Tuba et petite bouteille de plongée | Profondeur, sécurité, liberté

Les tubas sont imbattables grâce à leur absence totale de courbe d’apprentissage et à leur alimentation en air illimitée, mais ils sont strictement destinés à une utilisation en surface et offrent une sécurité et une liberté exceptionnelles. Les bouteilles de plongée miniatures (0,5 L-1 L) peuvent permettre des plongées à des profondeurs de 3-10 mètres pendant environ 5-15 minutes, mais elles impliquent des variations de pression et une mauvaise utilisation peut facilement entraîner un barotraumatisme pulmonaire.

Profondeur

Tuba

La plupart des tubas en forme de J mesurent entre 38 cm et 43 cm de long, avec un diamètre intérieur généralement d’environ 22 mm. Avec ces dimensions, l’espace mort interne reste approximativement compris entre 180 et 230 mL. La respiration calme d’un adulte au repos représente environ 500 mL.

Si le volume intérieur dépasse 250 mL, une grande quantité de gaz expiré reste piégée dans le tube. À l’inspiration suivante, environ 40 % de cet air vicié est réaspiré dans les poumons. La saturation en oxygène du sang peut passer de 98 % à 94 % en peu de temps. Plus le tube est étroit, plus la résistance respiratoire est importante.

La membrane de la valve de purge unidirectionnelle située à l’extrémité buccale a une épaisseur de 0,8 mm. Elle est généralement fabriquée en silicone d’une dureté Shore de 45. Une expiration forte peut évacuer plus de 90 % de l’eau présente dans le tube. La pression d’expiration doit atteindre une hauteur de colonne d’eau de 20 à 30 cm.

• Longueur totale du tuba : 380 mm-450 mm

• Diamètre intérieur du tube : 22 mm-24 mm

• Largeur de l’embout buccal en silicone : 55 mm

• Pression d’ouverture de la valve de purge : 0,01 bar

• Angle de la section courbée : 130 degrés

• Temps de fermeture de la valve à flotteur du tuba sec : moins de 0,1 seconde

À 20 cm sous la surface, la poitrine subit une pression supérieure de 0,02 atmosphère à celle exercée en surface. Les muscles respiratoires doivent travailler davantage pour résister à cette compression. À une profondeur de 50 cm, les poumons ne peuvent plus vaincre une pression de 500 pascals. L’air de la surface ne peut plus être aspiré dans les poumons à travers le tube.

Les apnéistes descendent généralement en apnée jusqu’à des profondeurs de 5 à 10 mètres. À 10 mètres sous l’eau, la pression ambiante est de 2 atmosphères. Le volume d’air dans les poumons est comprimé à la moitié de son volume en surface. À cette profondeur, le masque présente une différence de pression négative de 0,1 atmosphère à l’intérieur.

La compression du masque commence généralement à être perceptible vers 2 mètres de profondeur. Il faut insuffler de l’air par le nez pour équilibrer la pression dans le masque. À chaque mètre supplémentaire de profondeur, le tympan est repoussé vers l’intérieur d’environ 10 microns. La manœuvre de Frenzel peut pressuriser l’oreille moyenne en environ 100 millisecondes.

• Pression à 1 mètre : 1,1 ATA

• Pression à 3 mètres : 1,3 ATA

• Pression à 5 mètres : 1,5 ATA

• Pression à 10 mètres : 2,0 ATA

• Différence de pression entraînant la rupture du tympan : 0,2-0,5 bar

• Seuil de différence de pression entraînant une lésion pulmonaire : 0,1 bar

Le flotteur de la valve située au sommet d’un tuba sec pèse environ 3 grammes. Lorsqu’une vague passe au-dessus, le flotteur remonte sous l’effet de la poussée d’Archimède et obture l’entrée d’air. Une pression d’étanchéité de 0,05 N/mm² sur la surface de contact suffit à bloquer l’eau de mer. Les flotteurs en plastique de mauvaise qualité peuvent rétrécir et se déformer à 5 mètres de profondeur.

Le corps du tube est généralement fabriqué en PVC ou en polycarbonate. Une épaisseur de paroi de 1.5 à 2.0 mm suffit pour résister à l’impact des vagues. La section ondulée est conçue avec un rapport d’étirement de 1.5x. Plus la paroi intérieure est lisse, plus l’air peut y circuler librement.

Pendant une nage rapide, le nombre de Reynolds de l’écoulement de l’air peut dépasser 4000. Une rugosité de surface interne inférieure à 0.1 micron contribue à réduire la résistance respiratoire. Un corps de tube profilé présente un coefficient de traînée de 0.06 à 2 nœuds. Le clip de retenue est généralement monté sur le côté gauche.

• Dureté du matériau: PVC 80A-90A

• Résistance à la température: -5°C à 45°C

• Durée de vie de l’embout buccal: 100-150 heures

• Épaisseur de la paroi du tube: 2mm

• Charge maximale du clip: 50 N

• Durée de vie de la valve de purge: 24 mois

Les personnes qui s’entraînent à l’apnée utilisent des tubas sans valve. Cette conception nécessite très peu d’énergie pour vider le tuba à des profondeurs de 10 mètres. L’expiration pour vider le tube commence lors de la remontée, à moins de 0.5 mètre de la surface. L’effet Bernoulli créé par le mouvement à l’ouverture du tube aide à évacuer l’eau.

Une fois que la pression partielle de CO2 dans le corps atteint 45 mmHg, l’envie de respirer devient irrépressible. Porter un tuba excessivement long fait augmenter cette valeur beaucoup plus rapidement. Les plongeurs commencent à ressentir un besoin forcé de respirer. Le cerveau peut déclencher un réflexe involontaire d’inspiration, provoquant une grande ouverture de la bouche sans contrôle conscient.

Les photographes sous-marins restent souvent à environ 3 mètres pendant une minute à la fois. L’ouverture de la trompe d’Eustache ne mesure que 1 à 2 mm de diamètre. Si la vitesse de descente dépasse 0.5 mètre par seconde, une égalisation de la pression est nécessaire toutes les 2 secondes. Souffler trop fort pour égaliser la pression peut endommager la membrane de la fenêtre ronde.

La bride de l’embout buccal mesure généralement 25 à 30 mm de long. Le point de morsure s’aligne sur les deuxièmes molaires. La fatigue de la mâchoire doit être prise en compte lors d’une utilisation prolongée. Le silicone doit avoir une résistance à la déchirure supérieure à 20 kN/m.

Une fois que la salive se mélange à l’eau de mer à l’intérieur du tuba, elle devient collante. Un revêtement hydrophobe sur la membrane de la valve aide à empêcher le liquide d’adhérer à la surface. Une solution détergente à 1:20 est recommandée pour le nettoyage. Un rinçage à l’eau douce élimine les cristaux de sel piégés dans les filets.

La plage de réglage de la sangle du masque est de 20 à 40 cm. Le crochet du tuba se trouve à environ 8 cm de l’angle externe de l’œil. Cette position maintient le haut du tube au-dessus de la surface, même lorsque la tête est inclinée vers le bas à 45 degrés. Par vent supérieur à la force 5, les vibrations à l’extrémité exposée du tube peuvent être transmises directement aux gencives.

