Bouteilles de plongée en acier ou en aluminium | Laquelle choisir

Les bouteilles en acier de classe 12 L / 232 bar contiennent plus de gaz et conservent une flottabilité négative tout au long de la plongée. Une bouteille en aluminium AL80 (11,1 L / 207 bar) est plus légère, mais devient à flottabilité positive vers la fin de la plongée. Si la capacité en gaz est votre priorité, choisissez l'acier. Pour la plongée de loisir occasionnelle, l'aluminium est l'option la plus simple.

Flottabilité

Bouteilles en aluminium

La bouteille de plongée en aluminium la plus connue est l'AL80, fabriquée en alliage d'aluminium 6061-T6. Son volume d'eau interne est fixé à 11,1 litres. Vide, à l'air libre, la bouteille elle-même pèse environ 14,3 kg.

Comme cet alliage a une densité de seulement 2,70 g/cm³, les parois doivent être assez épaisses pour résister à une pression de service de 207 bar. Avec une épaisseur de paroi de 12,2 mm, la bouteille devient plus volumineuse et son déplacement passe à 15,6 litres.

Le robinet est généralement fabriqué en laiton C36000 avec une finition chromée. Le robinet seul pèse environ 0,6 kg. Ajoutez les 2,15 kg d'air comprimé à l'intérieur d'une bouteille pleine, et une fois immergée, elle produit environ 1,1 kg de poussée vers le bas.

• Diamètre de la bouteille : 184 mm
• Longueur de la bouteille : 658 mm
• Masse d'air lorsqu'elle est pleine : 2,15 kg
• Matériau : Alliage d'aluminium 6061-T6
• Spécification du filetage : 0.750-14 NPSM
• Pression de service maximale : 3000 psi (207 bar)

À mesure que vous consommez le gaz, la masse à l'intérieur de la bouteille diminue. Vers 100 bar, la bouteille atteint progressivement une flottabilité neutre et n'a plus tendance à couler ou à flotter.

Vers la fin de la plongée, lorsque la pression chute à 50 bar, la bouteille a déjà perdu environ 1,5 kg d'air. À ce stade, elle génère environ 1,9 kg de poussée vers le haut. Bien que l'épaisseur du fond soit de 15,7 mm, soit plus épaisse que la paroi latérale, la majeure partie de la flottabilité positive agit sur la section centrale et inférieure du bloc.

Ce changement a tendance à soulever les hanches du plongeur et à perturber son équilibre horizontal. De nombreux plongeurs ajoutent 2 à 3 kg de plomb à leur ceinture de lest spécifiquement pour contrer la flottabilité positive qu'une bouteille en aluminium développe vers la fin de la plongée.

L'eau de mer a une densité de 1,025 kg/L, tandis que l'eau douce est à 1,0 kg/L. Dans un lac, une bouteille en aluminium produit environ 0,4 kg de flottabilité positive en moins qu'en mer. En eau douce, vous pouvez généralement transporter environ 1 kg de lest en moins, ce qui facilite les choses.

L'alliage d'aluminium 6061 contient environ 1,0 % de magnésium et 0,6 % de silicium. Cette combinaison confère à la bouteille une bonne résistance à la corrosion à grande échelle dans l'eau salée. Une couche d'oxyde naturelle d'environ 10 microns d'épaisseur se forme sur la paroi interne et aide à bloquer les dommages causés par l'humidité.

Si la bouteille est remplie trop rapidement (plus de 15 bar par minute), la température de la paroi peut monter à 45 °C. La dilatation thermique augmente le volume déplacé d'environ 0,03 litre. Une fois que le bloc refroidit dans l'eau, la pression interne peut chuter d'environ 10 %.

• Teneur en magnésium : 0,8 % – 1,2 %
• Teneur en silicium : 0,4 % – 0,8 %
• Teneur en cuivre : 0,15 % – 0,4 %
• Résistance à la traction : 310 MPa
• Conductivité thermique : 167 W/m·K
• Densité : 2,70 g/cm³

À un palier de sécurité à 5 mètres, une combinaison de 5 mm se dilate à mesure que la pression diminue, générant environ 1,5 kg de flottabilité. Ajoutez cela aux 1,9 kg de flottabilité positive de la bouteille en aluminium, et le plongeur est tiré vers le haut avec une force totale de 3,4 kg.

Si vous êtes sous-lesté, il devient très facile d'effectuer une remontée incontrôlée dans les derniers mètres. Les bouteilles en aluminium ont généralement un sabot à fond plat en polyéthylène haute densité. Il protège la base des impacts, mais ajoute également une légère augmentation de volume déplacé.

