Objectif de cet article :

Cet article a pour objectif de vous montrer dans un premier temps le fonctionnement d'un masque de plongée de la marque Décathlon, conçu initialement pour faire du snorkeling très confortablement. Vous découvrirez que les ingénieurs de chez Décathlon ont été bien inspirés et que ce masque est un petit "bijou" permettant de l'adapter à souhait de plusieurs manières. Par la suite j'aborderai une façon modulaire de le modifier afin de pouvoir l'utiliser comme masque de protection personnelle qui peut servir aussi bien pour se protéger du Coronavirus/COVID-19 que d'autres "agressions environnementales" (poussière, produits chimiques, etc...) selon votre besoin, avec des adaptateurs pour pouvoir utiliser tout filtre 3M dessus, quelque soit la configuration utilisée. Les fichiers STL sont fournis également, ce qui vous permettra d'utiliser mes prototypes directement ou de concevoir les vôtres (adaptation à d'autres filtres, tuyaux, etc...) si vous le souhaitez pour les imprimer en 3D.

Description

Le masque Décathlon est un masque prévu pour regarder sous l'eau tout en restant en surface (en flottant à l'horizontale). Pour cette raison il est très efficace du point de vue de son étanchéité autour du visage (pour empêcher l'eau de rentrer) et pour vous faciliter la respiration (par le tuba/snorkel) qui dépasse vers le haut de votre tête (une fois le masque mis). Il est conçu d'une manière très ingénieuse qui permet d'éviter les dépôts de buée sur le verre, qui est en plastique et plat (pour éviter les distorsions de l'image sous l'eau) et permettre de "vidanger" facilement votre masque si jamais quelques goûtes d'eau parvenaient à s'y glisser. Enfin, un système de sécurité empêche l'eau d'entrer par le tuba si vous penchez trop la tête ou essayez de plonger. Nous allons voir en détail comment tout cela fonctionne :

Le tuba est amovible, certainement pour pouvoir le ranger plus facilement (prendre moins de place dans les bagages) et c'est essentiellement grâce à cela que ce masque est très polyvalent. Dans cet article nous allons nous concentrer surtout sur la façon dont l'air peut circuler dans ce type de masque, ce qui est indispensable pour comprendre comment l'adapter afin de pouvoir filtrer l'air entrant (que vous inspirez) et éventuellement l'air sortant (que vous expirez) tout en gardant notamment l'avantage de ne pas avoir de dépôts de buée sur le verre.

Une fois que vous avez mis le masque et que vous êtes sous l'eau, il est prévu pour vous laisser respirer librement par le tuba tant que celui-ci n'est pas immergé. Pour ce faire, si vous regardez bien, il y a 3 "canaux" dans le tuba (qui fort heureusement est transparent !) : l'air circule donc par ces canaux grâce à un ingénieux système de membranes se trouvant aussi bien dans le masque que dans le tuba lui-même. Voyons le principe global de plus près...

Inspiration

Voici par où circule l'air lorsque vous inspirez en portant le masque sous l'eau :

Si le tuba est hors de l'eau le flotteur de fermeture automatique demeure ouvert, les membranes des deux canaux sur les côtés se ferment et l'air frais extérieur peut alors entrer par la membrane centrale du tuba (1 sur la figure ci-dessus).
Cet air descend par le canal central du tuba jusqu'à entrer dans la zone des yeux (2), orienté sur le verre, ce qui permet d'avoir toujours un air "frais" (donc non-humide, ou plutôt "moins humide") dans cette zone afin d'empêcher le dépôt de buée ou tout du moins le diminuer (si l'air qui rentre est chaud et humide et que l'eau est très froide, il peut tout de même y avoir dépôt de buée sur le verre, mais il sera toujours moins important que si l'air ne circule pas). Ça fonctionne un peu comme l'antibuée de votre voiture lorsque vous positionnez votre système de ventilation sur le parebrise.
L'air continue à aller jusqu'au nez et la bouche en passant par les membranes se trouvant sur les deux côtés à l'intérieur du masque (3).
De cette manière l'air est toujours renouvelé au niveau de la zone des yeux et bien entendu vous respirez toujours de l'air en provenance de l'extérieur également, que ce soit par votre nez ou votre bouche (ou les deux).

Expiration

C'est maintenant que ça devient intéressant, car l'air que vous expirez est non seulement chargé de CO2 que vous ne souhaitez pas re-inhaler (sinon vous allez vous asphyxier), mais en plus il est chargé d'humidité, qui pourrait rendre le verre de votre masque complètement opaque dès la première fois (dépôt de buée).
Voici donc le chemin que prend l'air que vous expirez :

L'air que vous expirez est bloqué d'abord par les membranes se trouvant dans le masque (1) mais aussi par la membrane d'entrée se trouvant dans le tuba. Après essai, il s'avère que ce double blocage qui peut sembler inutile au premier abord (notamment celui dans le tuba), est là pour garantir deux choses : d'abord qu'il n'y ait pas d'air qui se faufile entre votre visage et le sous-masque afin qu'il n'y ait vraiment pas de buée qui puisse remonter de cette manière ; et ensuite pour être certain que l'air que vous expirez ne rentre pas malencontreusement dans le tuyau d'inspiration, ce qui pourrait appauvrir la qualité de l'air que vous inspirez.
Votre air expiré, ne pouvant pas remonter (à cause des membranes) vers la zone des yeux, n'a pas d'autre choix que celui de remonter par deux canaux spécialement prévus sur les côtés dont l'entrée est dans la zone de votre nez-bouche du masque. Cet air remonte ainsi jusqu'au tuba par les deux canaux extérieurs de celui-ci, passe les deux membranes du tuba qui s'ouvrent et finit par se retrouver à l'extérieur (2).

Avouez tout de même que c'est très intelligent comme système : l'air expiré ne prend absolument pas le même chemin que l'air inspiré et il ne vient jamais vous embuer la vue !

Mais alors à quoi sert la membrane tout en bas du masque ?

En effet, il reste une membrane dont nous n'avons pas encore parlé : celle qui se trouve tout en bas (sous le menton), sous l'espèce de grille blanche du masque. Cette membrane a pour fonction de purger l'eau qui pourrait être rentrée dans le masque ou simplement résultant de la condensation de vos expirations. Par contre elle est complètement bloquée tant que vous êtes sous l'eau par la pression de l'eau et ne peut donc évacuer l'eau se trouvant dans le masque que lorsque vous sortez la tête de l'eau. Ce qui est pratique c'est que du coup ça se fait tout à fait automatiquement, vous n'avez même pas besoin d'enlever votre masque !
Quand je vous disais que c'est un "bijou", je ne mentais pas, c'est vraiment un produit très bien pensé !

 

Voilà pour le fonctionnement global du masque, ce qui est déjà une bonne base de réflexion. Dans les deux chapitres suivants vous retrouverez en détail les membranes, canaux et pièces formant ce masque & tuba, notamment pour que ceux qui n'en ont pas un sous la main puissent se faire une idée plus concrète et claire de son fonctionnement. Cela vous permettra aussi de comprendre comment j'ai procédé pour concevoir mon adaptateur modulaire (et donc comment il fonctionne) présentés dans la deuxième section de cet article, vous permettant de choisir le mode de respiration qui vous conviendra le mieux. Enfin vous trouverez dans une troisième partie l'ensemble des modèles 3D au format STL vous permettant d'imprimer en 3D mes conceptions mais aussi des parties plus élémentaires vous permettant de créer vos propres adaptations à partir des divers connecteurs disponibles sur ce masque.