Le matériau de l’embout buccal présente généralement une dureté Shore de 40A à 50A. Si le silicone est trop souple, il peut être transpercé par les morsures en profondeur. Tous les 10 mètres de profondeur supplémentaires, la densité du gaz double, et la résistance respiratoire augmente en conséquence. Pour les plongées plus profondes, un tuba de plus grand diamètre est nécessaire.

Le revêtement résistant aux UV à la surface du tube a une épaisseur d'environ 15 microns. Une exposition prolongée au soleil rend le PVC cassant. Si les fissures pénètrent à plus de 0,5 mm, le tuba doit être remplacé. Un tuba conforme ne doit pas libérer de phtalates après 48 heures dans une eau de mer à 40°C.

La vitesse du son dans l'eau est de 1500 m/s. À 5 mètres de profondeur, la fréquence sonore des bulles qui s'échappent se situe entre 50 Hz et 200 Hz. La fréquence de vibration du ressort de la valve unidirectionnelle doit éviter cette plage. Réduire les vibrations diminue le risque d'effrayer la faune sous-marine.

• Épaisseur de la protection UV : 15μm

• Test d’immersion dans l’eau de mer : 48 heures

• Résistance à la traction du matériau : 15 MPa

• Fréquence du bruit des bulles : 50Hz-200Hz

• Rayon de courbure du flexible : 30mm

• Force de déchirement de l'embout : >20N/mm

La moisissure se développe rapidement à l'intérieur d'un tuba lorsque la température dépasse 25°C. Après chaque utilisation, le séchage ne doit pas être retardé de plus de 4 heures. Le nombre de bactéries présentes dans l'humidité résiduelle peut doubler toutes les 20 minutes. Maintenir la paroi intérieure du tube au sec prolonge la durée de vie de la valve.

Mini-bouteille de plongée

Ces mini-bouteilles de 0,5 litre sont généralement gonflées à 200 bar, soit 3000 PSI. La bouteille est fabriquée en aluminium 6061 de qualité aérospatiale, avec une épaisseur de paroi de 6 à 8 mm. La bouteille vide pèse 1,1 kg, et l'air comprimé à pleine charge ajoute 130 grammes.

Le col de la bouteille utilise un filetage M18x1.5. À l'intérieur se trouve un disque de rupture qui se rompt automatiquement à 300 bar pour décharger la pression. La couche anodisée externe a une épaisseur de 40 microns et protège contre la corrosion due à l'eau de mer.

Le détendeur du premier étage réduit la pression interne de 200 bar à 9 à 10 bar. Cette conception à piston contribue à maintenir une inhalation fluide. Le flexible raccordé peut résister à des pressions supérieures à 34 bar. La résistance respiratoire au niveau de l'embout du deuxième étage est réglée à 1,2 pouce de colonne d'eau.

• Une bouteille de 0,5 litre contient 100 litres d'air

• Une bouteille de 1 litre contient 200 litres d'air

• Le remplissage manuel nécessite 600 à 800 coups de pompe

• Diamètre de l'orifice de remplissage : 8 mm

• Pression de rupture du disque : 300 bar

• Poids de la bouteille : 1,1 kg à 2,3 kg

À 10 mètres sous l'eau, la pression est de 2 atmosphères. À cette profondeur, chaque respiration consomme deux fois plus d'air qu'en surface. Une bouteille de 1 litre à 10 mètres ne contient effectivement plus qu'environ 100 litres d'air utilisable.

À 5 mètres de profondeur, une mini-bouteille peut fournir de l'air respirable pendant 8 à 10 minutes. À 15 mètres, cette même réserve d'air est épuisée en moins de 3 minutes. Le manomètre comporte une zone rouge indiquant 50 bar ; lorsque l'aiguille l'atteint, il faut immédiatement commencer la remontée.

Le manomètre possède un cadran de 25 mm et est rempli d'huile pour résister aux chocs. Son revêtement luminescent reste visible dans l'obscurité pendant une demi-heure. Le raccord au niveau de la bouteille peut pivoter à 360 degrés, empêchant le flexible d'être tendu sous l'eau avec une force pouvant atteindre 10 kg.

• Pression ambiante à 10 mètres : 2 ATA

• Consommation d’air à 10 mètres : 40 L/min

• La vitesse de remontée doit rester dans la limite de 9 mètres par minute

• Zone d’avertissement rouge du manomètre : 50 Bar

• Résistance à la température de la bague FKM de la valve de remplissage : 200°C

• Dureté du silicone de l’embout buccal : 50 Shore

Le remplissage génère une chaleur de compression, portant la température de surface du cylindre à 50°C. À ce stade, le réservoir doit être refroidi dans l’eau. Une pompe manuelle haute pression utilise un système de filtration à trois étages pour éliminer l’humidité de l’air. Après filtration, le point de rosée de l’air tombe en dessous de -40°C.

La protection en caoutchouc à la base du cylindre a une épaisseur de 5 mm. Elle absorbe 70% de l’impact d’une chute. Le bouton de la valve présente une texture antidérapante et peut toujours être tourné avec des gants de plongée de 3 mm. La sangle latérale mesure 25 mm de large et est conçue pour soulever 1 tonne.

Vous ne devez jamais retenir votre souffle pendant la remontée. En remontant de 10 mètres, l’air dans les poumons double de volume. La vitesse de remontée doit rester inférieure à 9 mètres par minute. Si la remontée est trop rapide, des bulles peuvent se former dans le sang et obstruer les capillaires.

• Diamètre du tamis moléculaire dans l’élément filtrant : 1 mm

• Épaisseur de la protection antichoc de la base du réservoir : 5mm

• Résistance à la traction de la sangle : 1000kg

• Limite maximale de température lors du remplissage : 50°C

• Point de rosée de l’air séché : -40°C

• Cycle d’entretien de l’embout buccal : 150 heures

Le cylindre doit subir un essai de pression tous les deux ans. La pression d’essai est de 1,5 fois la pression de service, soit 300 bar. Si les piqûres de rouille à l’intérieur du cylindre atteignent une profondeur de 0,2 mm, le réservoir doit être retiré du service. La déformation permanente du volume interne ne doit pas dépasser 5%.

Les ailettes de l’embout buccal mesurent 25 à 30 mm de long. Les points de morsure s’alignent sur les molaires arrière. Le matériau en silicone a une résistance à la déchirure de 18 kN/m. Cette conception contribue à réduire la fatigue de la mâchoire. Un rinçage à l’eau douce élimine les particules de sel laissées dans les filetages.

Si vous voyagez en avion avec l’un de ces réservoirs, la valve doit être retirée. Le personnel de sécurité doit pouvoir voir que le cylindre est vide à l’intérieur. Les filetages doivent être lubrifiés avec une graisse compatible avec l’oxygène. Une huile moteur ordinaire peut s’enflammer spontanément sous haute pression, ce qui est extrêmement dangereux.

• Intervalle des essais de pression : 24 mois

• Taux maximal de déformation du volume : 5%

• Exigence de dureté de la couche d’oxyde : HV300

• Compatibilité du lubrifiant avec l’oxygène : 100%

• Limite de corrosion interne : 0,2 mm

• Débit du deuxième étage : 500 L/min

La vitesse du son dans l’eau est de 1500 m/s. À 5 mètres de profondeur, le bruit des bulles d’échappement se situe entre 50 et 200 Hz. La fréquence de vibration de la membrane du détendeur est conçue pour éviter cette plage. Les poissons sous l’eau sont ainsi moins susceptibles d’être effrayés.