Bouteilles en acier

L'acier chrome-molybdène 34CrMo4 a une densité de 7,85 g/cm³. Comme le matériau est très résistant, l'épaisseur de paroi d'une bouteille en acier peut rester dans la plage de 4 mm à 5 mm. En prenant la HP100 comme exemple, son diamètre extérieur de 184 mm renferme un volume interne de 12,9 litres.

Une HP100 vide pèse 15,4 kg à terre. Ajoutez un robinet DIN de 0,6 kg, et le total devient 16 kg. La bouteille déplace environ 17,5 litres d'eau de mer, ce qui, dans une eau d'une densité de 1,025 kg/L, crée 17,9 kg de force de flottabilité.

Soustrayez 17,9 kg de flottabilité de 16 kg de poids, et même une bouteille en acier vide conserve environ 1,9 kg de flottabilité négative. Même sans gaz, elle continue de couler. Pour cette raison, le plongeur peut généralement retirer plus de 3,5 kg de plomb de sa ceinture.

• Matériau : Acier chrome-molybdène 34CrMo4
• Pression de service : 232 bar
• Épaisseur de paroi : 4,8 mm
• Épaisseur du revêtement de zinc : 60 microns
• Filetage du col : M25x2
• Poids à vide : 15,4 kg

À 232 bar, l'air comprimé à l'intérieur pèse 3,2 kg. Totalement immergé, le poids total du bloc monte à 19,2 kg, et la flottabilité négative sous l'eau augmente à environ 5,1 kg. Cela déplace le centre de lestage plus près de la colonne vertébrale.

Le centre de gravité d'un bloc en acier se situe environ 4 cm plus près du robinet que celui d'une bouteille en aluminium. Sous l'eau, cela lui confère un équilibre naturellement horizontal. À 20 mètres, lorsqu'une combinaison de 7 mm perd environ 4 kg de flottabilité, la flottabilité négative du bloc en acier compense très efficacement ce changement.

La bouteille en acier basse pression LP85 est courante en eau froide. Elle est calibrée pour 184 bar avec un volume interne de 13 litres. Vide, sa flottabilité n'est que d'environ -0,1 kg. Vers la fin de la plongée, elle est proche de la neutralité.

• Hauteur LP85 : 660 mm
• Poids à vide : 14,1 kg
• Masse d'air : 2,5 kg
• Flottabilité à pleine charge : -2,6 kg
• Flottabilité à 50 bar : -0,7 kg
• Diamètre : 178 mm

Un bi-bouteille technique composé de deux HP100 a un volume interne combiné de 25,8 litres et peut contenir 5160 litres de gaz. Sous l'eau, cette configuration produit une flottabilité négative constante de 10 kg, ce qui signifie que le plongeur n'a souvent pas besoin de ceinture de lest séparée du tout.

Une connexion DIN peut supporter des pressions supérieures à 230 bar. En comparaison, le joint torique d'une connexion étrier (Yoke) peut se déformer d'environ 0,2 mm sous haute pression. Le DIN reste étanche au gaz même à 300 bar.

Un test hydrostatique nécessite que la bouteille soit mise sous pression à 348 bar. Le bloc se dilate légèrement sous la pression. Si l'expansion permanente après dépressurisation dépasse 10 %, la bouteille doit être condamnée. Chaque test exerce une contrainte d'étirement sur les fibres du métal.

Les bouteilles en acier résolvent également le problème classique des pieds du plongeur qui coulent. À un palier de sécurité à 3 mètres, après avoir purgé le gilet stabilisateur, les 1,5 kg de flottabilité négative restants aident à maintenir le plongeur stable dans l'eau. Cela élimine la sensation de flottement en fin de plongée, courante avec les blocs en aluminium.

La plongée en combinaison étanche est généralement associée aux blocs en acier. L'air à l'intérieur d'une combinaison étanche peut créer environ 6 kg de poussée. Une bouteille en acier de 16 kg aide à compenser cette poussée, réduisant le lest nécessaire de 8 kg à environ 4 kg.

• Lestage combinaison étanche : 4 kg (acier) vs 8 kg (aluminium)
• Lestage combinaison humide : 2 kg (acier) vs 5 kg (aluminium)
• Base : fond arrondi nécessitant un sabot
• Efficacité : 15 % supérieure

Tableau de comparaison de la flottabilité

Caractéristique	Bouteille en aluminium (AL80)	Bouteille en acier (HP/LP)
Flottabilité bouteille pleine	Flottabilité négative (environ -0,7 kg)	Flottabilité clairement négative (environ -3 kg à -4 kg)
Flottabilité bouteille vide	Flottabilité positive (environ +1,5 kg)	Flottabilité négative (environ -0,5 kg à -1,5 kg)
Besoin en lestage	Nécessite un lest supplémentaire pour compenser la flottabilité en fin de plongée	Permet de réduire le lestage et soulage la pression sur les lombaires
Stabilité sous l'eau	Le centre de gravité se déplace à mesure que la pression chute	Le centre de gravité reste stable et le contrôle de l'assiette est plus facile

L'eau douce a une densité de 1,0 kg/L, tandis que l'eau de mer est à 1,025 kg/L. En eau douce, une bouteille en acier sera environ 0,45 kg plus négative qu'en eau de mer. Lors d'une plongée en lac, cela permet généralement de réduire encore le poids à la ceinture de 1 kg.

