Tuba vs. petite bouteille de plongée | Profondeur, sécurité, liberté

Les tubas sont imbattables grâce à leur courbe d'apprentissage nulle et leur réserve d'air illimitée, mais ils sont strictement réservés à une utilisation en surface et offrent une sécurité et une liberté exceptionnelles. Les mini-bouteilles de plongée (0,5 L à 1 L) permettent des immersions à des profondeurs de 3 à 10 mètres pendant environ 5 à 15 minutes, mais elles impliquent des changements de pression, et une utilisation inappropriée peut facilement conduire à 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 interne généralement d'environ 22 mm. Avec ces dimensions, l'espace mort interne se situe approximativement entre 180 et 230 mL. La respiration d'un adulte calme au repos est d'environ 500 mL.

Si le volume interne 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 chuter de 98 % à 94 % en peu de temps. Plus le tube est étroit, plus la résistance respiratoire est importante.

La membrane de la soupape de purge unidirectionnelle située au niveau de l'embout buccal 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 interne du tube : 22 mm - 24 mm

• Largeur de l'embout en silicone : 55 mm

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

• Angle de la section courbée : 130 degrés

• Temps de fermeture de la soupape à flotteur (dry-top) : moins de 0,1 seconde

À 20 cm sous la surface, la cage thoracique subit 0,02 atmosphère de pression de plus qu'en surface. Les muscles respiratoires doivent travailler plus intensément contre 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 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 développe une différence de pression négative de 0,1 atmosphère à l'intérieur.

L'écrasement du masque commence généralement à se faire sentir vers 2 mètres de profondeur. De l'air doit être insufflé par le nez pour équilibrer la pression du masque. À chaque mètre de profondeur supplémentaire, le tympan est poussé vers l'intérieur d'environ 10 microns. La manœuvre de Frenzel permet d'équilibrer 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

• Différentiel de pression de rupture du tympan : 0,2-0,5 bar

• Seuil différentiel de pression pour lésion pulmonaire : 0,1 bar

La soupape à flotteur située au sommet d'un tuba sec pèse environ 3 grammes. Lorsqu'une vague passe par-dessus, le flotteur monte par flottabilité et scelle l'entrée d'air. Une pression d'étanchéité de 0,05 N/mm² à la surface de contact suffit à bloquer l'eau de mer. Les flotteurs en plastique de mauvaise qualité peuvent se rétracter 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 annelée est conçue avec un taux d'étirement de 1,5x. Plus la paroi interne est lisse, plus l'air peut circuler librement.

Lors d'une nage rapide, les nombres de Reynolds du flux d'air peuvent dépasser 4000. Une rugosité de surface interne inférieure à 0,1 micron aide à réduire la résistance respiratoire. Un corps de tube profilé possède un coefficient de traînée de 0,06 à 2 nœuds. L'attache de maintien est généralement montée sur le côté gauche.

• Dureté du matériau : PVC 80A-90A

• Résistance thermique : -5 °C à 45 °C

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

• Épaisseur de paroi du tube : 2 mm

• Charge maximale de l'attache : 50 N

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

Les personnes s'entraînant à l'apnée utilisent des tubas sans soupape. Cette conception nécessite très peu d'énergie pour être vidée 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 du corps atteint 45 mmHg, l'envie de respirer devient irrésistible. Le port d'un tuba excessivement long fait augmenter ce chiffre beaucoup plus rapidement. Les plongeurs commencent à ressentir un besoin forcé de respirer. Le cerveau peut déclencher un réflexe d'inspiration involontaire, provoquant une ouverture large 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 fait que 1 à 2 mm de diamètre. Si la vitesse de descente dépasse 0,5 mètre par seconde, une égalisation de pression est nécessaire toutes les 2 secondes. Souffler trop fort pour égaliser peut blesser la membrane de la fenêtre ronde.

La collerette de l'embout buccal mesure généralement 25 à 30 mm de long. Le point de morsure s'aligne avec 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 soupape aide à empêcher le liquide de coller 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 filetages.

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

Le matériau de l'embout buccal a généralement une dureté Shore de 40A à 50A. Si le silicone est trop souple, il peut être mordu à travers en profondeur. À chaque tranche de 10 mètres de profondeur supplémentaire, la densité du gaz double et la résistance respiratoire augmente en conséquence. Pour une plongée plus profonde, un tuba de plus grand diamètre est nécessaire.

Le revêtement résistant aux UV sur la surface du tube a une épaisseur d'environ 15 microns. Une exposition prolongée au soleil rend le PVC cassant. Si les fissures dépassent 0,5 mm de profondeur, le tuba doit être remplacé. Un tuba conforme ne doit pas libérer de phtalates après 48 heures dans de l'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 soupape unidirectionnelle doit éviter cette plage. Réduire les vibrations permet de moins effrayer la vie sous-marine.