Le revêtement résistant aux UV à la surface du réservoir a une épaisseur de 15 microns. Même après une exposition prolongée au soleil, l’aluminium ne deviendra pas cassant. Un cylindre conforme ne libérera pas de substances toxiques après 48 heures dans de l’eau de mer à 40°C. La collerette est gravée avec la date de fabrication et le code d’inspection.

Le charbon actif à l’intérieur du système de filtration adsorbe les odeurs huileuses. Chaque couche filtrante est classée à plus de 100 mesh. Cela garantit que chaque respiration est propre. Pour un stockage à long terme, la pression doit être réduite à environ 10 bar afin d’empêcher l’humidité de pénétrer dans la bouteille.

• Épaisseur de la couche anti-UV : 15 μm

• Test d’immersion dans l’eau de mer : 48 heures

• Finesse de filtration : 100 mesh

• Pression de réserve de stockage : 10 bar

• Qualité d’alliage d’aluminium : 6061-T6

• Engagement du filetage : au moins 8 tours

Profondeur et durée

Tous les 10,3 mètres de profondeur, la pression augmente d’une atmosphère. À 5 mètres sous l’eau, le corps est soumis à une pression totale de 1,5 atmosphère. À cette profondeur, une personne équipée d’un tuba peut seulement observer les environs en apnée, et la durée de son séjour dépend entièrement de la durée pendant laquelle l’oxygène sanguin reste suffisant. Pour une personne moyenne, le temps passé au fond en apnée n’est généralement que de 30 à 45 secondes.

Lors de la plongée avec tuba, la fréquence cardiaque peut descendre à environ 50 battements par minute en raison du réflexe d’immersion. Cette réaction physiologique économise une partie de l’oxygène, mais la quantité de dioxyde de carbone dans le sang continue d’augmenter chaque seconde. Lorsque la pression partielle de CO2 atteint 45 mmHg, le cerveau déclenche le besoin de respirer. Le plongeur doit donc remonter à la surface dans les 60 secondes pour respirer et récupérer.

• Longueur du tuba : 38 cm

• Limite d’apnée : environ 60-90 secondes

• Temps d’observation effectif : 30-45 secondes

• Fréquence cardiaque liée au réflexe d’immersion : 50 bpm

• Seuil de CO2 : 45 mmHg

• Temps de récupération en surface : 1-2 minutes

Avec un mini-réservoir de plongée, le temps passé sous l’eau dépend directement de la profondeur. Un réservoir de 1 litre rempli à 200 bar contient 200 litres d’air. En surface, si vous respirez 15 litres par minute, il durera environ 13 minutes. Mais à 10 mètres, où la pression double pour atteindre 2 atmosphères, chaque respiration consomme deux fois plus d’air.

À 10 mètres, ce réservoir de 1 litre ne durera en réalité que 6,6 minutes. Chaque mètre supplémentaire de profondeur augmente la pression de l’eau de 0,1 atmosphère, et l’air est consommé plus rapidement. Le tableau ci-dessous montre la différence entre la durée d’apnée et la durée d’utilisation du mini-réservoir à différentes profondeurs :

Profondeur	Pression	Tuba (durée d’apnée)	Durée d’utilisation du réservoir de 0,5 l	Durée d’utilisation du réservoir de 1,0 l
0 mètre	1,0 ATA	Illimitée	6,6 minutes	13,3 minutes
3 mètres	1,3 ATA	45 secondes	5,1 minutes	10,2 minutes
5 mètres	1,5 ATA	35 secondes	4,4 minutes	8,8 minutes
10 mètres	2,0 ATA	20 secondes	3,3 minutes	6,6 minutes
15 mètres	2,5 ATA	<10 secondes	2,6 minutes	5,3 minutes

La force avec laquelle vous vous déplacez sous l’eau détermine également la durée de l’air. Observer les poissons à un rythme tranquille consomme environ 12 à 15 litres par minute. Nager à contre-courant dans un courant de 3 nœuds peut faire dépasser la consommation 30 litres par minute. Dans ces conditions, un mini-bouteille de 0,5 litre à 5 mètres peut même ne pas tenir 2 minutes.

• Consommation d'air pendant une nage lente : 12-15 L/min

• Consommation d'air lors de la poursuite rapide de poissons : 30-40 L/min

• Respiration en situation de panique : >80 L/min

• Pression de réserve sûre : 50 Bar

• Temps de préparation avant la plongée : 3-5 minutes

• Efficacité du séjour sous l'eau : 5 fois supérieure à celle de la plongée au tuba

Il n'y a aucune restriction de remontée après une plongée au tuba, car les poumons ne sont pas remplis d'air comprimé. Une remontée rapide depuis 5 mètres ramène simplement l'air des poumons à son volume initial en surface. Mais si vous inspirez 1 litre d'air depuis une mini-bouteille à 5 mètres, il se dilatera jusqu'à 1,5 litre au moment d'atteindre la surface.

Si vous retenez votre souffle pendant la remontée, une différence de pression alvéolaire de seulement 0,1 bar peut provoquer une rupture du tissu pulmonaire. Les 3 derniers mètres avant la surface sont ceux où la variation de pression est la plus spectaculaire et où les accidents sont les plus susceptibles de se produire. La remontée doit rester plus lente que 9 mètres par minute. Pour remonter de 5 mètres en toute sécurité, il faut au moins 15 secondes.

• De 10 mètres à 7 mètres : la pression varie de 15 %

• 3 mètres jusqu'à la surface : la pression varie de 30 %

• Vitesse maximale de remontée : 9 mètres/minute

• Différence de pression pulmonaire sûre : 0,1 Bar

• Temps de remontée d'urgence : >15 secondes (depuis 5 mètres)

La température de l'eau réduit également l'autonomie d'une bouteille. De l'air rempli au soleil à 30°C puis plongé dans une eau à 20°C peut perdre environ 15 bar de pression. Il s'agit simplement d'une contraction thermique. Un manomètre indiquant 200 bar juste après l'entrée dans l'eau peut n'en afficher que 185 bar cinq minutes plus tard.

• Pour chaque baisse de 1°C de la température de l'eau : la pression baisse de 0,6 Bar

• Transfert thermique dans l'eau froide : 25 fois plus rapide que dans l'air

• Augmentation de la consommation d'air due au froid : 20 %-30 %

• Temps de refroidissement de la bouteille : 3 minutes

• Chauffage lors du remplissage à chaud : jusqu'à 50°C

La profondeur limite pour un tuba dépend de la pression exercée sur le visage et de l'effet de placage. À 10 mètres, l'espace d'air à l'intérieur d'un masque est comprimé à la moitié de son volume initial. Si vous n'insufflez pas un peu d'air dans le masque par le nez pour équilibrer la pression, les minuscules vaisseaux sanguins autour des yeux peuvent devenir visiblement injectés de sang sous une différence de pression de 0,1 atmosphère. Chaque équilibrage consomme environ 50 mL d'air provenant des poumons.

Avec des mini-bouteilles, l'accumulation d'azote dans l'organisme devient préoccupante. Une bouteille ne contient pas beaucoup d'air, mais des plongées répétées avec plusieurs bouteilles peuvent tout de même laisser de l'azote dans le sang. Il est préférable de se reposer au moins une demi-heure entre les plongées. Après 5 bouteilles consécutives à 8 mètres, la charge d'azote est déjà proche de la limite de sécurité.