Durabilité et corrosion

Comparaison de la durabilité et de l'entretien

L'acier chrome-molybdène 4130 a une dureté Brinell d'environ 200 à 240, ce qui le rend hautement résistant à la déformation par impact. En comparaison, l'alliage d'aluminium 6061-T6 a une dureté d'environ 95 seulement. Lors du chargement sur le quai ou de la plongée depuis un bateau, une bouteille en aluminium est beaucoup plus susceptible d'avoir des rayures ou des bosses allant jusqu'à 0,5 mm de profondeur.

Comme l'acier a une résistance à la traction allant jusqu'à 100 000 PSI, l'épaisseur de paroi d'une bouteille en acier reste généralement entre 4 mm et 5 mm. L'aluminium manque de cette résistance, son épaisseur de paroi doit donc augmenter pour atteindre environ 11 mm à 12 mm. Cette différence structurelle signifie que lorsqu'il est frappé par un objet pointu, l'aluminium est beaucoup plus sujet à une déformation de surface visible.

Selon les normes CGA C-6.1, si une rayure sur une bouteille en aluminium dépasse 10 % de l'épaisseur de la paroi (environ 1,2 mm), la bouteille échouera à l'inspection visuelle annuelle (VIP). La profondeur d'usure admissible pour l'acier est plus faible, mais l'acier est aussi beaucoup plus difficile à endommager à la base.

Dans des conditions humides, l'acier forme de l'Fe鈧侽鈧?(oxyde de fer), qui apparaît sous forme de calamine rouge-brun friable. Cette rouille continue de pénétrer plus profondément dans le métal et peut créer des piqûres de plus de 1 mm de profondeur en seulement un an. Une fois que la corrosion par piqûres interne devient généralisée, la capacité de résistance à la pression de la bouteille chute rapidement.

L'aluminium, en revanche, forme une couche passive d'Al鈧侽鈧?(oxyde d'aluminium) lorsqu'il est exposé à l'oxygène. Ce film n'a qu'environ 0,01 micron d'épaisseur, mais il adhère étroitement à la surface du métal. Même sous des embruns salés, il bloque une oxydation plus profonde, de sorte que la corrosion sur l'aluminium reste généralement sous forme de poudre blanche superficielle.

Paramètre d'entretien	Acier chrome-molybdène 4130	Alliage d'aluminium 6061-T6
Pression de service	232–300 bar	200–232 bar
Résistance à la traction	Environ 700 MPa	Environ 310 MPa
Protection interne	Traitement au phosphate ou intérieur brut	Protection par oxyde naturel
Fréquence d'inspection	12 mois (VIP) / 5 ans (Hydro)	12 mois (VIP) / 5 ans (Hydro)
Norme de condamnation	Expansion > 10 % ou piqûres profondes	Expansion > 10 % ou fissure au col

Le sabot en caoutchouc à la base d'une bouteille en acier est l'un de ses points faibles en matière d'entretien. De l'eau de mer résiduelle peut s'accumuler entre le sabot et le métal, créant un micro-environnement clos. À mesure que l'eau s'évapore, des cristaux de sel restent et, combinés aux différences de potentiel électrochimique, ils peuvent créer un anneau de rouille profonde au fond de la bouteille en moins de six mois.

Bien que l'aluminium supporte beaucoup mieux l'eau salée, il comporte un risque de fissuration sous contrainte (SLC). Après environ 10 000 cycles de remplissage, la zone filetée du col peut développer une fatigue métallique microscopique sous des contraintes répétées. Ce dommage n'est pas visible à l'œil nu et nécessite généralement un contrôle par courants de Foucault pour être détecté.

Les bouteilles en aluminium fabriquées après 1989 à partir de l'alliage 6061 sont beaucoup plus sûres. Les anciennes bouteilles en alliage 6351 étaient plus sujettes aux fissures au col sous haute pression à long terme en raison de leur microstructure et de leur teneur en plomb. Quiconque achète un bloc en aluminium d'occasion doit vérifier le code d'alliage estampillé sur l'épaule.