• Épaisseur de la protection UV : 15 μm

• Test d'immersion en eau de mer : 48 heures

• Résistance à la traction du matériau : 15 MPa

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

• Rayon de courbure du tuyau : 30 mm

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

Les moisissures se développent rapidement à l'intérieur d'un tuba à des températures supérieures à 25 °C. Après chaque utilisation, le séchage ne doit pas être retardé au-delà de 4 heures. Le nombre de bactéries dans l'humidité résiduelle peut doubler toutes les 20 minutes. Garder la paroi interne du tube au sec prolonge la durée de vie de la soupape.

Mini-bouteille de plongée

Ces mini-bouteilles de 0,5 litre sont généralement remplies à 200 bars, ou 3000 PSI. Le cylindre est fabriqué en aluminium de qualité aérospatiale 6061, avec une épaisseur de paroi de 6 à 8 mm. La bouteille vide pèse 1,1 kg, et l'air comprimé chargé ajoute 130 grammes supplémentaires.

Le col du cylindre utilise un filetage M18x1,5. À l'intérieur se trouve un disque de rupture qui se brise automatiquement à 300 bars pour relâcher la pression. La couche anodisée externe a une épaisseur de 40 microns, offrant une protection contre la corrosion par l'eau de mer.

Le détendeur premier étage réduit la pression interne de 200 bars à 9-10 bars. Cette conception à piston aide à maintenir une inhalation fluide. Le tuyau connecté peut supporter des pressions supérieures à 34 bars. La résistance respiratoire au niveau de l'embout buccal deuxième étage est contrôlée 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 du port de remplissage : 8 mm

• Classification du disque de rupture : 300 bars

• 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 dispose réellement que d'environ 100 litres d'air utilisable.

À 5 mètres de profondeur, une mini-bouteille peut permettre de respirer pendant 8 à 10 minutes. À 15 mètres, cette même réserve d'air s'épuise en moins de 3 minutes. Le manomètre dispose d'une zone rouge marquant 50 bars ; une fois que l'aiguille l'atteint, la remontée doit commencer immédiatement.

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 connecteur au niveau de la bouteille peut pivoter à 360 degrés, évitant au tuyau d'être tendu sous l'eau avec une force allant jusqu'à 10 kg.

• Pression ambiante à 10 mètres : 2 ATA

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

• La vitesse de remontée doit rester inférieure à 9 mètres par minute

• Zone d'avertissement rouge du manomètre : 50 bars

• Résistance thermique de la bague FKM de la valve : 200 °C

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

Le remplissage génère de la chaleur de compression, faisant monter la température de surface du cylindre à 50 °C. À ce stade, la bouteille doit être refroidie 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 possède une texture antidérapante et peut être tourné tout en portant des gants de plongée de 3 mm. La sangle latérale mesure 25 mm de large et est conçue pour soulever 1 tonne.

Il ne faut jamais retenir sa respiration pendant la remontée. En remontant de 10 mètres, le volume d'air dans les poumons double. 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 bloquer les capillaires.

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

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

• Résistance à la traction de la sangle : 1000 kg

• Limite de chaleur maximale de remplissage : 50 °C

• Point de rosée du séchage de l'air : -40 °C

• Cycle de service de l'embout buccal : 150 heures

Le cylindre doit subir un test de pression tous les deux ans. La pression de test est de 1,5 fois la pression de service, soit 300 bars. Si des piqûres de rouille à l'intérieur du cylindre atteignent une profondeur de 0,2 mm, la bouteille doit être retirée 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 avec les molaires arrière. Le matériau en silicone a une résistance à la déchirure de 18 kN/m. Cette conception aide à réduire la fatigue de la mâchoire. Un rinçage à l'eau douce élimine les particules de sel laissées dans les filetages.

En cas de voyage par voie aérienne avec l'une de ces bouteilles, la valve doit être retirée. Le personnel de sécurité doit pouvoir constater que le cylindre est vide à l'intérieur. Les filetages doivent être lubrifiés avec une graisse compatible avec l'oxygène. L'huile moteur ordinaire peut s'auto-enflammer sous haute pression, ce qui est extrêmement dangereux.

• Intervalle du test de pression : 24 mois

• Taux de déformation volumique maximal : 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'expiration se situe entre 50 et 200 Hz. La fréquence de vibration de la membrane du détendeur est conçue pour éviter cette plage. Cela permet de moins effrayer les poissons sous l'eau.

Le revêtement résistant aux UV sur la surface de la bouteille a une épaisseur de 15 microns. Même avec 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. L'épaulement est gravé 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 de filtre est calibrée 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 bars pour éviter que l'humidité ne pénètre dans le cylindre.