• Intervalle en surface : au moins 30 minutes

• Limite quotidienne recommandée de bouteilles : pas plus de 4

• Délai d'attente avant de prendre l'avion : 12 heures

• Le taux d'élimination de l'azote diminue de 15 % en cas de déshydratation

• Profil de profondeur recommandé pour les plongées répétées : de moins en moins profond

À 3 mètres sous l’eau, une personne qui prend des photos avec un tuba doit refaire surface toutes les 45 secondes pour respirer. Avec une mini-bouteille, vous pouvez rester immobile au fond pendant 500 secondes. Cette différence de temps permet d’attendre que des crabes timides ou de petits poissons sortent des rochers.

À mesure que l’air est consommé, la bouteille s’allège dans l’eau. Une charge complète d’air à 200 bar pèse environ 130 grammes. Lorsque cet air est expiré dans l’eau, la flottabilité augmente légèrement. En eau peu profonde, à 3 mètres, ces 100 grammes et plus de flottabilité supplémentaire peuvent commencer à vous tirer vers la surface ; vous devez donc contrôler la position de votre corps avec l’air résiduel dans vos poumons.

• Poids de l’air comprimé : 130 grammes (bouteille de 1L)

• Augmentation de la flottabilité : environ 1,2 N

• Poids en plomb requis : 1-2 kg

• Erreur de profondeur en vol stationnaire : ±0,5 mètre

• Largeur de contact de l’embout buccal : 50mm

Sur la plupart des mini-bouteilles, lorsque la pression descend sous 30 bar, la respiration devient sensiblement plus difficile. À ce stade, le détendeur ne peut plus maintenir une pression intermédiaire stable. Chaque inspiration donne l’impression de devoir tirer. Lorsque l’inspiration devient pénible, il reste généralement moins d’une minute avant que l’air ne soit complètement épuisé.

• Point où la résistance respiratoire augmente : 30 bar

• Air d’urgence restant : environ 15-20 litres

• Débit du deuxième étage : 500 L/min

• Force de la pompe manuelle : 40 kg (après 150 bar)

• Épaisseur de la protection antichoc de la bouteille : 5mm

Lors d’une utilisation prolongée du tuba, le mélange de salive et d’eau de mer à l’intérieur du tube devient collant. Si le revêtement de la valve de purge s’use, l’eau ne s’écoule plus correctement. Après chaque utilisation, il faut le laver avec une solution nettoyante diluée à 1:20. Les cristaux de sel doivent être éliminés soigneusement afin que la valve unidirectionnelle puisse toujours s’ouvrir à 0,01 bar.

• Rapport de dilution de la solution nettoyante : 1:20

• Pression d’ouverture de la valve : 0,01 bar

• Temps de doublement des bactéries : 20 minutes

• Temps de séchage du tube : dans les 4 heures

• Intervalle de remplacement de l’embout buccal : 150 heures

Le serrage de la sangle du masque influence la position du tuba. Une distance de 8 cm entre le crochet et l’angle externe de l’œil est idéale : lorsque vous inclinez la tête de 45 degrés vers le bas pour regarder les coraux dessous, le sommet du tube reste au-dessus de la surface. Par vent supérieur à la force 5, la partie exposée du tuba peut osciller dans le vent, et ces vibrations sont transmises directement aux gencives.

• Plage de réglage de la sangle : 20-40 cm

• Distance du crochet par rapport à l’angle externe de l’œil : 8 cm

• Angle du biseau de l’ouverture du tube : 45 degrés

• Effet par vent de force 5 : vibrations perceptibles

• Eau résiduelle sous l’eau : moins de 5 mL

Sécurité

Tuba

La longueur physique d’un tuba est généralement maintenue strictement entre 35 et 45 cm. Cette limite ne concerne pas la portabilité, mais la quantité d’air que le diaphragme peut déplacer contre la pression de l’eau. Un tube de 40 cm de long et de 2,5 cm de diamètre a un volume interne d’environ 196 mL. Cet espace non échangeable est appelé espace mort. Le volume courant d’un adulte au repos est d’environ 500 mL ; si l’espace mort dépasse 40 %, une grande partie du dioxyde de carbone expiré reste dans le tube.

Si un plongeur essaie de respirer à 50 cm sous la surface, la cage thoracique doit lutter contre environ 0,05 atmosphère de pression d’eau supplémentaire. Cela équivaut à une charge de 500 pascals sur la poitrine, augmentant le travail respiratoire de plus de 20 % par rapport à la terre ferme. Si le tube est prolongé jusqu’à 60 cm, la différence de pression peut dépasser la résistance des capillaires pulmonaires, provoquant une fuite de liquide et même un œdème pulmonaire.

• L’embout buccal utilise du silicone de qualité alimentaire d’une dureté Shore de 45 à 55. S’il est trop souple, le tube oscillera dans le courant ; s’il est trop dur, l’articulation de la mâchoire commencera à être douloureuse en moins de 20 minutes.

• La valve de purge unidirectionnelle inférieure est réglée pour s’ouvrir à moins de 0,1 psi, de sorte qu’un léger souffle suffit à évacuer environ 150 mL d’eau du tube.

• Le diamètre du tube est généralement maintenu entre 20 et 25 mm. S’il est trop étroit, la résistance à l’écoulement de l’air augmente fortement ; s’il est trop large, le souffle de dégagement n’est plus assez puissant pour expulser les gouttelettes résiduelles.

• La conception du canal pare-éclaboussures peut intercepter 80 % des fines projections d’eau entrant par le haut et diriger l’eau vers le puisard situé en dessous.

L’inhalation prolongée de gaz vicié emprisonné dans le tuba augmente la pression partielle de CO2 dans le sang et peut faire dépasser la fréquence cardiaque 110 battements par minute. Cette réaction accroît fortement la consommation d’oxygène et peut provoquer de violents maux de tête pulsatiles aux tempes pendant une séance continue de snorkeling de 30 minutes. Une respiration lente, profonde et régulière est le seul moyen de maintenir un échange gazeux efficace dans le tube.

La valve à flotteur située en haut d’un tuba parfaitement sec est généralement fabriquée en polyéthylène haute densité (PEHD). Avec une densité légèrement inférieure à celle de l’eau, elle peut réagir à une variation du niveau d’eau et obturer l’entrée en moins de 0,5 seconde. Mais dès que le plongeur descend à plus de 2 mètres de profondeur, l’air emprisonné dans le tube étanche crée une poussée ascensionnelle d’environ 0,2 kg. Cette traction tire constamment sur la jupe du masque, ce qui peut provoquer une légère fuite dès 1,5 mètre de profondeur.

• Après chaque utilisation, les cristaux de sel mesurant de 0,1 à 0,5 mm doivent être éliminés. S’ils se logent le long du bord de la valve unidirectionnelle, les fuites peuvent atteindre environ 10 mL par minute.

• Après 100 heures d’exposition intense aux UV, le silicone perd 30 % de sa résistance à la traction, ce qui se manifeste généralement par un jaunissement et une fragilisation.

• La pince de fixation entre le tuba et le masque doit résister à une traction brusque de plus de 10 kg, afin que l’équipement ne soit pas perdu dans des courants supérieurs à 0,5 nœud.

• Dans des conditions humides, un biofilm peut commencer à se former sur la paroi intérieure du tuba en moins de 24 heures. S’il n’est pas nettoyé régulièrement, il développe une odeur de moisi qui rend la respiration désagréable.

