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S'agissant de détendeur, la surcompensation désigne le fait d'augmenter la moyenne pression de sortie du détendeur 1er étage pour corriger les baisses de performance du détendeur 2ème étage et ainsi améliorer le confort respiratoire tout au long de la plongée. Ces baisses de performances, même pour des détendeurs compensés, se produisent notamment en fin de plongée quand la pression dans la bouteille a baissé significativement, ou avec la profondeur qui induit des pertes de charge dans les détendeurs alors même que les échange gazeux au niveau des poumons sont plus difficiles.
La surcompensation d'un détendeur 1er étage permet donc, selon le type de surcompensation, d'améliorer les performances du second étage soit lorsque la haute pression chute avec la pression de la bouteille, donc en fin de plongée, soit en fonction de la pression ambiante qui varie avec la profondeur engendrant des pertes de charge.

La surcompensation par la haute pression d'un détendeur premier étage consiste à provoquer l'augmentation de la moyenne pression à la sortie du détendeur lorsque la haute pression diminue à l'entrée du détendeur.
Cela s'obtient par un écart de surface des parties qui recoivent respectivement la haute pression et la moyenne pression.

La surcompensation par la pression ambiante d'un détendeur premier étage consiste à augmenter la moyenne pression en fonction de la pression ambiante. Cela s'obtient par un écart de surface des membranes qui reçoivent respectivement la pression ambiante et la moyenne pression.