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WO 01/68187 PCT/FR01/00659
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EQUIPEMENT DE PROTECTION DE TETE A MISE EN PLACE RAPIDE
L'invention concerne les équipements de protection de tête comprenant un
masque
respiratoire, un harnais permettant une mise en place rapide sur le visage et
des moyens
de protection des yeux contre les fumées.
On connaît déjà (EP-A-0288391) un équipement de protection à mise en place
rapide,
destiné notamment au personnel navigant technique des appareils de transport
de
passagers, du genre ayant un masque respiratoire muni d'un régulateur destiné
à être relié
à une source de gaz respiratoire sous pression (généralement de l'oxygène) et
un harnais
ayant au moins une sangle extensible dont les extrémités sont reliées au
masque et qui
comporte tin élément qui est gonflable temporairement par le gaz sous pression
pour
allonger la sangle jusqu'à une dimension suffisante pour permettre à
l'utilisateur d'engager
le harnais sur la tête et vidangeable pour permettre à la sangle de se serrer,
d'appliquer le
masque contre le visage et de le maintenir en place. L'équipement décrit à
titre d'exemple
dans le document EP-A-0288391 permet de régler la pression dans l'élément
gonflable de
façon à lui donner une valeur intermédiaire entre la pression de vidange
complète et la
pression de gonflage complet et à réduire l'inconfort créé par le port
permanent du masque
dans les conditions de vol où ce port est obligatoire . Le document FR-A-2 778
575
substitue un réglage mécanique au réglage de la pression. Les documents EP-A-O
628 325
et US-A-5 623 923 prévoient un réglage automatique.
Pour assurer également la protection des yeux contre les agents agressifs et
notamment la fumée, sans utiliser une cagoule ayant un joint de cou, on a
proposé de
compléter l'équipement ci-dessus défini par une visière transparente, ventilée
intérieurement à partir d'un régulateur respiratoire. Cette visière peut être
fixée de façon
permanente au masque, comme dans l'équipement commercialisé sous la marque
"MAGIC" par la demanderesse (brevet de modèle US Des. 304 384) ou détachable
pour
faciliter le stockage (US-A-5 630 412). Dans les deux cas, des orifices
d'amenée de gaz
respiratoire sous pression du régulateur vers la visière sont prévus pour
balayer la visière
et éviter l'embuage.
Une autre solution pour faciliter le stockage consiste à utiliser une visière
souple et
pliable. Des équipements à visière de ce genre, destinés à l'U.S. Air Force,
ont été
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commercialisés à partir de 1976 par la société Scott Aviation, sous la
référence MBU-2/P.
Ils comportent un masque oro-nasal soudé à une visière flexible en
polyuréthane
transparent, munie d'un joint d'appui étanche sur le visage. Du fait de la
présence d'un joint
facial, le pliage de l'équipement pour le ranger dans une boîte est délicat et
mal commode ;
un stockage de longue durée peut endommager le joint.
La présente invention vise notamment à fournir un équipement de protection de
tête,
enveloppant le débouché des voies respiratoire et les yeux, assurant un
confort équivalent
à celui des équipements existants, aisément stocké et assurant une protection
suffisante
contre la fumée et le gaz irritant les yeux. Pour cela, elle utilise le fait
qu'une étanchéité
parfaite n'est pas nécessaire, car la ventilation due à la surpression du gaz
respiratoire est
suffisante pour chasser la fumée et les gaz irritants.
L'invention propose en conséquence un équipement du genre ci-dessus défini,
caractérisé par une enveloppe souple recouvrant la tête, fixée de façon
étanche à une gaine
de limitation de l'allongement de la sangle unique ou de la sangle supérieure
du harnais et
fixée au masque, la dite enveloppe étant transparente au moins dans une partie
qui se
trouve en face des yeux lorsque l'équipement est en place sur la tête.
Une telle constitution permet de ne pas équiper l'enveloppe du joint facial de
visière
qui est indispensable dans les équipements antérieurs, joint dont la souplesse
est
insuffisante pour permettre un pliage correct commode de l'équipement en vue
du stockage.