• Épaisseur de la couche UV : 15 μm

• Test d'immersion en eau de mer : 48 heures

• Classification de la maille du filtre : 100 mesh

• Pression de réserve de stockage : 10 bars

• Grade de l'alliage d'aluminium : 6061-T6

• Engagement du filetage : au moins 8 tours

Profondeur vs Temps

Pour chaque tranche de 10,3 mètres de profondeur, la pression augmente de 1 atmosphère. À 5 mètres sous l'eau, le corps est soumis à une pression totale de 1,5 atmosphère. À cette profondeur, un apnéiste ne peut qu'observer en apnée, et la durée pendant laquelle il peut rester dépend entièrement de l'autonomie de son oxygène sanguin. Pour une personne moyenne, le temps de fond en apnée n'est généralement que de 30 à 45 secondes.

En snorkeling, la fréquence cardiaque peut chuter à environ 50 battements par minute en raison du réflexe d'immersion. Cette réponse physiologique économise un peu d'oxygène, mais la quantité de dioxyde de carbone dans le sang augmente toujours chaque seconde. Une fois que la pression partielle de CO2 atteint 45 mmHg, le cerveau force l'envie de respirer. Cela signifie que le plongeur doit retourner 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 efficace : 30-45 secondes

• Fréquence cardiaque réflexe d'immersion : 50 bpm

• Seuil de CO2 : 45 mmHg

• Temps de récupération en surface : 1-2 minutes

Avec une mini-bouteille de plongée, le temps sous l'eau devient directement lié à la profondeur. Une bouteille de 1 litre remplie à 200 bars contient 200 litres d'air. En surface, si vous respirez 15 litres par minute, elle durera environ 13 minutes. Mais à 10 mètres, où la pression double à 2 atmosphères, chaque respiration utilise deux fois plus d'air.

À 10 mètres, cette bouteille de 1 litre durera réellement seulement 6,6 minutes. À chaque mètre de profondeur supplémentaire, la pression de l'eau augmente de 0,1 atmosphère, et la réserve d'air est consommée plus rapidement. Le tableau ci-dessous montre la différence entre le temps d'apnée et la durée de la mini-bouteille à différentes profondeurs :

Profondeur	Pression	Tuba (Temps d'apnée)	Durée bouteille 0,5 L	Durée bouteille 1,0 L
0 mètre	1,0 ATA	Illimité	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

L'intensité de vos mouvements 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 contre un courant de 3 nœuds peut faire grimper la consommation au-dessus de 30 litres par minute. Dans ces conditions, une mini-bouteille de 0,5 litre à 5 mètres peut ne même pas durer 2 minutes.

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

• Consommation d'air en poursuivant rapidement les poissons : 30-40 L/min

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

• Pression de réserve de sécurité : 50 bars

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

• Efficacité du séjour sous-marin : 5 fois supérieure au snorkeling

Il n'y a pas de restriction de remontée après une plongée en apnée car les poumons ne sont pas remplis d'air comprimé. Une remontée rapide depuis 5 mètres ramène simplement l'air dans les poumons à son volume de surface initial. Mais si vous prenez une inspiration de 1 litre depuis une mini-bouteille à 5 mètres, celle-ci se dilatera à 1,5 litre au moment où vous atteindrez la surface.

Si vous retenez votre respiration pendant la remontée, une différence de pression alvéolaire de seulement 0,1 bar peut rompre le tissu pulmonaire. Les 3 derniers mètres avant la surface impliquent le changement de pression le plus spectaculaire et sont là où les accidents sont les plus probables. La remontée doit rester inférieure à 9 mètres par minute. Remonter de 5 mètres devrait prendre au moins 15 secondes pour être en sécurité.

• 10 mètres à 7 mètres : la pression change de 15 %

• 3 mètres à la surface : la pression change de 30 %

• Vitesse de remontée maximale : 9 mètres/minute

• Différentiel de pression pulmonaire sécurisé : 0,1 bar

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

La température de l'eau réduit également l'autonomie d'une bouteille. L'air rempli sous un soleil à 30 °C puis immergé dans une eau à 20 °C peut perdre environ 15 bars de pression. Il s'agit simplement d'une contraction thermique. Un manomètre affichant 200 bars juste après la mise à l'eau peut n'indiquer que 185 bars cinq minutes plus tard.

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

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

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

• Temps de refroidissement de la bouteille : 3 minutes

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

La limite de profondeur pour un tuba dépend de la pression faciale et de l'écrasement. À 10 mètres, l'espace aérien à l'intérieur d'un masque est comprimé à la moitié de son volume d'origine. Si vous ne soufflez pas un peu d'air dans le masque par le nez pour équilibrer, les minuscules vaisseaux sanguins autour des yeux peuvent devenir visiblement injectés de sang sous une différence de pression de 0,1 atmosphère. Chaque équilibrage coûte environ 50 ml d'air provenant des poumons.

Avec les mini-bouteilles, l'accumulation d'azote dans le corps devient une préoccupation. Une seule bouteille ne contient pas beaucoup d'air, mais des plongées répétées avec plusieurs bouteilles peuvent 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 en azote est déjà proche de la limite de sécurité.