La sécheresse interne d'une bouteille en acier a un effet énorme sur sa durée de vie. Si une station de remplissage ne remplace pas les filtres à temps et que l'air comprimé contient plus de 50 mg/m³ de vapeur d'eau, de la rouille interne visible peut apparaître en environ 3 mois. Les centres de plongée professionnels maintiennent généralement un point de rosée inférieur à -40 °C.

Le test hydrostatique est la mesure finale de la durabilité de la bouteille. La pression de test est augmentée à 1,5 fois la pression de service. Pour une bouteille en acier de 300 bar, cela signifie 450 bar pendant le test. Le test mesure si l'expansion permanente dépasse 10 % du volume d'origine.

Tant qu'une oxydation profonde ne se produit pas, les bouteilles en acier ont des durées de vie en fatigue extrêmement longues. Certaines restent en service pendant 40 ans avec des taux d'expansion très faibles. L'aluminium, en revanche, a tendance à échouer au test hydro au fil du temps en raison du fluage et de la fatigue du matériau. De nombreux blocs en aluminium ne sont pas retirés à cause de la corrosion, mais parce que le métal lui-même vieillit tout simplement.

Il existe une différence de potentiel électrochimique entre une bouteille en aluminium et un robinet en laiton. Dans l'eau salée, cela peut déclencher une corrosion galvanique. Si un lubrifiant compatible avec l'oxygène n'est pas utilisé lors de l'installation du robinet, les filetages en aluminium peuvent se comporter comme une anode sacrificielle, entraînant des robinets grippés ou des fuites.

La réparation du revêtement extérieur est particulièrement importante pour l'acier. Une couche de galvanisation à chaud offre environ 80 microns de protection. Si du métal sombre brut est exposé, il doit être repeint immédiatement avec un apprêt riche en zinc contenant au moins 90 % de zinc. Sur l'aluminium, même si toute la peinture est usée, le métal exposé se repassive en quelques millisecondes et ne nécessite généralement pas de repeinture fréquente.

La meilleure conductivité thermique de l'acier aide également lors du remplissage. La chaleur de compression se dissipe plus rapidement à travers la paroi en acier, ce qui réduit la perte de pression après refroidissement. Une bouteille en aluminium remplie rapidement à 200 bar dans un environnement chaud peut se refroidir et se stabiliser à seulement 180 bar environ.

En termes de valeur résiduelle, l'acier se comporte davantage comme un actif à long terme. Une bouteille en acier bien entretenue conserve souvent environ 70 % de son prix d'achat d'origine sur le marché de l'occasion. L'aluminium a un horizon de retrait basé sur la fatigue beaucoup plus clair, donc une fois qu'il dépasse 15 ans de service, sa valeur résiduelle réelle chute rapidement vers zéro.

Lors d'un stockage à long terme, une bouteille en acier doit conserver au moins 20 bar de pression résiduelle. Cela maintient la pression interne au-dessus de la pression atmosphérique et empêche l'air humide d'entrer. Une pression résiduelle est également recommandée pour l'aluminium, mais l'aluminium est beaucoup moins sensible à l'humidité interne occasionnelle.

Pour les plongeurs vivant dans des climats secs et plongeant principalement dans des lacs d'eau douce, l'entretien des bouteilles en acier est relativement mineur. Dans les environnements insulaires tropicaux, cependant, la nature moins exigeante de l'aluminium devient un réel avantage.

Comment choisir

Une bouteille aluminium 80 (11,1 litres) se comporte comme un poids dynamiquement variable dans l'eau. À 200 bars, elle présente une flottabilité négative d'environ 0,73 kg. Lorsque la pression résiduelle tombe à 35 bars, elle produit une flottabilité positive d'environ 1,9 kg. Pour rester stable lors du palier de sécurité, vous avez besoin d'environ 2,6 kg de lest supplémentaire juste pour compenser cette poussée.

Une bouteille en acier haute pression de 12 litres (HP100) se comporte très différemment. Pleine, elle présente une flottabilité négative d'environ 3,8 kg, et même lorsqu'elle est presque vide, elle reste négative d'environ 0,3 kg. Elle vous aide à rester immergé pendant toute la durée de la plongée, au lieu de vous contraindre à porter du lest supplémentaire pour contrôler un bloc qui flotte.

L'aluminium 6061-T6 a une masse volumique de 2,7 g/cm³ ; pour résister à 207 bars, ses parois ont donc généralement une épaisseur d'environ 12,2 mm. L'acier chrome-molybdène 4130, d'une masse volumique de 7,8 g/cm³, ne nécessite qu'une épaisseur de paroi d'environ 4,8 mm. Cela rend une bouteille en acier de 10 à 15 mm plus fine en diamètre qu'une bouteille en aluminium équivalente.

