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La pressurisation

MessagePosté: Lun 19 Sep 2011 11:44
par Stef
But:Les systèmes de pressurisation permettent de voler à des altitudes élevées sans équipement ou entrainement particulier en maintenant une pression d'air suffisante dans la cabine.

Hypoxie et altitude: Les terriens sont soumis à une pression d'air qui varie de 950mb (grosse dépression) à 1050mb (anticyclone) en fonction de la météo du jour. A ces pressions, la quantité d'oxygène dans un volume donné d'air est suffisante au confort et à la bonne oxygénation de tous (la proportion reste toujours près de 23% d'O2 dans l'air).

Avec l'altitude, la pression atmosphérique diminue. Une diminution de 1 hpa(hecto-pascal) equvaut à une élévation de 28 ft. Donc plus on monte, plus la pression diminue. Je vous renvoie alors au collège, en cours de physique, pour vous dire que les gaz sont compressibles. On en vient aux molécules.

Les valeurs en bleu sont données à titre d'exemple pour la compréhension.

Disons qu'au sol, dans 1 litre d'air il y a 100000 molécules d'O2. Donc plus on va monter, moins ces molécules seront sous pression. Elles vont se dilater. Du coup à partir de 10000ft (environ 3000m) il n'y aura plus que 50000 molécules par litre d'air. Là çà devient critique. On respire sans difficulté mais sans apporter assez d'oxygène aux muscles et au cerveau. On arrive à l'hypoxémie. Les symptômes vont s'aggraver avec l'altitude: à partir de 14000 ft: apparition de troubles physiologiques, perte des sens, sensation de bien être,perte de conscience, hyperventilation. Une exposition prolongée peut amener à des lésions cérébrales graves, pouvant elles même conduire à une déficience intellectuelle complète,voire la mort et surtout sans s'apercevoir de rien.. Un passager qui dort çà passe, un pilote.....

Les avions qui ne sont pas pressurisés ou non équipés de systèmes respiratoires sont limités à 12000 ft.

Vidéo qui montre bien de quoi il est question


Bon assez de bla-bla, de la mécanique!

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Pour vous expliquer çà rapidement, il va vous falloir un peu d'imagination. La cabine sera une baignoire que l'on remplit en continu (l'air de conditionnement) ,et dont on régule la vidange. On ouvre la vidange, la baignoire se vide, elle monte. On ferme la vidange, elle se remplit, elle descend. Idem pour la cabine.

Le système va donc maintenir la cabine la plus basse possible pour les occupants mais en restant dans les limites supportables par la cellule. Gonflez un ballon, il finira par éclater!

LE SYSTEME:

-le régulateur automatique

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Le pilote va afficher l'altitude à laquelle il va voler avec la grande aiguille, en face des chiffres de la petite couronne. Sur la photo, l'avion volerait à 27500 ft. Cette aiguille indique également quelle sera "l'altitude cabine" , dans ce cas 2000 ft. Les occupants seront à la même pression que s'ils étaient "dehors" à 2000 ft. La différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur est à la limite de ce que peut supporter la cellule. Remarquez que le falcon 50 permet de voler à 23000 ft (presque 8000 mètres) sans que les occupants ne subissent de variation de pression! Les liners modernes font encore mieux!

Le système est en mode automatique, c'est ce régulateur qui va commander la "vidange" de la baignoire.

-le contrôleur de pressurisation

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Cet équipement permet de surveiller le fonctionnement. Il donne la vitesse de montée ou de descente de la cabine (si çà va trop vite, çà peut faire mal aux oreilles!) avec l'aiguille de gauche (en vert la zone "confortable"). Il indique la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur (le triangle) et l'altitude cabine (aiguille ALT), pour pouvoir vérifier la correspondance avec le régulateur auto.

- les soupapes de pressurisation

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Au nombre de deux, elles font la liaison entre l'intérieur et l'extérieur de l'avion. En s'ouvrant, on vide la cabine et inversement. Elles sont reliées entre-elles par une tuyauterie. En automatique, il y en a une qui commande l'autre et on change en "manuel".