• Intervalle de surface : au moins 30 minutes

• Limite quotidienne recommandée de bouteilles : pas plus de 4

• Temps d'attente avant le vol : 12 heures

• Taux d'élimination de l'azote : chute de 15 % en cas de déshydratation

• Profil de profondeur recommandé pour les plongées successives : progressivement moins profond

À 3 mètres sous l'eau, quelqu'un qui prend des photos avec un tuba doit remonter toutes les 45 secondes pour respirer. Avec une mini-bouteille, vous pouvez rester stable sur le 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 devient plus légère dans l'eau. Une charge d'air complète de 200 bars pèse environ 130 grammes. Lorsque cet air est expiré dans l'eau, la flottabilité augmente légèrement. En eau peu profonde à 3 mètres, ces plus de 100 grammes de flottabilité supplémentaire peuvent commencer à vous tirer vers le haut, 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 1 L)

• Augmentation de la flottabilité : environ 1,2 N

• Lest nécessaire : 1-2 kg

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

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

Sur la plupart des mini-bouteilles, une fois que la pression chute en dessous de 30 bars, respirer devient sensiblement plus difficile. À ce stade, le détendeur ne peut plus maintenir une pression intermédiaire stable. Chaque inspiration commence à donner l'impression de tirer. Une fois que l'inhalation semble lourde, il reste généralement moins d'une minute avant que l'air ne soit complètement épuisé.

• Point où la résistance respiratoire augmente : 30 bars

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

• Débit du deuxième étage : 500 L/min

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

• Épaisseur de la protection de la bouteille : 5 mm

Avec 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'évacuera plus proprement. Après chaque utilisation, il doit être lavé avec une solution de nettoyage à 1:20. Les cristaux de sel doivent être soigneusement éliminés pour que la valve unidirectionnelle puisse encore s'ouvrir à 0,01 bar.

• Taux de dilution de la solution de nettoyage : 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

• Fréquence de remplacement de l'embout buccal : 150 heures

Le serrage de la sangle du masque affecte la position du tuba. Une distance d'attache de 8 cm du coin externe de l'œil est idéale, afin que lorsque vous inclinez la tête de 45 degrés vers le bas pour regarder le corail, le haut du tube reste au-dessus de la surface. Par vent supérieur à force 5, la partie exposée du tuba peut osciller, et cette vibration est transmise directement aux gencives.

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

• Distance d'attache du coin externe de l'œil : 8 cm

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

• Effet par vent force 5 : vibration notable

• 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 capacité du diaphragme à déplacer l'air contre la pression de l'eau. Un tube de 40 cm de long et 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, donc 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 poitrine doit lutter contre environ 0,05 atmosphère de pression d'eau supplémentaire. Cela équivaut à une charge de 500 pascals sur la poitrine, augmentant l'effort respiratoire de plus de 20 % par rapport à la terre ferme. Si le tube est rallongé à 60 cm, la différence de pression peut submerger les capillaires pulmonaires, provoquant une fuite de liquide et même un œdème pulmonaire.

• L'embout buccal utilise du silicone de qualité alimentaire avec 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 faire mal en 20 minutes.

• La valve de purge unidirectionnelle inférieure est réglée pour s'ouvrir en dessous de 0,1 psi, donc une légère bouffée suffit pour 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 au flux d'air augmente fortement ; s'il est trop large, l'impulsion de vidage n'est plus assez puissante pour expulser les gouttelettes résiduelles.

• La conception du canal anti-éclaboussures permet d'intercepter 80 % des fines projections de vagues entrant par le haut et de diriger l'eau vers le collecteur en dessous.

L'inhalation prolongée de gaz vicié piégé dans le tuba augmente la pression partielle de CO2 dans le sang et peut faire monter le rythme cardiaque au-dessus de 110 battements par minute. Cette réponse augmente fortement la consommation d'oxygène et peut provoquer de sévères maux de tête pulsatiles aux tempes lors d'une session de snorkeling continue 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 au sommet d'un tuba entièrement sec est généralement fabriquée en polyéthylène haute densité (PEHD). Avec une densité légèrement inférieure à celle de l'eau, elle peut réagir à un changement de niveau d'eau et sceller l'entrée en 0,5 seconde. Mais une fois que le plongeur descend à plus de 2 mètres, l'air piégé à l'intérieur du tube scellé crée environ 0,2 kg de flottabilité vers le haut. Cette traction tire constamment sur la jupe du masque, ce qui peut provoquer une légère fuite dès 1,5 mètre.

• Après chaque utilisation, les cristaux de sel mesurant 0,1 à 0,5 mm doivent être nettoyés. S'ils se logent le long du bord de la valve unidirectionnelle, la fuite peut 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 fragilité.

• Le clip de fixation entre le tuba et le masque doit résister à plus de 10 kg de traction soudaine, afin que l'équipement ne soit pas perdu dans des courants supérieurs à 0,5 nœud.