Choisir l'acier permet d'emporter plus de gaz sans augmenter l'encombrement externe. Un bloc acier de 10 litres est environ 50 mm plus court qu'un bloc aluminium de 11 litres. Cette compacité permet d'éviter que le bas du bloc ne heurte l'arrière de vos jambes. Dans les épaves ou les grottes, le profil plus étroit facilite également les déplacements.

Une bouteille en acier de 300 bars avec un volume interne de 12 litres peut contenir environ 3300 litres de gaz. Une bouteille en aluminium classique de 200 bars de classe similaire n'emporte qu'environ 2200 litres. Cette différence de 1100 litres peut offrir à un plongeur à la consommation moyenne 15 à 20 minutes supplémentaires à 20 mètres.

Les robinets DIN sont courants sur les bouteilles en acier et supportent des connexions haute pression filetées de 300 bars. Les bouteilles en aluminium sont plus souvent couplées à des robinets à étrier (INT), généralement limités à 232 bars. Dans un système DIN, le joint torique est protégé à l'intérieur du corps du robinet, ce qui rend les fuites dues aux chocs beaucoup moins probables.

L'aluminium présente toujours le risque de SLC (fissuration sous contrainte). Bien que l'alliage 6061 soit plus stable que l'ancien 6351, des fissures microscopiques peuvent encore se développer autour des filetages du col après environ 10 000 cycles de gonflage. L'acier possède un module d'élasticité plus élevé et peut supporter les mêmes cycles d'expansion-contraction en toute sécurité pendant 40 ans ou plus.

L'eau salée est l'ennemie naturelle de l'acier. Une fois la couche galvanisée de 80–100 microns endommagée, l'acier nu commence à former de la rouille rouge. À l'inverse, l'aluminium forme une couche d'oxyde d'aluminium auto-cicatrisante sur les rayures en quelques millisecondes, ce qui réduit la fréquence d'entretien dans les environnements tropicaux salins.

L'oxyde de fer (Fe鈧侽鈧?/strong>) formé à l'intérieur d'une bouteille en acier est poudreux et peut se détacher, obstruant potentiellement le filtre de 20 microns à l'intérieur d'un premier étage de détendeur. La poudre d'oxydation blanche formée à l'intérieur d'une bouteille en aluminium adhère plus fortement et ne circule généralement pas avec le flux d'air vers le système respiratoire.

La teneur en eau de l'air comprimé a un impact majeur sur la durée de vie. Si les filtres du compresseur sont saturés et que l'humidité dépasse 50 mg/m³, une corrosion par piqûres visible peut apparaître à l'intérieur d'une bouteille en acier en seulement 90 jours. Les stations de gonflage professionnelles maintiennent l'humidité en dessous de 20 mg/m³ grâce à une surveillance du point de rosée.

Une bouteille en acier neuve coûte généralement entre 450 et 600 $. Une bouteille en aluminium standard se vend généralement entre 200 et 280 $. Si vous plongez 50 fois par an, l'acier présente un coût de possession à long terme plus faible car il peut rester en service pendant un demi-siècle, tandis que de nombreuses bouteilles en aluminium sont retirées après 15 à 20 ans lorsqu'elles échouent aux tests de fatigue.

Les épreuves hydrostatiques sont effectuées tous les 60 mois. La bouteille est remplie d'eau et mise sous pression à 1,5 fois la pression de service. Si l'expansion permanente dépasse 10 % du volume initial, la bouteille doit être mise hors service.

L'augmentation de la température lors du gonflage affecte également la quantité de gaz utilisable. L'acier dissipe mieux la chaleur que l'aluminium, la chute de pression après refroidissement est donc plus faible. Une bouteille en aluminium rapidement gonflée à 200 bars peut chauffer jusqu'à 45 °C, puis refroidir dans l'eau et redescendre à seulement 175 bars, perdant ainsi environ 12 % de son gaz utilisable.

Les plongeurs en eaux froides équipés de combinaisons de 7 mm ou de combinaisons étanches font face à des défis majeurs de flottabilité. Une combinaison épaisse de 7 mm peut ajouter environ 5 kg de poussée. Une bouteille en acier de 15 litres peut fournir environ 4 kg de poids négatif sous l'eau, vous permettant de retirer deux blocs de plomb de la ceinture et d'améliorer considérablement votre trim.

Les blocs en aluminium d'occasion fabriqués avant 1989 doivent être approchés avec prudence. Beaucoup étaient fabriqués en alliage 6351 et nécessitent un contrôle par courants de Foucault annuel pour détecter les fissures au col. Les bouteilles en acier modernes ne nécessitent généralement qu'une inspection VIP annuelle.

