, tout en remorquant ledit ensemble flottant. En mode immergé, comme représenté sur la figure 5, la structure creuse 8 est vidée de son air pour former un ensemble submersible porté par le plongeur 5 en cours de plongée, par exemple par l'intermédiaire de bretelles 11. Grâce au fait que, en immersion, le dispositif de plongée est porté par le plongeur, ce dernier conserve une parfaite liberté de déplacement sous l'eau, dans les trois dimensions. Notamment, il peut plonger à la profondeur qu'il veut, pénétrer dans des petites grottes sous-marines, ou encore circuler au milieu de rochers. De telles évolutions ne sont pas possibles avec des dispositifs de type narguilé dans lesquels le réservoir d'air reste à la surface de l'eau lorsque le plongeur est en immersion. Dans ce cas, le plongeur est relié au réservoir par un tuyau d'alimentation dont la longueur est forcément limitée, ce qui limite la profondeur de la plongée. Ce tuyau présente de plus le risque de s'accrocher à de multiples obstacles (rochers, coraux, algues, etc.). D'une manière générale, la structure creuse 8 forme au moins une enceinte étanche susceptible d'être remplie d'air (ou d'un autre gaz) ou d'être vidée de son air, par exemple par l'intermédiaire d'une valve 9. Le volume de cette structure creuse est choisi pour assurer au dispositif 1 une flottabilité suffisante pour supporter le poids du dispositif respiratoire subaquatique et pour supporter également une partie du poids du plongeur pour permettre au plongeur de s'y appuyer. Selon le premier exemple de réalisation représenté à la figure 1, la structure creuse 8 forme une enceinte étanche d'un seul tenant, rapportée autour du bloc de plongée 1, sur deux côtés latéraux la, Ib et un côté transversal lc correspondant à l'avant de l'ensemble, lorsqu'il est flottant. Dans ce premier exemple, la structure creuse est réalisée en un matériau souple, c'est-àdire en l'occurrence sous la forme d'un boudin gonflable en forme de U. Dans ce cas, le volume (et la forme externe) de la structure creuse varie en fonction de la quantité d'air qui y est injectée. Cette structure souple présente l'avantage de ne pas nécessiter l'admission d'eau à l'intérieur de la structure pour rendre le dispositif submersible. Ainsi, lorsqu'on souhaite de nouveau rendre le dispositif flottant, il n'y a pas d'eau à chasser, donc le volume de gaz nécessaire est faible, guère supérieur au volume interne de la structure creuse. Selon le second exemple de réalisation représenté à la figure 2, la structure creuse est formée par deux enceintes étanches 8A, 8B solidaires du bloc de plongée lA, de part et d'autre de celuici, pour former un ensemble flottant compact. De préférence, les deux enceintes 8A et 8B sont interconnectées pour permettre un bon équilibre de l'ensemble. Dans cette variante de réalisation, les deux enceintes étanches 8A, 8B sont par exemple réalisées en un matériau rigide, de manière à conserver un volume constant. Dans ce cas, lorsque l'on souhaite diminuer la flottabilité du dispositif, il est nécessaire d'admettre de l'eau à l'intérieur la structure creuse. Pour faciliter l'évacuation de l'eau lorsqu'on veut rendre le dispositif flottant à nouveau, on pourra prévoir que l'eau et l'air soient, à l'intérieur de la structure creuse, contenus dans deux chambres séparées, ces chambres étant des chambres à volume variable. Les deux chambres peuvent être délimitée l'une de l'autre dans la structure creuse par un piston mobile ou par une membrane déformable et l'addition des volumes des deux chambres sera toujours sensiblement égale au volume interne de la structure creuse. L'utilisation d'une structure creuse rigide permet, lorsqu'elle n'est que partiellement remplie d'eau, et à condition de pouvoir fermer cette structure afin de l'isoler de l'eau extérieure, d'éviter que la flottabilité du dispositif ne varie en fonction de la profondeur à laquelle évolue le plongeur. En effet, lorsque la flottabilité du dispositif est contrôlée à l'aide d'une structure souple soumise à la pression de l'eau extérieure, les variations de pression ambiante dues aux variations de profondeur du plongeur entraînent une variation du volume de la structure souple, donc une variation de son niveau de flottabilité. Dans tous les cas, le réservoir, les moyens de rechargement et la structure creuse sont intégrés au dispositif, de préférence à l'intérieur d'un carter unique, de manière à former, lorsque la structure creuse est remplie d'air, un ensemble flottant qui est de forme à la fois hydrodynamique et anatomique. En effet, le dispositif doit permettre au plongeur de s'appuyer dessus. Il faut donc que la forme d'au moins l'une de ses faces, qui est la face supérieure lorsque le dispositif est utilisé comme flotteur, permette au plongeur de s'y installer confortablement. Cette face sera de préférence sensiblement plane ou légèrement creusée pour que le plongeur puisse y reposer son torse. Cette face supérieure pourra par exemple aussi être sur laquelle sont agencées les bretelles 11 Pour que le flotteur soit hydrodynamique, il faut éviter que la face inférieure, opposée à la face supérieure d'appui du plongeur, ne présente de protubérances. De