• En milieu humide, un biofilm peut commencer à se former sur la paroi interne du tuba en 24 heures. S'il n'est pas nettoyé régulièrement, il développe une odeur de moisissure qui rend la respiration désagréable.

L'angle entre le tuba et la tête doit rester dans les 30 degrés pour réduire la traînée pendant la nage. À une vitesse constante de 0,5 nœud, un tuba mal incliné peut créer environ 2 newtons de traction latérale constante sur le cou. Cette force est faible, mais lors d'une nage continue de 500 mètres, elle augmente considérablement la fatigue des trapèzes.

La section annelée est conçue pour que l'embout buccal puisse pendre naturellement vers le bas lorsqu'il n'est pas utilisé, sans interférer avec le passage à un deuxième étage. Une bonne section annelée doit conserver une paroi interne lisse afin que les gouttelettes d'eau ne restent pas piégées lors du vidage. Si les crêtes internes sont trop profondes, chaque respiration s'accompagne d'un bruit de clapotis comme lors d'un bain de bouche, ce qui signifie généralement qu'au moins 15 ml d'eau sont encore piégés à l'intérieur.

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

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

• Si les ailes de l'embout buccal présentent des marques de morsure plus profondes que 0,5 mm, le matériau a déjà développé une fatigue physique et peut casser à tout moment.

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

Mini-bouteille portable

Ces mini-bouteilles de 0,5 litre sont généralement fabriquées en alliage d'aluminium 6061 ou en fibre de carbone, et une bouteille vide pèse environ 1,1 kg à la main. Remplie à 200 atmosphères, ou 3000 psi, elle contient 100 litres d'air. Une personne au repos sur terre utilise 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 inspiration complète depuis la bouteille et que vous la retenez en nageant vers la surface, l'air dans vos poumons se dilate à 1,5 fois son volume d'origine. Le tissu pulmonaire est délicat. Une différence de pression de seulement 0,1 atmosphère suffit pour rompre les alvéoles comme un ballon trop gonflé. Pendant la remontée, les bulles expirées doivent pouvoir s'échapper continuellement de la bouche. L'apnée est absolument interdite.

Si vous paniquez sous l'eau et commencez à prendre de grandes inspirations rapides, la consommation d'air peut doubler instantanément. À 6 mètres, une bouteille de 0,5 litre peut ne même pas durer 5 minutes, et l'aiguille du manomètre peut visiblement reculer comme l'aiguille des secondes d'une horloge. Une fois que l'aiguille atteint la zone rouge à 50 bars, une si petite bouteille ne contient plus que quelques inspirations.

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

• Si ne serait-ce qu'un peu d'eau pénètre dans le manomètre et l'embue, ou si le cadran reflète la lumière du soleil, il devient facile de mal lire la pression restante jusqu'à 20 bars.

• Le remplissage avec une pompe manuelle haute pression est une tâche difficile. Il faut entre 600 et 800 coups de pompe pour remplir cette petite bouteille, et vous n'y arriverez pas en moins de 20 minutes.

• L'embout buccal doit utiliser du silicone autour de 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 chute d'environ 0,5 atmosphère. Une bouteille pleine remplie sur terre à 25 °C puis emmenée dans une eau à 15 °C affichera immédiatement environ 5 bars de moins sur le manomètre. Beaucoup pensent que la bouteille fuit, mais la raison réelle est simplement que les molécules de gaz deviennent moins actives dans le froid.

Les marques estampillées au bas de la bouteille constituent sa carte d'identité, indiquant la pression d'épreuve de 300 bars et la date de fabrication. Une bouteille en aluminium doit être retirée du service après 15 ans d'utilisation. Si l'intérieur n'est pas nettoyé régulièrement, de la poudre d'oxyde d'aluminium résiduelle de 5 microns peut être entraînée dans les poumons avec le flux d'air, ce qui est un irritant grave pour les corps étrangers.

Remplir à partir d'un compresseur d'air thermique ordinaire est risqué. Si la filtration est inadéquate, 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 vertiges en profondeur.

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

• Le joint torique d'étanchéité sur la valve de la bouteille devient cassant après une exposition prolongée à l'eau de mer avec une salinité de 3,5 %. S'il est trop serré ou si les cristaux de sel ne sont pas lavés, 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. Une bosse de seulement 1 mm de profondeur causée par un choc contre un récif peut créer un risque de rupture sous haute pression.

• En cas de voyage en avion, la valve 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 dans les bagages enregistrés.

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 traction vers le haut, et sans un lestage approprié, cela peut nuire à l'équilibre du corps près de la surface.

En eau peu profonde à 3 mètres sous la lumière directe du soleil, l'éblouissement peut rendre le manomètre difficile à lire. Lorsqu'il ne reste plus qu'une ou deux inspirations, la résistance à l'inhalation augmente soudainement et crée une forte sensation de vide. À ce stade, vous devez immédiatement revenir à la respiration en surface, car la petite quantité d'air restante n'est plus suffisante pour 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 collante dans la gorge et un goût métallique.

