Les fournisseurs d'oxygène
Introduction
Un avion pressurisé ne peut voler à une altitudes-pression supérieure à 10 000 ft, que s'il est équipé d'oxygène supplémentaire, capable de stocker et de distribuer les quantités d'oxygène nécessaires.
La quantité d'oxygène nécessaire doit être déterminé sur la base de l'altitude-pression de la cabine, la durée de vol et en supposant qu'une dépressurisation de la cabine se produira à l'altitude-pression ou au moment du vol est la plus critique du point de vue des besoins en oxygène.
Les fournisseurs
On peut retrouver 5 types de fournisseurs d'oxygène dans un avion avec pour chacun des utilisations qui diffère.
L'on retrouve : - Bouteilles portatif de premier secours
- Bouteilles portatif équipages
- Bouteilles avion fixe
- Création chimique pour passagers
- OBOGS (On Board Oxygen Generation System)
Bouteilles de premier secours
Cette bouteille peut être utilisée si un passager qui, pour des raisons physiologiques, pourrait avoir besoin d'oxygène à la suite d'une dépressurisation de la cabine. Cet oxygène peut être également utilisé sans qu'il n'y ait eu décompression, et ce, pour tout autre besoin thérapeutique. Toutefois, il doit être distingué de l’O2 thérapeutique embarqué spécifiquement pour certains passagers.
L'équipement d'oxygène fourni peut produire un débit d'au moins 4 litres par minute STPD pour chaque utilisateur. Un dispositif peut être prévu afin de réduire le débit à une quantité qui ne sera pas inférieure à 2 litres par minute STPD, quelle que soit l'altitude.
Bouteilles portatif équipages
Cette bouteille d'oxygène portable permet à l'équipage de se déplacer en cabine. Sa capacité est de 310 l d'oxygène gazeux.
Création d'oxygène chimiquement
Les générateurs par voie chimique et les masques à oxygène sont montés dans des boîtes à oxygène se trouvant dans les porte-bagages de la cabine, dans les dossiers des sièges (très gros avions), les consoles des PNC et les toilettes.
Chaque boîte à oxygène contient un générateur d'oxygène par voie chimique qui alimente en oxygène deux, trois ou quatre passagers pendant au moins + 15 minutes.
Les panneaux sont automatiquement ouverts par l'intermédiaire d'un contacteur anéroïde si la pressurisation dans la cabine s'élève au-delà d'environ 14 000 ft.
Si les panneaux ne s'ouvrent pas automatiquement, un voyant d'avertissement s'allumera sur le tableau de bord dans le poste de pilotage. L'équipage de conduite peut ouvrir les panneaux en appuyant sur un bouton-poussoir. On peut ouvrir également les panneaux manuellement pour la maintenance en exerçant une pression sur le levier du verrou avec une pointe.
Ci-dessous ouverture des trappes et descente des masques passagers.
Une fois qu'un générateur d'oxygène a été activé, la décomposition thermique du coeur du générateur se poursuit jusqu'à ce que le cœur soit consumé. Chaque masque à oxygène pour passager est équipé d'un sac-réservoir qui est attaché au générateur d'oxygène à l'aide d'un tuyau souple. Lorsqu'un générateur est activé et après avoir tiré sur le cordon, le sac-réservoir se déploie et peut se gonfler (selon l'altitude) jusqu'à ce que la personne commence à respirer.
Ci-dessous démonstration de la chute d'un masque avec son sac.
Bouteilles avion fixe
L'oxygène est comprimé en bouteilles métalliques (de différentes contenances) situées en soute. Ces bouteilles sont reliées à une unité de contrôle du flux d'oxygène délivré. L'unité de contrôle régule la pression de l'oxygène en fonction de l'altitude cabine. Un circuit de tuyauteries alimente chaque masque.
La technologie basique est de faible coût ; mais le poids et le volume limitent rapidement la quantité embarquée. Le conditionnement peut, en outre s'avérer dangereux dans le cas de surchauffe, fuites avec réactions chimiques pouvant déclencher une explosion.
Système OBOGS
Le concentrateur augmente la teneur en oxygène de l'air prélevé au niveau d'un compresseur du moteur à partir d'un procédé d'adsorption à pression alternée, dit PSA (Pressure Swing Adsorption). Cette technologie contient deux lits de tamis moléculaires qui adsorbent la majeure partie de l'azote de l'air de prélèvement permettant à l'oxygène et à l'argon de traverser.
Pendant que l'un des lits de tamis moléculaire adsorbe l'azote de l'air de prélèvement, l'autre est purgé, le libérant dans l'atmosphère
sous forme d'air enrichi en azote (AEN) via un évent.
De cette façon, il y a toujours un des deux lits de tamis produisant de l'OEA et par conséquent, un approvisionnement continu en oxygène est garanti. Intégré au siège éjectable ou monté sur le tableau de bord, chaque régulateur distribue au pilote l'air ainsi enrichi en oxygène, avec un taux variant en fonction de l'altitude. Il régule le débit et la pression des gaz dont le pilote a besoin, aussi bien l’air enrichi en oxygène pour ne respirer que l’air pressurisé pour les poches anti-G de son pantalon. Toutes les fonctions de protection nécessitant une respiration en surpression de sécurité, surpression altimétrique et surpression sous facteur de charge sont assurées par ce même régulateur.
Régulateur
lits de tamis moléculaires
Analyseur
Intégré à un OBOGS, l'analyseur d'oxygène surveille le bon fonctionnement du système. Il analyse le gaz enrichi en oxygène et fournit un signal électrique reflétant la quantité d'oxygène présent en pourcentage ou en pression partielle. L'analyseur O2 est doté d'un capteur à oxyde de zirconium qui en assure la précision et la fiabilité. Il peut fonctionner à diverses pressions, de quelques millibars à plusieurs bars et à une température pouvant aller jusqu'à 300°C.
Source(s) : L'Avionnaire, Air Liquide