L’angle entre le tuba et la tête doit rester inférieur à 30 degrés afin de réduire la traînée pendant la nage. À une vitesse constante de 0,5 nœud, un tuba mal incliné peut exercer une traction latérale constante d’environ 2 newtons sur le cou. Cette force est faible, mais sur une nage continue de 500 mètres, elle augmente considérablement la fatigue du trapèze.

La section annelée est conçue pour que l'embout buccal puisse naturellement pendre vers le bas lorsqu'il n'est pas utilisé, sans gêner le passage au deuxième étage. Une bonne section annelée devrait également avoir une paroi intérieure lisse afin que les gouttelettes d'eau ne restent pas piégées lors de la purge. Si les rainures internes sont trop profondes, chaque respiration s'accompagne d'un bruit de clapotis semblable à celui du rinçage de la bouche, ce qui signifie généralement qu'au moins 15 mL d'eau sont encore piégés à l'intérieur.

• La section flexible ne devrait pas s'étirer au-delà de 1,5 fois sa longueur d'origine, sinon le débit d'air sera affecté.

• La membrane de la soupape de purge est généralement remplacée tous les 12 mois. Une exposition prolongée à l'eau de mer présentant une salinité de 3,5 % fait vieillir le silicone et lui fait perdre son élasticité.

• Si les ailettes de l'embout buccal présentent des marques de morsure de plus de 0,5 mm de profondeur, le matériau a déjà subi une fatigue physique et peut se briser à tout moment.

• Un revêtement réfléchissant sur l'extrémité du tuba peut améliorer la visibilité à 200 mètres, ce qui constitue un détail de sécurité utile à proximité des voies de navigation très fréquentées.

Mini-réservoir portable

Ces mini-réservoirs de 0,5 litre sont généralement fabriqués en alliage d'aluminium 6061 ou en fibre de carbone, et un réservoir vide pèse environ 1,1 kg en main. Rempli à 200 atmosphères, soit 3000 psi, il contient 100 litres d'air. Une personne au repos sur terre consomme 15 à 20 litres par minute, mais à 10 mètres sous l'eau, où la pression est doublée, cette même réserve d'air dans les poumons dure moins de 3 minutes.

À 5 mètres, où la pression ambiante est de 1,5 atmosphère, si vous prenez une pleine inspiration dans le réservoir et la retenez en remontant, l'air dans vos poumons se dilate jusqu'à atteindre 1,5 fois son volume initial. Les tissus pulmonaires sont fragiles. Une différence de pression de seulement 0,1 atmosphère suffit à faire éclater les alvéoles comme un ballon trop gonflé. Pendant la remontée, les bulles expirées doivent s'écouler continuellement par la bouche. Il est absolument interdit de retenir sa respiration.

Si vous paniquez sous l'eau et commencez à prendre de grandes inspirations rapides, la consommation d'air peut instantanément doubler. À 6 mètres, un réservoir de 0,5 litre peut ne même pas durer 5 minutes, et l'aiguille du manomètre peut visiblement revenir en arrière comme la trotteuse d'une horloge. Une fois que l'aiguille atteint la zone rouge à 50 bar, un réservoir aussi petit ne contient plus que quelques respirations.

• Le premier étage réduit la pression de 200 atmosphères à 9,5 atmosphères, puis le deuxième étage délivre l'air à votre bouche en fonction de la profondeur environnante.

• Si même une petite quantité d'eau pénètre dans le manomètre et le rend opaque, ou si le cadran réfléchit la lumière du soleil, il devient facile de mal lire la pression restante, avec une erreur pouvant atteindre 20 bar.

• Le remplissage avec une pompe manuelle haute pression demande beaucoup d'efforts. Il faut effectuer 600 à 800 coups de pompe pour remplir ce petit réservoir, et vous ne le ferez pas en moins de 20 minutes.

• L'embout buccal devrait utiliser du silicone d'environ 50 Shore. Trop souple, le courant peut le déloger ; trop dur, votre mâchoire vous fera mal au bout de 10 minutes.

Pour chaque baisse de 1 °C de la température ambiante, la pression à l’intérieur de la bouteille diminue d’environ 0,5 atmosphère. Une bouteille pleine remplie à terre à 25 °C puis plongée dans une eau à 15 °C indiquera immédiatement environ 5 bar de moins sur le manomètre. Beaucoup pensent que la bouteille fuit, mais la véritable raison est simplement que les molécules de gaz sont moins actives dans le froid.

Les marquages estampés au fond de la bouteille constituent sa carte d’identité et indiquent la pression d’essai de 300 bar ainsi que la date de fabrication. Une bouteille en aluminium doit être mise hors service après 15 ans d’utilisation. Si l’intérieur n’est pas nettoyé régulièrement, des résidus de poudre d’oxyde d’aluminium de 5 microns peuvent être entraînés vers les poumons par le flux d’air, ce qui constitue un irritant sérieux dû à un corps étranger.

Le remplissage à partir d’un compresseur d’air ordinaire alimenté au carburant est risqué. Si la filtration est insuffisante, l’air peut contenir du monoxyde de carbone. Sous haute pression sous l’eau, ce gaz se lie à l’hémoglobine encore plus facilement qu’à pression normale. À des concentrations supérieures à 10 ppm, il peut provoquer des étourdissements en profondeur.

• Le dessiccant à l’intérieur du système de la bouteille doit être remplacé après environ 50 remplissages. Sinon, l’humidité entrant dans le deuxième étage peut geler pendant le refroidissement dû à la détente et bloquer la vanne.

• Le joint torique de la vanne de la bouteille devient cassant après une exposition prolongée à de l’eau de mer à 3,5 % de salinité. S’il est trop serré ou si les cristaux de sel ne sont pas rincés, la fuite peut atteindre 1 litre par minute.

• Les bouteilles en fibre de carbone sont environ 30 % plus légères, mais elles sont particulièrement vulnérables aux chocs. Un enfoncement de seulement 1 mm de profondeur causé par un choc contre un récif peut créer un risque de rupture sous haute pression.

• En cas de voyage en avion, la vanne doit être retirée afin que la sécurité puisse clairement voir que la bouteille est vide, et le manomètre doit indiquer zéro, sinon elle ne sera pas acceptée, même en bagage enregistré.

Ces mini-bouteilles ont une flottabilité négative lorsqu’elles sont pleines, mais à mesure que l’air est consommé, la bouteille devient environ 120 grammes plus légère. Cela crée une légère poussée vers le haut et, sans lestage approprié, peut perturber l’équilibre du corps près de la surface.

Dans une eau peu profonde, à 3 mètres et en plein soleil, l’éblouissement peut rendre le manomètre difficile à lire. Lorsqu’il ne reste plus qu’une ou deux respirations, la résistance à l’inhalation augmente soudainement et crée une forte sensation de vide. À ce moment-là, vous devez immédiatement recommencer à respirer en surface, car la très faible quantité d’air restante ne suffit plus à quoi que ce soit d’autre.

Si le filtre d’une pompe manuelle jaunit, le charbon actif est saturé d’huile et d’humidité. Continuer à l’utiliser signifie que l’air à l’intérieur de la bouteille peut dépasser 50 mg/m³ d’humidité. Respirer cet air comprimé humide en profondeur crée une sensation pâteuse dans la gorge et un goût métallique.