Après chaque session en mer, la bouteille doit être trempée dans de l'eau douce pendant 15 minutes complètes afin que tous les cristaux de sel à l'intérieur de la chambre du détendeur puissent se dissoudre. Si elle n'est pas lavée, des grains de sel d'environ 0,2 mm peuvent forcer des ouvertures dans l'assemblage de la valve de précision.

Comparaison de sécurité

Pour chaque tranche de 10 mètres de profondeur, le corps est soumis à 1 atmosphère de pression supplémentaire. Un tuba vous permet de respirer de l'air frais à 1 atmosphère à la surface, de sorte que la pression à l'intérieur et à l'extérieur des poumons reste équilibrée. L'air 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 sont effectivement réduits à la moitié de leur durée utilisable, donc 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 et que vous retenez votre respiration lors de la remontée, le gaz dans vos poumons se dilate rapidement à mesure que la pression ambiante diminue. Les alvéoles humaines sont extrêmement délicates. Si la pression interne dépasse la pression externe de seulement 0,1 atmosphère, ce qui équivaut à peu près à un changement de profondeur de 1 mètre, l'air peut déchirer la membrane pulmonaire et entrer dans la circulation sanguine. Un tuba ne crée pas ce problème, car l'air dans le tube n'est pas comprimé par la profondeur, donc une remontée en apnée ne surdilate pas les poumons.

Le tableau ci-dessous présente les différences physiques entre les deux types d'équipement et rend l'écart de risque sous-marin clair en un coup d'œil :

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

Si un tuba est rallongé de seulement 15 cm au-delà de la longueur standard, les muscles thoraciques doivent surmonter 500 pascals de pression supplémentaires pour s'étendre. Respirer à 50 cm sous l'eau augmente l'effort physique de plus de 20 % par rapport à la terre ferme. Si la concentration de dioxyde de carbone à l'intérieur du tube dépasse 4 %, le rythme 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, qui est le signal d'alarme du corps pour la détresse en oxygène.

Détail de l'équipement : L'embout buccal utilise du silicone de qualité alimentaire avec une dureté Shore de 45 à 55. Si le silicone est trop souple, même un courant légèrement plus fort peut tordre le tube et le déloger ; s'il est trop dur, les gencives et la mâchoire commencent à faire mal après environ 20 minutes. La valve de purge unidirectionnelle en bas est réglée en dessous de 0,1 psi, donc une bouffée pas plus forte que celle nécessaire pour éteindre une bougie suffit pour 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 d'une salinité de 3,5 % n'est pas rincée à l'eau douce pendant 15 minutes après usage, les joints toriques d'étanchéité de la valve peuvent devenir cassants et s'user en moins d'un an. Une fois 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 minuscule fuite peut amener le plongeur à réaliser, lors de la remontée, que le manomètre est déjà tombé à zéro.

• Le marquage gravé à la base de la bouteille indique une pression d'épreuve de 300 bars, et les bouteilles en aluminium doivent être retirées du service après 15 ans d'utilisation.

• Tous les 12 mois, l'intérieur de la bouteille doit être inspecté 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 gonflages, faute de quoi l'humidité endommagera le ressort du régulateur.

• Si le manomètre indique une valeur différente de zéro de plus de 5 bars, il est probable que le spiral de précision interne ait cédé à cause de la fatigue du métal.

Une fois que la pression de la bouteille descend en dessous de 20 bars, la résistance à l'inspiration devient nettement 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 situation de panique, la fréquence respiratoire peut passer de 15 cycles par minute à plus de 30, et le peu d'air restant pourrait ne pas durer une minute entière. Si le plongeur remonte en catastrophe et oublie d'expirer, le risque de lésion pulmonaire peut être multiplié par cinq.

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

Détail de l'entretien	Norme de sécurité du tuba	Norme de sécurité de la mini-bouteille portable
Rinçage à l'eau douce	Se concentrer sur le nettoyage de l'embout buccal et de la membrane de la valve unidirectionnelle	Faire tremper pendant 15 minutes pour éviter que les cristaux de sel n'obstruent la chambre du régulateur
Inspection de l'usure	Remplacer l'embout buccal si les fissures dépassent 1 mm	Le couple du joint torique doit être maintenu entre 1 et 2 N·m
Exigences en gaz	Éviter les gaz d'échappement des moteurs de bateaux	Le monoxyde de carbone dans 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 augmentant de 120 grammes à mesure que l'air est consommé
Fatigue des matériaux	La résistance chute de 30 % après 100 heures d'exposition aux UV	Une marque d'impact sur la fibre de carbone supérieure à 1 mm constitue déjà un danger

Traînée physique : Le tuba doit être attaché à la sangle du masque à environ 2 cm au-dessus de l'oreille. S'il est positionné trop bas, la nage dans un courant modéré de 0,5 nœud génère environ 2 newtons de traction latérale. Cette force exerce une traction constante sur les gencives et peut dévier le corps d'environ 5 degrés de sa trajectoire. Pour corriger cette dérive, le plongeur finit par battre des pieds environ 10 % plus fort.

