Quels sont les principaux appareils respiratoires pour la plongée sous-marine ?
What are the primary breathing apparatuses for scuba
The most common breathing apparatus for Scuba Diving is an open circuit single hose 2-stage demand regulator connected to a single gas cylinder.  A less common apparatus is a Closed Circuit or Semi-Closed rebreather.
L'appareil respiratoire le plus courant pour la plongée sous-marine est un détendeur à la demande à circuit ouvert, à un seul tuyau et à deux étages, relié à une seule bouteille de gaz.  Un appareil moins courant est un recycleur à circuit fermé ou semi-fermé.
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Appareil respiratoire
Article principal : Ensemble de plongée

Plongeur récréatif enfilant son scaphandre avant de plonger
L'équipement de base utilisé par un plongeur sous-marin est le scaphandre éponyme, l'appareil respiratoire sous-marin autonome qui permet au plongeur de respirer pendant la plongée et qui est transporté par le plongeur. Il est aussi communément appelé scuba set.

Lors de la descente, en plus de la pression atmosphérique normale à la surface, l'eau exerce une pression hydrostatique croissante d'environ 1 bar (14,7 livres par pouce carré) pour chaque 10 m de profondeur. La pression de la respiration doit être équilibrée par rapport à la pression ambiante pour permettre un gonflement contrôlé des poumons. Il devient pratiquement impossible de respirer de l'air à la pression atmosphérique normale dans un tube à moins d'un mètre sous l'eau.

La plupart des plongées de loisir se font à l'aide d'un demi-masque qui couvre les yeux et le nez du plongeur, et d'un embout buccal qui fournit le gaz respiratoire à partir de la soupape à la demande ou du recycleur. Inspirer à partir de l'embout d'un détendeur devient très vite une seconde nature. L'autre dispositif courant est le masque intégral, qui couvre les yeux, le nez et la bouche, et permet souvent au plongeur de respirer par le nez. Les plongeurs professionnels sont plus susceptibles d'utiliser des masques complets, qui protègent les voies respiratoires du plongeur en cas de perte de conscience.

Circuit ouvert
Article principal : Détendeur de plongée

Détendeur Aqualung Legend deuxième étage (valve à la demande)

Détendeur Aqualung premier étage

Ordinateur de plongée Gekko avec manomètre et compas.

Affichage du manomètre submersible Suunto
Le gaz inhalé par l'équipement de plongée est expiré dans l'environnement ou, occasionnellement, dans un autre équipement à des fins particulières, généralement pour augmenter la flottabilité d'un dispositif de levage tel qu'un compensateur de flottabilité, une bouée gonflable de repérage en surface ou un petit sac de levage. Le gaz respiratoire est généralement fourni par une bouteille de plongée à haute pression via un détendeur de plongée. En fournissant toujours le gaz respiratoire approprié à la pression ambiante, les détendeurs à la demande permettent au plongeur d'inspirer et d'expirer naturellement et sans effort excessif, quelle que soit la profondeur, en fonction des besoins.

L'ensemble de plongée le plus couramment utilisé utilise un détendeur à la demande à deux étages, à circuit ouvert et à tuyau unique, connecté à une seule bouteille de gaz haute pression montée à l'arrière, le premier étage étant connecté au robinet de la bouteille et le second à l'embout.[Cette disposition diffère de la conception originale d'Émile Gagnan et de Jacques Cousteau de 1942, connue sous le nom d'Aqua-lung, dans laquelle la pression de la bouteille était réduite à la pression ambiante en un ou deux étages qui se trouvaient tous dans le boîtier monté sur le robinet ou le collecteur de la bouteille. Le système à " tuyau unique " présente des avantages significatifs par rapport au système original pour la plupart des applications.

Dans la conception à deux étages du " tuyau unique ", le détendeur du premier étage réduit la pression de la bouteille jusqu'à environ 300 bars (4 400 psi) à une pression intermédiaire (PI) d'environ 8 à 10 bars (120 à 150 psi) au-dessus de la pression ambiante. Le détendeur à soupape à la demande du deuxième étage, alimenté par un tuyau basse pression provenant du premier étage, délivre le gaz respiratoire à la pression ambiante à la bouche du plongeur. Les gaz expirés sont évacués directement dans l'environnement sous forme de déchets par un clapet anti-retour situé sur le boîtier du deuxième étage. Le premier étage possède généralement au moins un orifice de sortie délivrant le gaz à la pression totale de la bouteille, qui est relié au manomètre submersible du plongeur ou à l'ordinateur de plongée, afin d'indiquer la quantité de gaz respirable restant dans la bouteille.

Recycleur

Recycleur électronique à circuit fermé Inspiration
Article principal : Recycleur de plongée
Moins courants, les recycleurs à circuit fermé (CCR) et semi-fermé (SCR) qui, contrairement aux appareils à circuit ouvert qui évacuent tous les gaz expirés, traitent tout ou partie de chaque souffle expiré pour le réutiliser en éliminant le dioxyde de carbone et en remplaçant l'oxygène utilisé par le plongeur. Les recycleurs rejettent peu ou pas de bulles de gaz dans l'eau et utilisent beaucoup moins de volume de gaz stocké, pour une profondeur et une durée équivalentes, car l'oxygène expiré est récupéré ; cela présente des avantages pour la recherche, l'armée, la photographie et d'autres applications. Les recycleurs sont plus complexes et plus chers que les scaphandres à circuit ouvert, et une formation spéciale et un entretien correct sont nécessaires pour les utiliser en toute sécurité, en raison de la plus grande variété de modes de défaillance potentiels.

Dans un recycleur à circuit fermé, la pression partielle d'oxygène dans le recycleur est contrôlée, de sorte qu'elle peut être maintenue à un maximum continu sûr, ce qui réduit la pression partielle de gaz inerte (azote et/ou hélium) dans la boucle respiratoire. Minimiser la charge en gaz inerte des tissus du plongeur pour un profil de plongée donné réduit l'obligation de décompression. Cela nécessite une surveillance continue des pressions partielles réelles en fonction du temps et, pour une efficacité maximale, un traitement informatique en temps réel par l'ordinateur de décompression du plongeur. La décompression peut être considérablement réduite par rapport aux mélanges de gaz à rapport fixe utilisés dans d'autres systèmes de plongée et, par conséquent, les plongeurs peuvent rester plus longtemps au sol ou avoir besoin de moins de temps pour décompresser. Un recycleur à circuit semi-fermé injecte un débit massique constant d'un mélange gazeux fixe dans la boucle respiratoire, ou remplace un pourcentage spécifique du volume respiré, de sorte que la pression partielle d'oxygène à tout moment de la plongée dépend de la consommation d'oxygène du plongeur et/ou de sa fréquence respiratoire. La planification des besoins en décompression nécessite une approche plus conservatrice pour un SCR que pour un CCR, mais les ordinateurs de décompression avec une entrée en temps réel de la pression partielle d'oxygène peuvent optimiser la décompression pour ces systèmes. Les recycleurs produisant très peu de bulles, ils ne perturbent pas la vie marine et ne font pas connaître la présence d'un plongeur à la surface, ce qui est utile pour la photographie sous-marine et le travail clandestin.
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