manière avantageuse, cette face présente une extrémité avant formant une sorte d'étrave pour diminuer encore plus la résistance à l'avancement du dispositif lorsque le plongeur s'en sert comme flotteur. Plutôt que d'être intégrée au dispositif de chaque côtés du réservoir, la structure creuse pourrait être agencée le long de l'une ou l'autre des faces supérieure ou inférieure du dispositif. Le gaz qui est injecté dans la structure creuse pour augmenter la flottabilité du dispositif peut provenir directement du réservoir. De cette manière, il est permis de regonfler la structure avec l'air résiduel du réservoir 2, après la phase de plongée, pour assurer sa flottaison pendant la phase de retour. Pour éviter de prélever de l'air du réservoir, lequel est destiné à être respiré, on peut prévoir que le gaz provienne d'une autre source, par exemple d'une cartouche d'air comprimé. La quantité d'air nécessaire au contrôle de la flottabilité n'est en effet pas très importante, et une petite cartouche peut parfaitement suffire. On peut même envisager de munir la structure creuse d'un embout permettant au plongeur de la remplir en soufflant à l'intérieur par récupération de l'air exhalé. En variante (non représentée), on pourra prévoir que le dispositif comprenne une petite pompe manuelle auxiliaire qui soit munie d'une prise d'air déportée à l'extrémité d'un tuyau capable de dépasser à la surface de l'eau lorsque le plongeur se trouve à proximité immédiate de la surface, par exemple à moins d'un mètre de la surface. Ce tuyau peut être rigide, à la manière d'un tuba, ou il peut être souple, auquel cas la prise d'air déportée sera de préférence flottante. Par ce système, le plongeur pourra rétablir la flottabilité du dispositif en fin de plongée même s'il ne dispose plus d'air dans le réservoir 2, ceci avant d'enlever le dispositif de son dos et avant de revenir complètement à la surface. Bien entendu d'autres perfectionnements peuvent être imaginés sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. L'ensemble ainsi constitué est particulièrement bien adapté à la plongée de loisir à faible profondeur, voire à l'initiation de la plongée, puisque les contraintes sont minimes tant en phase d'approche qu'en phase de plongée. Surtout, ce dispositif respiratoire procure au plongeur sous l'eau la même liberté de mouvement que les dispositifs traditionnels portés sur le dos, tout en pouvant être mis en oeuvre sans aucune contrainte d'infrastructure. REVENDICATIONS 1. Dispositif respiratoire subaquatique (1, lA), caractérisé en ce qu'il comporte : - un réservoir d'air comprimé (2) ; - une pompe à action humaine (3) de rechargement en air du réservoir ; une structure creuse (8) pouvant, selon le désir du plongeur (5), être remplie de gaz ou vidée de son gaz, pour rendre le dispositif (1) soit flottant à la surface de l'eau, soit submersible pour une utilisation portée lors de la plongée ; des moyens de portage (11) permettant au plongeur de porter le dispositif sur le dos ; et en ce que, lorsque la structure creuse (8) est remplie de gaz, le réservoir, la pompe et la structure creuse sont intégrés au dispositif de manière à former un ensemble flottant de forme hydrodynamique de telle sorte que le plongeur (5) soit susceptible de se reposer sur l'ensemble flottant pour avancer à la surface de l'eau. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure creuse (8) est intégrée au dispositif (1) en entourant le réservoir (2) au moins sur ses deux côtés latéraux (la, lb). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure creuse (8) est intégrée au dispositif en étant intercalée entre le réservoir (2) et les moyens de portage (11). 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure creuse (8) est intégrée au dispositif (1) en étant agencée sur une face du dispositif qui est opposée à celle sur laquelle sont agencés les moyens de portage. 5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la structure creuse (8) est une structure souple dont le volume varie en fonction de la quantité de gaz qui y est injecté. 6. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la structure (8) est une structure rigide dont le volume est sensiblement constant et dans laquelle le gaz est au moins partiellement remplacé par de l'eau pour rendre le dispositif submersible. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la structure creuse est destinée à être remplie par du gaz contenu dans le réservoir (2). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une pompe manuelle auxiliaire disposant d'une prise d'air déportée pour remplir la structure d'air en fin de plongée lorsque le plongeur se trouve à proximité de la surface. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la flottabilité du dispositif lorsque la structure creuse (8) est remplie de gaz est alors au moins suffisante pour supporter le poids du dispositif respiratoire et au moins une partie du poids du plongeur nageant à la surface de l'eau. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pompe à action humaine (3) et le réservoir (2) sont aptes à assurer le rechargement et le stockage de l'air sous une pression de l'ordre quelques dizaines de bar.