En cas de transport aérien avec une bouteille, la valve doit être retirée et la bouteille totalement dépressurisée. Cela permet d'éviter la libération soudaine d'énergie due aux 200 atmosphères de pression interne dans l'environnement à basse pression en altitude. Un tuba doit simplement être conservé dans un endroit frais et à l'abri de la lumière directe du soleil pour 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 beaucoup moins susceptible de se fissurer ou de fuir que le caoutchouc ordinaire.

Liberté

Scénarios d'utilisation optimale

Dans une eau de mer à 28 °C, le corps humain perd sa chaleur 25 fois plus vite que dans l'air. Lors de l'utilisation d'un tuba en flottant dans des eaux peu profondes 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 situent environ 30 cm sous la surface, ils doivent surmonter une différence de pression supplémentaire d'environ 30 milligrammes pour aspirer l'air. Un tuba d'un diamètre de 22 mm et d'une épaisseur de paroi de 1,5 mm est dimensionné de manière à ce que, à une fréquence respiratoire de 20 cycles par minute, l'écoulement laminaire à l'intérieur du tube ne se transforme pas en turbulence.

Un tuba en silicone de 200 grammes fixé sur le côté gauche de la sangle du masque génère 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 observant des sergents-majors (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 sa valeur normale de 7,4.

• Poids de l'équipement : 150g - 350g

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

• Hauteur de vague recommandée : < 0,3 mètre

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

• Perte calorique : environ 150 - 200 kcal par heure

À 5 mètres de profondeur, l'eau de mer a filtré 90 % de la longueur d'onde rouge de la lumière du soleil. À ce stade, une mini-bouteille de 0,5 L se comporte très différemment. L'air comprimé à 3000 PSI (environ 20,7 MPa) est réduit par le premier étage à 140 PSI. 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 supporter qu'environ 3,5 à 4 minutes de respiration continue.

La bouteille est fabriquée en alliage d'aluminium 6061-T6, avec une épaisseur de paroi d'environ 6,3 mm. Une fois remplie, elle présente une flottabilité négative d'environ 0,8 kg dans l'eau de mer. Pour compenser cela et maintenir une flottabilité neutre, le plongeur doit ajouter environ 800 mL de déplacement, soit via un gilet stabilisateur, soit en dilatant les 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 bars

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

• Raccord rapide : qualité industrielle 8mm

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

Une hélice s'est emmêlée dans un cordage en nylon de 12 mm. Un apnéiste devrait effectuer une descente rapide toutes les 40 secondes, sa fréquence cardiaque chutant rapidement à 50 bpm en raison du réflexe d'immersion mammalien. En cas d'effort physique intense, la pression partielle de CO2 dans le sang augmente d'environ 5 mmHg par minute. L'égalisation répétée exerce également une contrainte mécanique sur le tympan, rendant difficile la réalisation d'une session de travail de plus de 15 minutes.

Passez à une mini-bouteille de 1,0 L 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 augmentée à 30 L/min par un travail physique, cela offre plus de 5 minutes de temps de travail continu. Les deux mains sont totalement libres, permettant une découpe précise avec un couteau de plongée en acier inoxydable de 10 cm. Dans ce contexte, la bouteille n'offre pas seulement un confort pour la promenade, mais une stabilité opérationnelle de niveau industriel.

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

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

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

• Capacité du disque de rupture : 4500 PSI

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

• Pression nominale du tuyau de transfert : pas moins de 630 bars

Dans des fissures étroites ou des ouvertures de corail de moins de 60 cm de large, un équipement de plongée standard de 20 kg ne passe pas. Une mini-bouteille de 1,5 kg fixée sous le bras réduit la section transversale du corps de 40 %. En posture de côté, le plongeur peut se glisser dans l'interstice pour photographier des langoustes (Palinuridae). Dans cette situation, le manomètre doit être surveillé de près, car une baisse de 10 bars représente moins de 15 secondes de réserve.

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

Dans le cadre d'une franchise de bagages en soute de 23 kg, une bouteille de 1,0 L occupe 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 des 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 manipulation des bagages, elle doit être vérifiée par inspection ultrasonique.

À 10 mètres, la saturation des couleurs est réduite et la lumière ambiante tombe à environ 15 % de la luminosité de 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 opèrent plus souvent dans la zone de 5 à 8 mètres, où la vision dépend davantage des bâtonnets. Passer fréquemment d'une profondeur à l'autre force des ajustements pupillaires fréquents et augmente la fatigue du muscle ciliaire.