Après chaque séance en mer, le réservoir doit être immergé dans de l’eau douce pendant 15 minutes entières afin que tous les cristaux de sel à l’intérieur de la chambre du détendeur puissent se dissoudre. S’il n’est pas rincé, des grains de sel d’environ 0,2 mm peuvent forcer l’ouverture de jeux dans l’ensemble de la vanne de précision.

Comparaison de la sécurité

Pour chaque tranche supplémentaire de 10 mètres de profondeur, le corps subit une pression supplémentaire d’une atmosphère. Un tuba vous permet de respirer de l’air frais à 1 atmosphère en surface, de sorte que la pression à l’intérieur et à l’extérieur des poumons reste équilibrée. L’air provenant d’une mini-bouteille passe par un détendeur et est délivré à la bouche à une pression qui s’ajuste automatiquement à la profondeur. À 10 mètres, 100 litres d’air comprimé voient effectivement leur durée d’utilisation réduite de moitié ; ce qui durerait 5 minutes en surface peut ne même pas durer 3 minutes en profondeur.

Si vous inhalez de l’air comprimé à 10 mètres, puis retenez votre respiration pendant la remontée, le gaz contenu dans vos poumons se dilate rapidement à mesure que la pression ambiante diminue. Les alvéoles pulmonaires humaines sont extrêmement fragiles. Si la pression interne dépasse la pression externe de seulement 0,1 atmosphère, ce qui équivaut approximativement à un changement de profondeur de 1 mètre, l’air peut traverser la membrane pulmonaire et pénétrer dans la circulation sanguine. Un tuba ne pose pas ce problème, car l’air contenu dans le tube n’est pas comprimé par la profondeur ; retenir sa respiration pendant la remontée ne provoque donc pas de distension excessive des poumons.

Le tableau ci-dessous présente les différences physiques entre les deux types d’équipement et met clairement en évidence l’écart de risque sous l’eau en un coup d’œil :

Critère	Tuba	Mini-bouteille portable (0,5 L/200 bar)
Pression respiratoire	Reste toujours à 1 atmosphère	Augmente avec la profondeur, d’une atmosphère tous les 10 mètres
Réserve d’air totale	Accès illimité à l’air atmosphérique	Total de 100 litres ; la durée d’utilisation est réduite de moitié sous pression
Risque de lésion due à la pression	Extrêmement faible, sauf si quelqu’un retient volontairement sa respiration lors d’une plongée profonde	Élevé ; retenir sa respiration pendant une remontée, même de 1 mètre, peut endommager les poumons
Fréquence de surveillance	Aucun manomètre nécessaire ; il suffit de le vider dès que vous entendez de l’eau	Le manomètre doit être vérifié toutes les 30 secondes ; en dessous de 50 bar, la remontée est obligatoire
Dioxyde de carbone	L’espace mort est d’environ 200 mL, l’accumulation est donc facile	Évacué par le détendeur ; la concentration reste inférieure à 0,5 %

Si un tuba est prolongé de seulement 15 cm au-delà de la longueur standard, les muscles thoraciques doivent surmonter 500 pascals de pression supplémentaires pour se dilater. Respirer à 50 cm sous l’eau augmente l’effort physique de plus de 20 % par rapport à la respiration sur terre. Si la concentration de dioxyde de carbone à l’intérieur du tube dépasse 4 %, la fréquence cardiaque peut passer de 70 bpm à plus de 110 bpm. L’accumulation de CO2 dans le sang provoque une douleur pulsatile intense aux tempes, signal d’alerte de l’organisme en cas de détresse liée au manque d’oxygène.

Détails de l’équipement : L’embout utilise du silicone de qualité alimentaire d’une dureté Shore de 45 à 55. Si le silicone est trop souple, même un courant légèrement plus fort peut faire sortir le tube de sa position ; s’il est trop dur, les gencives et la mâchoire commencent à être douloureuses après environ 20 minutes. La soupape de purge unidirectionnelle située en bas est réglée en dessous de 0,1 psi, de sorte qu’un souffle pas plus fort que pour éteindre une bougie suffit à expulser 150 mL d’eau du tube.

Les bouteilles en alliage d'aluminium sont particulièrement vulnérables à la corrosion due au sel de l'eau de mer. Si une bouteille utilisée dans une eau de mer à 3,5 % de salinité n'est pas trempée dans de l'eau douce pendant 15 minutes après utilisation, les joints toriques d'étanchéité de la valve peuvent devenir cassants et s'user en l'espace d'un an. Dès qu'un joint torique se fissure, la fuite peut dépasser 1 litre par minute. Une bouteille de 0,5 litre contient déjà si peu d'air qu'une fuite même minime peut faire comprendre au plongeur, lors de la remontée, que le manomètre est déjà à zéro.

• Le marquage estampé à la base de la bouteille indique une pression d'épreuve de 300 bar, et les bouteilles en aluminium doivent être mises hors service après 15 ans d'utilisation.

• Tous les 12 mois, l'intérieur de la bouteille doit être contrôlé pour détecter la présence de particules d'oxyde d'aluminium de 5 microns, car leur inhalation peut endommager les poumons.

• Le filtre à charbon actif d'une pompe manuelle doit être remplacé tous les 50 remplissages, sinon l'humidité endommagera le ressort du détendeur.

• Si le manomètre est décalé de plus de 5 bar par rapport à zéro, le ressort spiral de précision à l'intérieur a probablement cédé en raison de la fatigue du métal.

Une fois que la pression de la bouteille descend sous 20 bar, la résistance à l'inspiration devient sensiblement plus importante, car la différence de pression est trop faible. Cette sensation de pression négative peut déclencher une panique en seulement 0,2 seconde. En cas de panique, la fréquence respiratoire peut passer de 15 respirations par minute à plus de 30, et le peu d'air restant peut ne même pas durer une minute entière. Si le plongeur remonte brusquement et oublie de continuer à expirer, le risque de lésion pulmonaire peut être multiplié par cinq.

Le tableau ci-dessous résume les principaux contrôles d'entretien et de sécurité sous-marine pour les deux types d'équipement :

Détails de l'entretien	Norme de sécurité des tubas	Norme de sécurité pour les mini-bouteilles portables
Rinçage à l'eau douce	Concentrez-vous sur le nettoyage de l'embout buccal et de la membrane du clapet anti-retour	Faites tremper pendant 15 minutes pour empêcher les cristaux de sel de bloquer la chambre du détendeur
Inspection d'usure	Remplacez l'embout buccal si les fissures dépassent 1 mm	Le couple de serrage du joint torique doit être maintenu entre 1 et 2 N·m
Exigences relatives au gaz	Évitez les gaz d'échappement des bateaux	La teneur en monoxyde de carbone de l'air comprimé ne doit jamais dépasser 10 ppm
Perception du poids	Environ 200 grammes, avec une traînée minimale sous l'eau	Environ 1,2 kg, avec une flottabilité qui augmente de 120 grammes à mesure que l'air est consommé
Fatigue du matériau	La résistance diminue de 30 % après 100 heures d'exposition aux UV	Une marque d'impact sur la fibre de carbone de plus de 1 mm de profondeur constitue déjà un danger

Traînée physique : Le tuba doit être fixé à la sangle du masque environ 2 cm au-dessus de l'oreille. S'il est placé trop bas, nager dans un courant modéré de 0,5 nœud génère environ 2 newtons de traction latérale. Cette force tire constamment sur les gencives et peut dévier le corps d'environ 5 degrés. Pour corriger cette dérive, le plongeur finit par donner environ 10 % de coups de palmes supplémentaires.