Un sabot en caoutchouc sur une bouteille en acier permet à un bloc de 14,5 kg de tenir debout de manière stable. Les bouteilles en aluminium ont plus souvent une base arrondie et peuvent basculer plus facilement sur le pont d'un bateau en mouvement. Une fois tombé, le corps lourd de la bouteille peut exercer une force de cisaillement importante sur le robinet et endommager des composants de précision.

Les plongeurs qui voyagent régulièrement à l'international bénéficient généralement davantage des blocs en aluminium. Transporter un bloc en acier de 15 kg dans les aéroports épuise trop rapidement la franchise de bagages. Les plongeurs disposant d'un transport privé et d'un site de plongée local fixe ont tout intérêt à investir dans de l'acier chrome-molybdène 4130 pour son lestage plus précis et sa valeur à long terme.

Les limitations des stations de gonflage comptent également. De nombreux compresseurs de centres de villégiature anciens ne peuvent atteindre que 225 bars. Si vous apportez un bloc en acier de 300 bars dans l'un de ces centres, la quantité réelle de gaz stocké pourrait être réduite à seulement 70 % de sa capacité nominale.

Lors d'un stockage à long terme, un bloc en acier doit conserver 20 à 30 bars de pression. Cette pression interne positive empêche l'air extérieur humide d'entrer. Les bouteilles en aluminium doivent également conserver une pression résiduelle, mais en raison de leur meilleure résistance naturelle à la corrosion, elles sont beaucoup moins vulnérables lors d'un stockage à basse pression.

Taille et Capacité

Épaisseur de paroi et Dimensions

Sous une pression de service de 207 bars, l'aluminium 6061-T6 nécessite une épaisseur de paroi d'environ 12,3 mm pour répartir les contraintes internes en toute sécurité. L'acier chrome-molybdène ayant une limite d'élasticité bien supérieure, une bouteille en acier haute pression de 237 bars ne nécessite qu'environ 4,1 mm d'épaisseur de paroi. Avec un diamètre extérieur standard de 184 mm, cette différence a un impact énorme sur le volume de gaz interne utilisable.

Une bouteille en aluminium AL80 a un volume interne réel de 11,1 litres et une longueur totale de 658 mm. En comparaison, une bouteille en acier haute pression HP100 contient 12,9 litres en interne tout en mesurant seulement 610 mm de long. Elle est 48 mm plus courte, tout en offrant 1,8 litre d'espace interne supplémentaire et environ 25 % de gaz en plus.

L'aluminium étant plus fragile, les fabricants doivent rendre la base beaucoup plus épaisse. La base d'un AL80 dépasse souvent 25 mm. Les bouteilles en acier sont généralement fabriquées avec un fond arrondi embouti à froid, ce qui répartit l'épaisseur plus uniformément. À déplacement égal dans l'eau, l'acier peut transporter plus de gaz comprimé.

• Diamètre AL80 : 184 mm, déplacement environ 15,5 litres
• Diamètre HP100 : 184 mm, déplacement environ 14,8 litres
• Diamètre LP85 : 178 mm, déplacement environ 14,1 litres
• Diamètre bouteille sidemount AL40 : 133 mm, longueur 625 mm
• Diamètre HP120 : 184 mm, longueur 711 mm
• Facteur de gonflage bouteille alu 3000 psi : 7,0 scf/L
• Facteur de gonflage bouteille acier 3442 psi : 7,7 scf/L

La différence entre le poids de la bouteille et son déplacement détermine la charge sous-marine. Un AL80 vide pèse 14,3 kg. En eau douce, son calcul de flottabilité montre environ 0,7 kg de flottabilité négative lorsqu'il est plein. À 35 bars, il devient environ 1,9 kg positivement flottant. Le plongeur doit porter du lest supplémentaire pour supprimer cette poussée.

Un HP100 pèse 15,4 kg vide. Lorsqu'il est plein, il présente une flottabilité négative de 3,8 kg. Même à 35 bars, il reste négatif d'environ 0,9 kg. Il ne développe jamais de tendance à flotter vers le haut. Par conséquent, le plongeur peut réduire le poids de sa ceinture d'environ 2,8 kg, soulageant ainsi le bas du dos.

La longueur de la bouteille affecte également le trim. À 658 mm, une bouteille en aluminium peut être gênante pour les plongeurs mesurant moins de 170 cm. En palmant, l'arrière de la tête ou le deuxième étage peut facilement heurter le robinet. Une bouteille en acier de 610 mm remonte le centre de gravité et le place plus près des poumons, ce qui facilite le trim horizontal.