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

• Intervalle des tests hydrostatiques : une fois tous les 36 mois

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

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

• Embout buccal : silicone liquide hypoallergénique, résistant à une force de morsure de 50N

Comparaison des limites

Un tuba avec un diamètre intérieur de 22 mm se situe dans une zone optimale en termes d'hydrodynamisme. Augmenter le diamètre à 25 mm augmente le volume d'espace mort de 30 %, ce qui entraîne une accumulation évidente de CO2 à l'intérieur du tube. La longueur de tube de 380 mm est un compromis entre la hauteur moyenne des vagues et la résistance respiratoire. Avec un embout en silicone de qualité médicale Shore 55A, la résistance à la traction atteint 3,4 MPa, suffisante pour résister à 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 provenant des poumons suffit à évacuer l'eau infiltrée. Le premier étage d'une mini-bouteille de 1,0 L utilise une conception à piston équilibré. L'air à 3000 PSI passe à travers le premier étage et est régulièrement réduit à une pression intermédiaire de 145 PSI.

• Poids du tuba : 180g - 260g

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

• Matériau du tube : PVC ou PC

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

• Volume d'espace mort : 120ml - 180ml

• Coefficient de traînée aérodynamique de surface : 0,05Cd

La paroi interne d'une bouteille de 0,5 L est soumise à une pression statique de 20,7 MPa. Les filetages du goulot sont généralement M18x1,5 ou 5/8"-18 UNF. À 10 mètres sous l'eau, la pression ambiante est de 2,0 bars. Avec un volume-minute respiratoire de 20 litres par minute lors d'une activité légère, la consommation d'air réelle devient 40 litres par minute en équivalent surface. Cela donne un temps d'alimentation effectif d'environ 2,5 minutes.

Un laps de temps aussi court 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. Dans l'eau de mer, les bouteilles en aluminium 6061-T6 sont sujettes à la corrosion électrochimique ; elles doivent donc être inspectées visuellement tous les 12 mois pour détecter des taches d'oxyde supérieures à 0,5 mm.

Comparaison des paramètres	Tuba professionnel	Mini-bouteille (0,5L)
Pression de service	Pression atmosphérique (1,0 bar)	200 bars / 3000 PSI
Pression du disque de rupture	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	+15g à +30g	-0,5 kg (vide) à -0,8 kg (pleine)
Intervalle d'entretien	Rinçage à l'eau douce chaque saison	Démontage tous les 12 mois et inspection annuelle

Des tests hydrostatiques sont requis tous les 3 ans, à 1,5 fois la pression de service, soit 30,3 MPa. Les pièces en silicone d'un tuba jauniront après 200 heures d'exposition intense aux UV. Une pompe haute pression manuelle a généralement un diamètre de piston d'environ 20 mm, avec un corps en acier inoxydable 304. Le coton filtrant est classé 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'une bouteille de 0,5 L est remplie de 0 à 200 bars, la température de la bouteille passe de 25 °C à 58 °C. Sans refroidissement par bain d'eau, la pression interne chute naturellement d'environ 15 bars une fois que la bouteille refroidit. L'efficacité réelle du remplissage manuel n'est que d'environ 90 % du chiffre nominal.

• Coups de pompe manuelle : environ 650

• Énergie par remplissage : environ 500 kJ

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

• 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 bars. La densité de l'air dans une mini-bouteille est 2,5 fois supérieure à celle en surface. La viscosité du gaz augmente et le flux à travers la valve devient restreint. Un tuba ne peut pas être utilisé à cette profondeur, car les poumons ne peuvent pas vaincre la pression équivalente à une colonne d'eau de 1,5 mètre pour aspirer l'air de la surface. Pour le transport aérien, la valve doit être retirée, et l'épaisseur de la paroi de la bouteille est généralement comprise entre 6,3 mm et 7,1 mm.

Lors de la pratique du snorkeling sur longue distance, un tuba génère environ 0,3 newton de force latérale dans un courant de 1,0 mille marin par heure. Une mini-bouteille, étant plus encombrante, génère environ 1,2 newton. Le plongeur doit ajuster le positionnement du lestage afin que le centre de gravité et le centre de flottabilité s'alignent sur l'axe vertical. L'entretien du régulateur nécessite du lubrifiant Christo-Lube.

• Code de déclaration pour le transport aérien : UN 1002

• Diamètre de la base de la bouteille : 60mm

• Largeur de l'embout : 50mm

• Capacité du disque de rupture : 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'auto-enflammer dans un environnement d'oxygène haute pression à 200 bars. Les tubas doivent être entretenus avec une solution d'acide acétique à 2 % pour éliminer les dépôts calcifiés. Une bouteille de 1,0 L pèse 2,5 kg et produit 1,2 kg de flottabilité négative sous l'eau. Sans compensation de flottabilité, la vitesse de sortie d'urgence peut chuter de 35 %. Une réserve de volume pulmonaire de 15 litres constitue la marge de sécurité sur laquelle comptent les utilisateurs de tuba.