Si une bouteille est transportée en avion, la robinetterie doit être retirée et la bouteille complètement dépressurisée. Cela permet d’éviter la libération soudaine de l’énergie correspondant à une pression interne de 200 atmosphères dans l’environnement à basse pression en altitude. Un tuba doit seulement être conservé dans un endroit frais et à l’abri de la lumière directe du soleil afin que le silicone ne jaunisse pas et ne devienne pas cassant. Un silicone de haute qualité peut rester élastique après des centaines d’heures dans l’eau de mer et est bien moins susceptible que le caoutchouc ordinaire de se fissurer ou de fuir.

Liberté

Scénarios d’utilisation optimale

Dans une eau de mer à 28 °C, le corps humain perd de la chaleur 25 fois plus vite que dans l’air. Lorsqu’une personne utilise un tuba en flottant dans une eau peu profonde à 1,5 mètre, la peau du dos est soumise à une pression atmosphérique d’environ 1013 hPa par centimètre carré. Comme les poumons se trouvent à environ 30 cm sous la surface, ils doivent surmonter une différence de pression supplémentaire d’environ 30 milligrammes pour aspirer de l’air. Un tuba de 22 mm de diamètre et d’une épaisseur de paroi de 1,5 mm est dimensionné de sorte qu’à une fréquence respiratoire de 20 respirations par minute, l’écoulement laminaire à l’intérieur du tube ne devienne pas turbulent.

Un tuba en silicone de 200 grammes fixé sur le côté gauche de la sangle du masque crée environ 0,5 newton de traînée hydrodynamique. À une vitesse de croisière de 0,8 m/s, cette résistance est presque négligeable. Pour les photographes qui observent des sergents-majors de l’Indo-Pacifique (Abudefduf vaigiensis), le corps peut rester horizontal et la colonne vertébrale demeure uniformément sollicitée. Avec un volume d’espace mort de 120 mL, environ 5 % du CO2 expiré est réinspiré à chaque respiration, ce qui maintient le pH sanguin autour de la valeur normale de 7,4.

• Poids de l’équipement : 150g - 350g

• Pression d’ouverture de la soupape de purge : < 0,01 bar

• Hauteur de vague recommandée : < 0,3 mètre

• Portée de visibilité : limitée par la réfraction en surface, généralement de 5-15 mètres

• Perte calorique : environ 150 - 200 kcal par heure

À 5 mètres, l’eau de mer a filtré 90 % de la longueur d’onde rouge de la lumière du soleil. À cette profondeur, un mini-bouteille de 0,5 L se comporte très différemment. L’air comprimé à 3 000 PSI (environ 20,7 MPa) est réduit à 140 PSI par le premier étage. À 5 mètres, la pression ambiante est de 1,5 bar. Avec une consommation d’air d’environ 25 litres par minute en équivalent surface, cela signifie que la bouteille ne peut fournir que 3,5 à 4 minutes environ de respiration continue.

Le cylindre est fabriqué en alliage d’aluminium 6061-T6, avec une épaisseur de paroi d’environ 6,3 mm. Une fois rempli, il présente environ 0,8 kg de flottabilité négative dans l’eau de mer. Pour compenser cela et maintenir une flottabilité neutre, le plongeur doit ajouter environ 800 mL de déplacement, soit au moyen d’un gilet stabilisateur, soit en gonflant ses poumons. À ce stade, la fréquence cardiaque reste autour de 80 bpm et la PO2 est d’environ 0,31 bar, bien en dessous du seuil de sécurité de 1,4 bar.

• Longueur de la bouteille : 280mm - 300mm

• Plage du manomètre : 0 - 350 bar

• Résistance respiratoire : réglable, généralement réglée entre 1,2 et 2,5 cm H2O

• Raccord à connexion rapide : qualité industrielle de 8mm

• Filtration des odeurs : système double à charbon actif et tamis moléculaire

Une hélice s'est prise dans une corde en nylon de 12 mm. Un plongeur muni d'un tuba devrait effectuer une descente rapide toutes les 40 secondes, avec une fréquence cardiaque chutant rapidement à 50 bpm en raison du réflexe de plongée des mammifères. Lors d'un effort physique intense, la pression partielle de CO2 dans le sang augmente d'environ 5 mmHg par minute. Les égalisations répétées exercent également une contrainte mécanique sur le tympan, ce qui rend difficile le maintien d'une seule session de travail pendant plus de 15 minutes.

Passez à une mini-bouteille de 1,0L, et la capacité totale en air atteint 200 litres. En travaillant à 2 mètres, où la pression ambiante est de 1,2 bar, et même avec une demande respiratoire portée à 30 L/min par l'effort physique, elle offre toujours plus de 5 minutes de temps de travail continu. Les deux mains sont totalement libres, ce qui permet une découpe précise avec un couteau de plongée en acier inoxydable de 10 cm. Dans ce contexte, la bouteille n'offre pas une simple commodité pour faire du tourisme, mais une stabilité opérationnelle de niveau industriel.

Si la température ambiante passe de 30°C à 20°C, la pression de la bouteille baisse d'environ 3,5 % en raison de la contraction thermique. Chaque coup de pompe haute pression manuelle produit suffisamment de chaleur dans la chambre du piston pour brûler la peau. Remplir 0,5L d'air nécessite environ 600 coups de pompe et consomme environ 500 kJ d'énergie, soit à peu près l'équivalent de courir 5 kilomètres. Si la bouteille est remplie directement à partir d'une bouteille donneuse de 12L, le processus ne prend que 15 secondes, mais l'accumulation d'électricité statique à l'intérieur du tuyau de transfert doit être prise très au sérieux.

• Matériau de la valve de remplissage : laiton HPb59-1 chromé

• Dureté du joint torique : Shore 70A - 90A

• Pression de rupture du disque : 4500 PSI

• Durée de vie du filtre : remplacer après 20 - 30 remplissages

• Pression nominale du tuyau de transfert : au moins 630 bar

Dans les fissures rocheuses étroites ou les ouvertures coralliennes de moins de 60 cm de large, un équipement de plongée standard de 20 kg ne peut pas passer. Une mini-bouteille de 1,5 kg fixée sous le bras réduit la section transversale du corps de 40 %. En position sidemount, le plongeur peut s'engager dans la cavité pour photographier des langoustes (Palinuridae). Dans ce cas, il faut surveiller attentivement le manomètre, car une chute de 10 bar représente moins de 15 secondes de réserve.

La remontée doit respecter la limite de 9 mètres par minute. Comme les mini-bouteilles contiennent très peu de gaz, la courbe de chute de pression est raide. Dès que l'aiguille atteint 50 bar, dans la zone rouge, le gaz restant suffit pour seulement environ 45 secondes à 3 mètres. La valve ne doit jamais être fermée pendant la remontée, car la pression résiduelle à l'intérieur empêche l'eau de mer de refluer dans le premier étage de précision.

Dans la limite de 23 kg de bagages enregistrés autorisée par les compagnies aériennes, une bouteille de 1,0 L représente environ 10 % du poids. La valve et la bouteille doivent être séparées afin que le personnel de sécurité puisse inspecter la paroi interne à travers l'ouverture filetée de 20 mm pour détecter d'éventuels signes d'oxydation. Un tuba, en revanche, peut simplement être plié dans un sac à palmes de 30 cm. Si la bouteille en aluminium subit un impact supérieur à 50 joules lors de la manutention des bagages, elle doit être contrôlée par inspection ultrasonique.