L'étanchéité de la liaison entre l'enveloppe d'une part, le masque et la
sangle d'autre
part, peut être rendue complète ; il subsiste en général un interstice entre
le visage et
l'enveloppe dans une zone frontière, à l'arrière du joint d'étanchéité du
masque. Mais cet
interstice peut être rendu très réduit par une disposition appropriée des
sangies, comme on
le verra plus loin. Dans ce cas, la fuite vers l'environnement de gaz
respiratoire sous
pression provenant du régulateur par l'intermédiaire du masque suffit à
chasser vers
l'extérieur les fumées ou gaz irritants qui tendraient à pénétrer vers les
yeux.
La liaison étanche ou sensiblement étanche entre l'enveloppe et la sangle
extensible
peut être réalisée en enroulant le bord de l'enveloppe sur la gaine externe
inextensible
couramment prévue pour limiter l'allongement de la sangle. La liaison entre
l'enveloppe et
la gaine inextensible de la sangle peut notamment être faite par couture ou
collage.
Le bord de l'enveloppe aura une longueur suffisante pour ne pas gêner
l'allongement
de la sangle en vue de la mise en place de l'équipement. Ce bord se plissera
lors du
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dégonflage de la sangle. L'expérience montre que la contraction de la sangle
lors du
dégonflage se produit majoritairement dans la partie arrière, donc sans
provoquer de
risques de pliures affectant la visière. Il sera souvent avantageux de donner
à la partie de
l'enveloppe proche du masque une raideur accrue par rapport à la partie
arrière de
l'enveloppe pour éviter la formation de plis dans la partie avant.
Dans une variante de réalisation, l'enveloppe ne se limite pas à un simple
bonnet. Elle
s'étend vers le bas à partir de la sangle unique ou de la sangle supérieure
pour assurer une
protection complémentaire. Dans le cas d'un harnais à deux sangles, la partie
tubulaire de
l'enveloppe au dessous de la sangle supérieure peut être libre par rapport à
la sangle
inférieure ou fixée à sa gaine. Dans le premier cas il suffit que l'enveloppe
passe à
l'extérieur de la sangle inférieure pour que celle-ci, lorsqu'elle se gonfle,
déploie la partie
inférieure et facilite la mise en place de l'équipement sur la tête. Lorsqu'en
revanche on
recherche une protection aussi complète que possible, il est avantageux de
placer la partie
inférieure de l'enveloppe à l'intérieur de la sangle inférieure.
L'enveloppe peut avoir diverses constitutions, en fonction notamment de
l'utilisateur
auquel l'équipement est destiné et des qualités optiques requises pour la
partie
transparente.
Dans une solution particulièrement simple, l'enveloppe est d'une seule pièce
en un
matériau transparent, tel que le polyuréthane ; dont une portion constitue une
visière. Pour
éviter la formation de plis dans la zone formant visière, cette zone peut être
épaissie de
façon à être moins souple que le reste.
La visière peut être d'une seule pièce ou constituée de hublots séparés par
une partie
plus mince facilitant le pliage pour le rangement.
Une telle constitution de l'enveloppe, qui forme un bonnet recouvrant la tête,
a l'intérêt
d'être particulièrement simple et de fournir un champ de vision très large.
Les qualités
optiques que l'on peut obtenir sont généralement insuffisantes pour un pilote.
En revanche,
cette solution peut être adoptée pour les membres d'équipage d'avions civils
ou militaires,
pour lesquels une réduction légère de la précision de la vision est tolérable,
ainsi que pour
des usages au sol.
Dans un autre mode de réaiisation, l'enveloppe a une structure composite. La
partie
non transparente est en un tissu souple, imperméable ou très peu perméable, de
préférence non inflammable et résistant à des températures élevées. On peut
notamment
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utiliser le tissu vendu sous la marque NOMEX, enduit pour augmenter son
étanchéité aux
contaminants. La partie transparente est constituée par une visière souple en
une seule
pièce ou en deux hublots, en poiyuréthane ou en un autre matériau qui peut
être soit rigide
lorsqu'une qualité optique éievée est nécessaire, soit légèrement souple,
fixée dans les
deux cas de façon étanche au tissu.