• Épaisseur du revêtement interne en acier : environ 20 à 50 microns
• Épaisseur du film d'oxyde d'aluminium : environ 10 à 15 microns
• Chaque bloc de plomb de 1 kg fournit environ 0,9 kg de flottabilité négative dans l'eau de mer
• Les limites d'expansion hydrostatique des bouteilles en acier sont généralement inférieures à 10 %
• Les disques de rupture en aluminium sont réglés à environ 1,5 fois la pression de service
• L'inspection annuelle de l'acier se concentre particulièrement sur les piqûres d'oxydation dans les filetages du col

La méthode de fabrication fixe également le plafond de capacité. Les bouteilles en aluminium sont extrudées à froid, ce qui concentre les contraintes près du col. Les bouteilles en acier sont fermées par fluotournage à chaud, ce qui répartit les contraintes de manière plus uniforme. C'est pourquoi l'acier peut supporter sans risque 3442 psi ou plus, et pourquoi il permet de compacter davantage de molécules de gaz dans le même volume externe.

À consommation égale, un HP100 offre environ 15 minutes de temps de fond supplémentaire par rapport à un AL80. Cela provient des 22,6 pieds cubes de gaz supplémentaires. En profondeur, où la consommation de gaz par minute se multiplie rapidement, cette réserve réduit la pression de remontée et le stress.

Le diamètre standard de 184 mm facilite également la logistique de location. La plupart des sangles de stab sont réglées pour cette taille. Si vous passez à une grosse bouteille en acier de 203 mm, la longueur de la sangle doit généralement être ajustée. La plupart des bi-bouteilles techniques utilisent des bouteilles en acier car leur profil plus mince réduit la traînée latérale.

Les bouteilles en acier basse pression (série LP) suivent une philosophie de conception différente. Un LP85 fonctionne à seulement 2400 psi, mais comme son volume interne est plus grand, il délivre tout de même 85 pieds cubes de gaz à seulement 165 bars. Au lieu de compter sur une très haute pression, il utilise plus d'espace interne pour compenser la différence.

• La capacité en eau interne est marquée comme WC (Water Capacity)
• Les bouteilles en aluminium indiquent généralement une épaisseur de paroi minimale
• Les bouteilles en acier indiquent souvent la REE (Rejection Elastic Expansion) à la pression nominale
• Chaque tranche de 100 bars de gaz consommé réduit le poids d'un AL80 d'environ 1,3 kg
• À pression égale, la compressibilité du trimix diffère de celle de l'air pur
• Une connexion DIN 232 bars est plus résistante à la pression qu'un étrier 200 bars

Pression et Densité

La pression de service standard d'un AL80 est de 3000 psi, soit 207 bars. Son volume d'eau interne est de 11,1 litres. À pleine pression, il contient environ 2297 litres d'air libre.

Une bouteille en acier haute pression HP100 fonctionne à 3442 psi, soit 237 bars. Bien que son corps semble compact, son volume d'eau interne réel est de 12,9 litres. Lorsqu'elle est pleine, elle contient 3057 litres d'air, soit environ 33 % de plus.

Modèle de bouteille	Pression (psi / bar)	Volume d'eau (L)	Capacité gaz libre (L)	Masse de gaz (kg)
AL80	3000 / 207	11,1	2297	2,82
HP100	3442 / 237	12,9	3057	3,75
LP85	2400 / 164	13,8	2263	2,78
HP120	3442 / 237	15,3	3626	4,45

Le gaz ne se comprime pas de manière parfaitement linéaire indéfiniment. Une fois au-delà de 200 bars, l'efficacité du stockage commence à dévier légèrement. Comme les molécules d'air se repoussent sous très forte compression, la teneur réelle en gaz à 237 bars est environ 1 % à 2 % inférieure à ce que suggèrent les calculs théoriques parfaits. Cette marge doit être incluse dans la planification des gaz pour les plongées profondes.

À 20 mètres, la pression ambiante atteint 3 bars. Chaque inspiration utilise trois fois plus de molécules de gaz qu'en surface. Avec un AL80, une consommation de 20 litres par minute en surface devient 60 litres par minute en profondeur, laissant une autonomie totale de moins de 38 minutes.

Avec un HP100 à la même profondeur, les 760 litres de gaz comprimé supplémentaires offrent environ 12 minutes de plus. À 30 mètres, cette réserve devient un véritable tampon contre le courant et le stress. Mais un gaz plus dense impose également une demande plus forte sur les performances du premier étage du détendeur.

