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Le Recycleur Semi
Fermé (Semi Closed Rebreather) |
A l’inverse des recycleurs oxygène,
les recycleurs semi-fermés sont des recycleurs qui
utilisent un mélange de gaz autre que le seul oxygène
pur. Il y a deux catégories fondamentalement différentes
de recycleurs semi-fermés : les actifs et les passifs.
Les plus courants sont, et de loin, les systèmes actifs.
Conceptuellement, ils sont identiques au recycleur oxygène
de type ajout actif, excepté que le gaz fourni est
un mélange au lieu de l’oxygène pur. Le
gaz est généralement injecté dans la
boucle respiratoire à un débit massique constant.
En d’autres termes, quelle que soit la profondeur, un
même nombre de molécules de gaz est introduit
dans la boucle pendant une période de temps donnée.
Le débit d’injection de ces systèmes doit
être ajusté en fonction du pourcentage d’oxygène
du gaz disponible, de telle sorte que le taux d’oxygène
dans la boucle égale ou dépasse la consommation
d’oxygène par le plongeur. Comparé au
recycleur oxygène, ce type de recycleur permet au plongeur
de descendre à des profondeurs plus importantes sans
risque important de toxicité liée à l’oxygène.
L’inconvénient provient du fait que la partie
de gaz disponible qui n’est pas de l’oxygène
(habituellement de l’azote, de l’hélium,
voire les deux) est également ajoutée dans la
boucle respiratoire à un taux constant. Cet "
autre " gaz n’étant pas consommé
par le
plongeur, il continue de s’accumuler dans la
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boucle. Pour empêcher la conséquence évidente
de l’augmentation de volume, cet excès de gaz
doit être périodiquement évacué
de la boucle. Dans l’idéal, seul le composant
non oxygène du gaz respiré serait évacué
de la boucle, réservant ainsi l’oxygène
pour la consommation du plongeur.Etant donné que le
gaz de la boucle est plus ou moins bien mélangé,
une partie du gaz évacué est de l’oxygène
que l’on gaspille.
Un autre problème avec les recycleurs semi-fermés
de type ajout actif est que la concentration d’oxygène
dans la boucle varie. Tout d’abord, la valeur du pourcentage
d’oxygène de la boucle se situe quelque part
en dessous du pourcentage d’oxygène du gaz fourni.
Cela s’explique par le fait que le corps du plongeur
élimine plus rapidement l’oxygène de la
boucle que ne sont éliminés les autres éléments
du mélange. Par ailleurs, l’oxygène est
ajouté dans la boucle à un taux constant mais
la consommation d’oxygène par le plongeur varie
avec l’effort. En fonction des efforts, la consommation
d’oxygène par le métabolisme du plongeur
peut varier dans un facteur de 6 dans des conditions normales,
et jusqu’à 10 dans des conditions extrêmes.
Ces variations influent sur l’importance du décalage
entre la fraction d’oxygène dans le gaz fourni
et la fraction d’oxygène dans le gaz respiré.
Afin de réduire le risque hypoxique, le pourcentage
d’oxygène dans le gaz disponible et le débit
auquel il est injecté dans la boucle doit être
suffisamment important pour répondre aux besoins du
plongeur lors d’efforts soutenus. Plus le pourcentage
d’oxygène dans le gaz disponible est élevé,
plus la profondeur est limitée à cause du risque
de toxicité de l’oxygène pendant les périodes
de faible activité. Par ailleurs, plus le taux d’injection
du gaz est important, plus l’autonomie en gaz est réduite
(le gaspillage est plus important). Cependant, devant la variabilité
(habituellement imprévisible) des besoins en oxygène
pour le plongeur lors d’une plongée, et devant
l’incapacité d’un recycleur semi-fermé
à débit massique constant à la compenser,
les recycleurs semi-fermés à ajout actif sont
fondamentalement inefficaces comparés à d’autres
recycleurs.
Le système d’ajout passif est une approche différente
dans la conception des recycleurs semi-fermés. Ces
modèles tentent d’ajuster le taux auquel le mélange
fourni est ajouté dans la boucle pour coller au plus
près des besoins du métabolisme du plongeur.
La façon la plus simple pour réaliser cet ajustement
en temps réel est de calquer le taux d’injection
du gaz sur la fréquence respiratoire du plongeur. La
plupart du temps, la fréquence respiratoire ou le volume
respiratoire par minute (RMV), est directement proportionnelle
à la consommation métabolique de l’oxygène.
Ainsi, la plupart des recycleurs semi-fermés à
ajout passif injectent le mélange fourni dans la boucle
à un taux dépendant de la fréquence respiratoire
du plongeur : la quantité de gaz injecté lors
de périodes de RMV élevés est plus importante
et elle est moindre lors de périodes de faibles RMV.
Alors que cette approche atténue le problème
des grandes variations de teneurs en oxygène dans le
gaz respiré lors de différents efforts, il y
a toujours la nécessité d’évacuer
périodiquement un excès de gaz, réduisant
ainsi l’efficacité du système. |
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