Ce mode de réalisation présente l'intérêt supplémentaire que l'enveloppe
constitue
un bonnet protégeant le cuir chevelu contre les effets thermiques et
protégeant
éventuellement aussi le cou et les épaules lorsque l'enveloppe a une partie
inférieure
s'étendant au dessous de la sangle supérieure.
Dans une variante de réalisation de l'invention, la boîte habituelle de
stockage de
l'équipement de tête est remplacée par un sac souple qui peut être prévu pour
recevoir
aussi bien un masque à harnais pneumatique de mise en place rapide qu'un
masque
comportant une enveloppe de protection contre les fumées.
Les caractéristiques ci-dessus ainsi que d'autres apparaîtront mieux à la
lecture de
la description qui suit de modes particuliers de réalisation donné à titre
d'exemples non
limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans
lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective montrant l'aspect extérieur d'un
exemple
d'équipement de protection suivant l'invention, en place sur la tête ;
- la figure 2 est un schéma en élévation de l'équipement de la figure 1;
- la figure 3 est une vue schématique en coupe horizontale et à grande échelle
montrant les jonctions entre les composants de l'équipement de la figure 1 et
leur appui sur
la tête ;
- la figure 4 est une vue en élévation montrant un autre mode de réalisation ;
- les figures 5 et 6, similaires à la figure 4, montrent des variantes de
réalisation ;
- la figure 7 est un schéma montrant un sac de stockage en coupe et un
équipement
en place dans le sac, l'élément annulaire étant dégonflé.
L'équipement respiratoire de secours montré sur la figure 1 dans l'état où il
se trouve
lorsque le harnais est placé sur la tête, peut être regardé comme comportant
un masque
10 et un harnais 11. Le masque représenté a un couvre-face oro-nasal muni à
l'arrière d'un
joint d'étanchéité avec le visage, qui peut être constitué par un repli
interne mince. Le
couvre-face est fixé à un régulateur à la demande 13 et à un bloc de connexion
rigide 12.
Le bloc de connexion est muni d'un raccord de liaison avec une conduite
flexible 17
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destinée à être reliée à une source de gaz respiratoire sous pression (oxygène
en général).
Le harnais représenté comporte deux sangles 16a et 16b constituées chacune
d'un tube
interne en un matériau permettant au tube de s'allonger, contenu dans une
gaine
sensiblement inextensible limitant l'allongement du tube. Suivant
l'utilisation prévue, le
5 régulateur 13 sera avec ou sans dilution par de l'air aspiré dans la cabine,
avec possibilité
de mise en surpression et alimentation en gaz respiratoire non dilué en cas de
décompression à haute altitude et /ou présence de fumée.
Le régulateur est mis en liaison avec la conduite d'alimentation 17 par le
bloc de
connexion 12. Le bioc porte des moyens à commande manuelle de gonflage des
sangles
16, constitués par exemple par un robinet prévu pour être actionné par
pincement manuel
de deux oreilles 18 portées par le bloc de connexion 12 et dont l'une est
basculante.
Le robinet est constitué de façon à mettre en communication un volume
intérieur du
bloc de connexion 12 et les sangles 16 avec l'atmosphère lorsqu'il est libre,
ce qui permet
alors aux sangles de se rétracter et d'appliquer le masque contre le visage.
Lorsque le
robinet est actionné, il admet au contraire du gaz sous pression en provenance
de la
conduite d'alimentation 17 dans le volume intérieur, ce qui provoque un
allongement des
sangles suffisant pour permettre la mise en place rapide.
Le régulateur peut porter une capsule anérdide constituant un détecteur
aitimétrique
et mettant automatiquement les sangies en liaison avec l'ambiance pour
provoquer le
serrage maximum en cas de dépressurisation ambiante.
La disposition décrite jusqu'ici est connue. Elle peut être complétée par des
moyens 36 à commande manuelle (US-A 5 690 102) ou automatique (US-A- 5 503
147)
de réglage de pression résiduelle dans les sangles pour réduite l'inconfort du
port
permanent du masque. Une autre solution consiste à relier une au moins des
branches du
harnais au régulateur à la demande par l'intermédiaire d'un organe de réglage
mécanique
de longueur (demande de brevet FR 98 05949). L'invention s'applique à toutes
ces
constitutions.