À 10 mètres, la saturation des couleurs est réduite et la lumière ambiante tombe à environ 15 % de la luminosité en surface. Les utilisateurs de tuba restent dans la zone de surface la plus lumineuse, où les cônes de la rétine sont très actifs. Les utilisateurs de mini-bouteilles évoluent plus souvent entre 5 et 8 mètres, où la vision dépend davantage des bâtonnets. Les passages répétés entre ces profondeurs obligent les pupilles à s'ajuster fréquemment et accroissent la sollicitation du muscle ciliaire.

• Déclaration pour le transport aérien : UN 1002 (air comprimé)

• Intervalle entre les contrôles hydrostatiques : une fois tous les 36 mois

• Nettoyage du détendeur : détartrer avec une solution d'acide citrique après 20 utilisations

• Protection de la base de la bouteille : base en caoutchouc de 1,5 mm

• Embout buccal : silicone liquide hypoallergénique, prévu pour une force de morsure de 50N

Comparaison des limites

Un tuba d'un diamètre intérieur de 22 mm se situe dans une zone optimale sur le plan hydrodynamique. Augmenter le diamètre à 25 mm accroît le volume de l'espace mort de 30 %, ce qui entraîne une accumulation évidente de CO2 à l'intérieur du tube. La longueur de 380 mm constitue un compromis entre la hauteur moyenne des vagues et la résistance respiratoire. Avec un embout buccal en silicone de qualité médicale, de dureté Shore 55A, la résistance à la traction atteint 3,4 MPa, ce qui suffit à supporter la force de morsure sous l'eau.

La membrane de la valve de purge unidirectionnelle a une épaisseur de 0,8 mm, avec une pression d'ouverture réglée à 0,005 bar. Une légère pression positive des poumons suffit à évacuer l'eau retenue. Le premier étage d'une mini-bouteille de 1,0 L utilise une conception à piston équilibré. L'air à 3000 PSI traverse le premier étage et est progressivement réduit à une pression intermédiaire de 145 PSI.

• Poids du tuba : 180g - 260g

• Matériau de l'embout buccal : silicone liquide (Liquid Silicone)

• Matériau du tube : PVC ou PC

• Pression d'ouverture de la valve de purge : < 100 pascals

• Volume de l'espace mort : 120ml - 180ml

• Coefficient de traînée hydrodynamique profilé : 0.05Cd

La paroi interne d'une bouteille de 0,5 L est soumise à une pression statique de 20,7 MPa. Le filetage du col est généralement de type M18x1.5 ou 5/8"-18 UNF. À 10 mètres sous l'eau, la pression ambiante est de 2,0 bar. Avec un volume respiratoire minute de 20 litres par minute lors d'une activité légère, la consommation d'air réelle atteint 40 litres par minute en équivalent de surface. Cela donne une durée d'alimentation effective d'environ 2,5 minutes.

Une fenêtre temporelle aussi courte ne laisse aucune place à l'erreur. La résistance respiratoire du deuxième étage est généralement réglée entre 1,2 et 2,0 cm H2O. Si la résistance est trop élevée, la fréquence cardiaque peut passer de 70 bpm à 120 bpm, ce qui accélère la consommation d'air. En eau de mer, les bouteilles en aluminium 6061-T6 sont sujettes à la corrosion électrochimique ; elles doivent donc faire l'objet d'un contrôle visuel tous les 12 mois afin de détecter les taches d'oxyde de plus de 0,5 mm.

Comparaison des paramètres	Tuba professionnel	Mini-réservoir (0,5 l)
Pression de service	Pression atmosphérique (1,0 bar)	200 bar / 3000 PSI
Pression de rupture du disque	Aucune	30 MPa / 4350 PSI
Norme de matériau	EN 1972:2015	DOT-3AL ou CE
Résistance respiratoire	0.01 - 0.03 bar	0,8 - 1,5 pouces d'eau
Flottabilité	+15 g à +30 g	-0,5 kg (vide) à -0,8 kg (plein)
Intervalle d'entretien	Rinçage à l'eau douce chaque saison	Démontage tous les 12 mois et inspection annuelle

Un contrôle hydrostatique est requis tous les 3 ans, à 1,5 fois la pression de service, soit 30,3 MPa. Les pièces en silicone d'un tuba jaunissent après 200 heures d'exposition intense aux UV. Une pompe manuelle haute pression possède généralement un piston d'environ 20 mm de diamètre, avec un corps en acier inoxydable 304. Le coton filtrant est calibré à 5 microns et le raccord de remplissage est un raccord rapide en laiton de 8 mm.

Le remplissage manuel implique une compression adiabatique. Lorsqu'un réservoir de 0,5 l est rempli de 0 à 200 bar, la température du cylindre augmente de 25 °C à 58 °C. Sans refroidissement au bain-marie, la pression interne baisse naturellement d'environ 15 bar une fois le cylindre refroidi. L'efficacité réelle du remplissage manuel n'est que d'environ 90 % de la valeur nominale.

• Nombre de coups de pompe manuelle : environ 650

• Énergie par remplissage : environ 500 kJ

• Matériau de la valve de remplissage : laiton HPb59-1 chromé

• Dureté du joint torique : Shore 90A

• Précision du manomètre : classe 1.6

À 15 mètres sous l'eau, la pression absolue est de 2,5 bar. La densité de l'air dans un mini-réservoir est 2,5 fois supérieure à celle de l'air en surface. La viscosité du gaz augmente et le débit à travers la valve devient limité. Un tuba ne peut pas être utilisé à cette profondeur, car les poumons ne peuvent pas surmonter la pression équivalente à une colonne d'eau de 1,5 mètre pour aspirer l'air depuis la surface. Pour le transport aérien, la valve doit être retirée et l'épaisseur de la paroi du cylindre est généralement comprise entre 6,3 mm et 7,1 mm.

Lors de la pratique du snorkeling sur longue distance, un tuba génère une force latérale d'environ 0,3 newton dans un courant de 1,0 mille nautique par heure. Un mini-réservoir, plus encombrant, génère environ 1,2 newton. Le plongeur doit ajuster la position des poids afin que le centre de gravité et le centre de flottabilité soient alignés sur l'axe vertical. L'entretien du détendeur nécessite du Christo-Lube.

• Code de déclaration pour le transport aérien : UN 1002

• Diamètre de la base du réservoir : 60 mm

• Largeur de l'embout : 50 mm

• Pression de rupture du disque : 4500 PSI

• Perte de pression de l'air stocké : environ 5 % pour chaque baisse de 10 °C

Les lubrifiants à base de pétrole peuvent s'enflammer spontanément dans un environnement d'oxygène sous haute pression à 200 bar. Les tubas doivent être entretenus avec une solution d'acide acétique à 2 % pour éliminer les dépôts calcifiés. Un réservoir de 1,0 l pèse 2,5 kg et produit une flottabilité négative de 1,2 kg sous l'eau. Sans compensation de flottabilité, la vitesse de sortie d'urgence peut diminuer de 35 %. Une réserve de volume pulmonaire de 15 litres constitue la marge de sécurité sur laquelle comptent les utilisateurs de tuba.