Fonctionnement en automatique

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Le pilote affiche le niveau de vol de l'avion sur le régulateur automatique. Le système va donc régler l'altitude cabine correspondante. Il faut la faire monter. Pour çà un petit "moteur couple" (encadré en rouge sur l'image) va ouvrir le passage de la chambre de régulation (zone bleue) à une tuyauterie de dépression (jaune). Cette dépression est créée par un venturi alimenté par de l'air des moteurs. Donc on vient mettre en dépression la chambre, ce qui va contrer le ressort et ouvrir la soupape. L'air de la cabine peut s'échapper , la pression cabine diminuer et la cabine "monte". Le régulateur va également réguler le "taux de montée" pour préserver les tympans des occupants.

Pour la descente, le pilote affiche le "zéro" le moteur couple va se refermer en empêchant la dépression. Le ressort va refermer la soupape. Comme de l'air arrive en permanence dans la cabine, elle se regonfle et donc descend, toujours à vitesse contrôlée.

Fonctionnement en manuel

Ce mode est utilisé en cas de panne du système automatique.
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Le pilote commence par mettre l'interrupteur sur MAN, ce qui coupe l'alimentation électrique du système. Le moteur couple se ferme, la vanne automatique n'est plus régulée. Le pilote va devoir utiliser le régulateur manuel. C'est un simple robinet, fermé en mode Auto mais qui va avoir le même rôle que le moteur couple: amener la dépression dans la soupape mécanique (celle de droite).
Les deux soupapes sont toujours reliées entre elles, elles fonctionneront toujours ensemble, quel que soit le mode utilisé.

Pour conclure, c'est une fuite permanente contrôlée. Ce qui permet d'avoir un recyclage permanent de l'air ambiant et garantir une atmosphère saine.

Bonne lecture! ;)

Re: La pressurisation

MessagePosté: Lun 19 Sep 2011 20:58
par Valkyrie
Encore une super explication !! :o
Merki.

Une question, c'est la teneur en O2 qui est uniquement maintenue à la pression de la surface ou l'ensemble des gaz constitutifs de l'atmosphère ?!

Juste un commentaire qui n'a pas grand intérêt : ce n'est pas une diminution de 1 hpa(hecto-pascal) qui équivaut à une élévation de 28 ft, mais l'inverse. C'est affreusement pinailleur comme commentaire et je m'en flagelle céans.

Re: La pressurisation

MessagePosté: Lun 19 Sep 2011 21:08
par Stef
Walkyrie a écrit:
Une question, c'est la teneur en O2 qui est uniquement maintenue à la pression de la surface ou l'ensemble des gaz constitutifs de l'atmosphère ?!

Juste un commentaire qui n'a pas grand intérêt : ce n'est pas une diminution de 1 hpa(hecto-pascal) qui équivaut à une élévation de 28 ft, mais l'inverse. C'est affreusement pinailleur comme commentaire et je m'en flagelle céans.


La teneur en O2 reste toujours près des 23%. C'est la pression qui est maintenue "au sol" (environ 1013hpa, la référence ISO ). Que ce soit à 1025 ou 975 hpa, tu auras toujours 23% d' O2, sauf si tu utilises un masque, là on change de registre.

Pour les 1 hpa ou 28ft, çà marche dans les deux sens. Quand l'avion va monter de 28ft, son altimètre (qui n'est qu'un baromètre en fait) va mesurer 1 hpa de moins. Mais pour faire "monter" une cabine de 28ft, on va diminuer sa pression de 1hpa ;)

Re: La pressurisation

MessagePosté: Lun 19 Sep 2011 21:19
par Valkyrie
Exacte, j'ai fait l'amalgame pression dans la cabine/masque A OXYGENE (d'où le nom certainement :D )

Merci pour cette belle journée.

Re: La pressurisation

MessagePosté: Mer 21 Sep 2011 01:24
par Guns
Du travail de pro, Stef. Bravo. ;)