Dans le mode de réalisation de l'invention montré en figure 1, l'équipement
comporte
également une enveloppe 30 constituant un bonnet, en matériau transparent et
flexible,
tel que le polyuréthane, le polyéthylène ou le KAPTON , dont le bord passe au
dessous de
la sangle supérieure 16a, est replié autour d'elle et est raccordé de façon
étanche à la gaine
de limitation de l'extension de la sangle. Des encoches ménagées dans le bord
livrent
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passage aux bandes soupies 32 reliant de place en place les deux sangles.
L'étanchéité
de la liaison avec le masque peut être assurée par simple collage d'une bande
latérale 38
repliée de l'enveloppe ce qui tend à retenir la partie du bonnet qui constitue
visière dans
une position suffisamment écartée du visage, Cette partie formant visière et
la zone de
raccordement avec la bande collée peuvent être préformées et avoir une
épaisseur
supérieure à celle du reste de l'enveloppe pour que la visière prenne une
forme bien
déterminée lorsque l'équipement est en place sur la tête. L'intérieur de la
visière est ventilé
par apport d'air provenant du régulateur à travers des passages non
représentés, pouvant
être similaires à ceux du masque MAGIC décrit dans le brevet US Des. 304 384
ou le
brevet US 5 630 412.
Comme le montre la figure 3, il est difficile d'éviter la présence d'un
interstice 40 le
long du visage entre le joint d'étanchéité ou le bord replié du masque d'une
part, le visage
d'autre part et le bonnet d'autre part encore. Mais cet interstice peut être
de section droite
très faible si les sangles se raccordent au masque à l'avant de celui-ci,
comme indiqué sur
la figure 1. Il peut être obturé par une languette souple fixée au masque ou
une bavette. Le
gaz respiratoire sous pression provenant de l'intérieur de l'enveloppe et s
échappant vers
l'extérieur évite l'entrée de gaz polluant provenant de l' ambiance.
Dans la variante de réalisation montrée en figure 4, l'enveloppe 30 se
prolonge vers
le bas au delà des sangles. Elle passe sous les deux sangles et elle est
collée au moins à
la sangle supérieure. En la collant également à la sangle inférieure, cette
dernière force la
partie basse à s'épanouir lorsqu'elle se gonfle, ce qui facilite la mise en
place sur la tête.
L'équipement suivant le mode de réalisation montré en figure 5 se différencie
de celui
de la figure 1 en ce que l'enveloppe a une structure composite. La majeure
partie de
l'enveloppe 30 et en particulier celle qui est fixée à la gaine de la sangle
supérieure 16a est
en un tissu ou une pellicule d'un matériau pouvant être opaque, souple,
raccordable de
façon étanche à la gaine de la sangle et présentant avantageusement une
résistance
élevée à la chaleur. On peut notamment utiliser des tissus présentant une
élasticité et/ou
une souplesse facilitant la déformation requise par le raccordement à une
gaine qui passe
d'un état plissé à un état tendu lors de l'utilisation. On peut également
utiliser le NOMEX,
dont sont fréquemment constituées les gaines des sangles.
En face des yeux l'enveloppe présente une partie transparente 41 constituant
un
hublot en une ou deux parties suffisamment souple pour permettre le stockage
dans une
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boîte classique d'avion de transport, mais capable de prendre une forme bien
déterminé
lorsqu'il n'est plus contraint, cela afin d'avoir de bonnes qualités optiques.
L ' enveloppe a
une forme telle que le hublot se trouve à proximité immédiate des yeux lorsque
la sangle
est rétractée, afin de ne pas réduire de façon excessive la vision
périphérique.
La variante de réalisation montrée en figure 6 se différencie de la précédente
en ce
que l'enveloppe se prolonge au dessous de la sangle supérieure 16a et passe
autour de
la sangle inférieure à laquelle elle peut être ou non fixée. Dans ce cas
l'allongement de la
sangle inférieure en vue de la mise en place de l'équipement de tête provoque
un
épanouissement de la partie basse de l'enveloppe, facilitant la mise en place
sur la tête.