• À 3000 psi, la densité de l'air est d'environ 254 kg/m³
• À 3442 psi, la densité de l'air monte à environ 291 kg/m³
• À partir de 20 °C, chaque augmentation de 1 °C augmente la pression du bloc d'environ 0,6 %
• Les robinets DIN sont généralement tarés à 232 bars ou 300 bars
• Dans les systèmes à étrier (INT) au-dessus de 232 bars, le risque d'éclatement du joint torique augmente d'environ 40 %
• Tirer 1000 litres de gaz d'un bloc à 237 bars crée une charge interne très élevée sur le détendeur

Les compresseurs de gonflage rapide génèrent beaucoup de chaleur. Juste après un gonflage à 3000 psi, une bouteille peut être à 45 °C. Si vous plongez directement dans une eau à 25 °C, le refroidissement ramènera l'aiguille à environ 2750 psi, gaspillant ainsi environ 8 % du gonflage.

L'acier dissipe cette chaleur beaucoup plus rapidement, surtout lorsqu'il est refroidi dans l'eau pendant le gonflage. Il a tendance à entrer dans l'eau avec sa pleine pression de 3442 psi intacte. L'aluminium, avec ses parois de 12 mm, agit plutôt comme un isolant ; c'est pourquoi de nombreux opérateurs de gonflage surgonflent légèrement pour compenser la chute de pression ultérieure.

La famille des aciers LP (basse pression) se comporte encore différemment. Un LP85, gonflé à seulement 2400 psi (soit 164 bars), atteint tout de même 85 pieds cubes de gaz. Sur les îles d'Asie du Sud-Est où les vieux compresseurs peinent, cela compte : les bouteilles basse pression sont beaucoup plus faciles à gonfler complètement.

• Le LP85 a un volume interne de 13,8 litres, soit environ 24 % de plus qu'un AL80
• À 2000 psi, un LP85 emporte toujours environ 1700 litres
• À pression égale, un HP100 emporte toujours environ 1770 litres
• Dans les stations de gonflage faibles, un bloc basse pression peut délivrer 15 % de gaz utilisable en plus
• À 237 bars, la pression partielle d'oxygène dans l'air reste autour de 0,5 bar, toujours bien en dessous des limites de toxicité

Le poids du gaz compte également physiquement. Un HP100 transportant 3057 litres d'air contient environ 3,8 kg de gaz. À mesure que vous le consommez sous l'eau, cette charge disparaît progressivement. Si vous ne tenez pas compte de ce changement lors du lestage, le bloc peut commencer à vous tirer vers le haut comme un ballon lors de la remontée.

Au-delà de 40 mètres, la densité du gaz rend la respiration sensiblement plus difficile. Les molécules d'air comprimées s'engouffrent dans le deuxième étage avec un flux très turbulent. Les plongeurs expérimentés allant en profondeur préfèrent souvent des bouteilles en acier haute pression associées à des détendeurs à haut débit pour réduire l'accumulation de dioxyde de carbone et la sensation de résistance respiratoire.

La fabrication d'une bouteille en acier haute pression de 3442 psi nécessite de l'acier au chrome-molybdène 34CrMo4. Sa résistance à la traction est environ trois fois supérieure à celle de l'alliage d'aluminium. Elle peut maintenir une expansion totale sous la barre des 10 %, même sous une pression interne extrême. Les bouteilles en aluminium contenant 3000 psi pendant des années sont beaucoup plus sujettes à une déformation microscopique au niveau du filetage du col.

• Chaque tranche de 1000 litres d'air consommé ajoute environ 1,2 kg de poussée positive au plongeur
• Une AL80 à 50 bars peut exercer une poussée positive d'environ 2 kg
• Une HP100, à la même pression résiduelle, conserve environ 0,9 kg de poids négatif
• Le gaz dense stocké dans une bouteille en acier haute pression réduit la quantité de lest nécessaire
• À 3442 psi, chaque pied cube d'air contient environ 1,2 cent quadrillion de molécules de gaz

Lors du choix d'une bouteille, vous devez également prendre en compte la station de gonflage. Si un centre de plongée ne gonfle qu'à 200 bars, l'avantage haute pression d'une HP100 est en grande partie perdu, et vous comptez principalement sur ses 1,8 litre de volume interne supplémentaire. Dans cette situation, une LP108 ou une grande bouteille en aluminium peut en réalité offrir un temps de plongée pratique supérieur.

Regardez le marquage sur l'épaule de la bouteille et trouvez la ligne indiquant la pression de service. Si elle indique 3442, et que vous l'associez à un détendeur performant, vous pouvez passer confortablement 10 minutes supplémentaires à 20 mètres à chercher des nudibranches.

Et si vous possédez une bouteille qui n'a pas été utilisée depuis longtemps, ne la gonflez jamais sans vérification préalable. Vérifiez les dates marquées. Si elle n'a pas fait l'objet d'une inspection visuelle depuis plus d'un an, ou d'une requalification hydrostatique depuis plus de 5 ans, envoyez-la à un centre d'inspection qualifié avant toute utilisation.