Mise en place :
En dehors des périodes d'utilisation, le masque est rangé, plié dans une boîte
de
stockage, par exemple du genre décrit dans le document US - A - 5 913 307,
d'où déborde
le bloc de connexion. Lorsque l'utilisateur souhaite mettre le masque, il
saisit le bloc de
connexion 12, tire l'équipement hors de la boîte et presse les oreilles 18.
L'arrivée de gaz
respiratoire est alors reliée au harnais qui s'allonge jusqu'à ce que les
gaines externes,
initialement plissées, soit tendues. Le bord de l'enveloppe 30 se déploie en
suivant
l'allongement du harnais. L'utilisateur peut alors placer le masque sur son
visage et
l'enveloppe sur la tête, jusqu'à ce qu'elle s'appuie sur le cuir chevelu.
L'utilisateur relâche ensuite les oreilles 18 pour vidanger les sangles. Le
masque 10
s'applique sur le visage avec une force maximale. Le bord de l'enveloppe ou
une partie
intermédiaire se contracte en même temps que la sangle 16a. Les plis de
l'enveloppe
apparaissent surtout dans la zone arrière de la sangle et sont plaqués sur la
tête par le
serrage de la sangle sans effet défavorable appréciable sur l'étanchéité.
L'étanchéité est encore améliorée lorsque I'enveloppe se prolonge au dessous
de
la sangle supérieure ou, mieux encore, des deux sangles.
Enlèvement du masque :
Lorsque l'utilisateur souhaite replacer l'équipement dans sa boîte, il gonfle
complètement le harnais par action sur l'oreille 18. Il peut alors enlever
l'ensemble de
l'équipement. Une fois le masque enlevé, l'utilisateur relâche l'oreille 18
pour que le harnais
et l'enveloppe deviennent souples et permettent le pliage manuel, puis le
stockage de
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l'équipement dans sa boîte.
Dans la variante montrée en figure 7, le dispositif de stockage est un sac à
paroi
souple 50 dont le bord délimite une ouverture de passage de masque et est muni
d'un
élément annulaire extensible 42 dont l'élasticité tend à le resserrer. Des
moyens permettant
d'admettre dans l'élément du gaz comprimé pour l'allonger.
L'élément annulaire 42 peut avoir une constitution similaire à celle d'une
sangle de
harnais gonflable, telle qu'une de celles décrites dans les documents déjà
mentionnés.
L'élément annulaire comporte alors généralement un tube en un matériau
élastique aussi
étanche que possible sur lequel ou dans lequel est placée une gaine souple,
mais
sensiblement inextensible, dont la longueur à l'état déplissé définit la plus
grande section
possible de l'ouverture.
L'élasticité de l'élément annulaire 42 d'un tel dispositif sera
avantageusement telle
que cet élément, lorsqu'il est dégonflé, s'applique contre le nez du masque 10
en ne
laissant subsister que des brèches beaucoup plus réduites que celle des volets
d'une boîte.
Les moyens d'alimentation de l'élément annulaire 42 peuvent être combinés à
ceux
qui alimentent le harnais. Ces moyens d'alimentation peuvent par exemple
comporter une
vanne à trois voies 44 qui, au repos, relie l'élément à l'atmosphère et qui,
lorsqu'on tire sur
le masque pour le sortir du sac, vient dans une position où elle alimente
l'élément annulaire
en gaz comprimé. Pour cela, la vanne peut être commandée par une palette 46
placée
contre le fond rigide du sac 50 et provoquant la venue de la vanne en position
de vidange
lorsqu'elle est poussée par le masque ou, inversement, prévue pour avoir deux
positions
de verrouillage élastique et être tirée par le masque lorsque celui-ci est ôté
du sac.
Les moyens d'alimentation peuvent aussi comporter une vanne qui est amenée
dans
la position d'alimentation en réponse à une action manuelle sur un bouton et
qui revient
dans la position de vidange à l'atmosphère au bout d'une durée déterminée.
