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CA 02434508 2003-07-18
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Dispositif individuel d'alimentation en gaz respiratoire.
La présente invention est relative aux dispositifs
individuels d'alimentation en gaz respiratoire.
Plus particulièrement, l'invention concerne un
dispositif individuel d'alimentation en gaz respiratoire
comprenant un masque respiratoire pour alimenter un sujet
en gaz respiratoire, notamment pendant un vol à haute
altitude, ce masque comprenant lui-même un couvre face oro-
nasal adapté pour recouvrir la bouche et le nez du suj et,
en assurant de manière sensiblement étanche la jonction
avec le visage de ce sujet, ce couvre face étant relié à un
régulateur de débit d'oxygène, alimentant le couvre face en
gaz respiratoire â partir d'un distributeur d'oxygène.
Dans ce qui suit, le terme "oxygène" sera utilisé
pour désigner soit de l'oxygène pur provenant d'un
réservoir de stockage, soit de l'air très enrichi en
oxygène.
L'invention trouve une application particulièrement
importante, bien que non exclusive, dans la protection des
pilotes d'avions civils susceptibles de voler à des
altitudes élevées. Les règlements internationaux exigent
que l'un au moins des pilotes porte en permanence un
dispositif d'alimentation en gaz respiratoire au-dessus du
niveau de vol 41C1. Le port permanent d'un masque oro-nasal
appliqué contre le visage par le harnais de maintien est
gênant et peut devenir douloureux.
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Le document EP-A-0691871 décrit un exemple d'un tel
dispositif utilisé notamment par l'équipage des avions de
transport.
Ce type de dispositif doit assurer trois
fonctions .
1) 1a protection contre l'hypoxie en cas de
décompression accidentelle à une altitude élevée de la
cabine de l'avion ;
2) la protection en vol contre une ambiance toxique
en cas de feu ou de fumées; et
3) la protection spécifique contre le risque
d'hypoxie suraiguë due au caractère rapide d'une
décompression accidentelle survenant à une altitude de vol
supérieure à 10 668 mètres (35 000 pieds).
Pour les deux premières fonctions, le dispositif
individuel d'alimentation en gaz respiratoire doit
permettre l'inhalation d'oxygène pur (ou un gaz équivalent)
ou d'un mélange enrichi en oxygène. Ces deux premières
fonctions sont des fonctions protectrices qui correspondent
à une urgence vitale et qui requièrent toutes deux un haut
degré de fiabilité dans la qualité du gaz délivré au sujet.
En conséquence le masque respiratoire doit être strictement
étanche.
Pour la troisième fonction, le dispositif
individuel d'alimentation en gaz respiratoire doit
permettre de délivrer au pilote une suroxygénation
préventive en conditions normales de vol, afin d'éviter une
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perte de conscience quelques secondes après la
décompression, même après application d'un masque
respiratoire alimenté en oxygène. Cette troisième fonction
est une fonction préventive, au-dessus de 10 668 mètres
(35 000 pieds), qui correspond à des conditions normales de
vol et de pressurisation de l'avion. Elle nécessite un port
permanent du masque par le personnel navigant. Or, il
s'agit d'une mesure préventive particulièrement
inconfortable pour les équipages, notamment lorsque le
masque respiratoire est un masque à écran optique de
protection de type "full-face" qui restreint le champ de
vision.
La présente invention a notamment pour but de
pallier cet inconvénient.
Comme on l'indiquera de façon plus complète ci-
après, l'invention vise notamment à assurer la protection
requise pour les vols à haute altitude en réduisant la
durée du port d'un masque oro-nasal, éventuellement
complété par une visière de protection des yeux, aux
périodes où ce port est rendu indispensable pour la
protection contre l'hypoxie et/ou la fumée.
A cet effet, on prévoit selon l'invention, un
dispositif individuel d'alimentation en gaz respiratoire
qui, outre les caractéristiques déjà mentionnées, est
caractérisé par le fait qu'il comporte .
- un respirateur facial adapté pour délivrer de
l'oxygène au niveau d'au moins l'un des orifices oro-nasaux
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du sujet en autorisant, lors d'une inspiration de ce sujet,
l'inhalation d'air ambiant, et
- des moyens de commutation de la distribution
d'oxygène entre le masque respiratoire et le respirateur
facial, adaptés pour couper l'alimentation en oxygène du
respirateur facial et dispenser de l'oxygène au régulateur,
à partir du distributeur, lorsque le sujet porte le masque
respiratoire.
Comme déjà indiqué, les deux premières fonctions
mentionnées ci-dessus correspondent à des fonctions
protectrices. Selon l'invention, elles sont assurées par le
masque qui peut être durci pour répondre à des critères
sévères de protection contre l'hypoxie, notamment au plan
de l'étanchéité. Ceci le rend peu confortable, mais ces
fonctions ne doivent être assurées que dans de très rares
situations d'urgence. I1 est admis que le confort du masque
n'est pas alors un critère essentiel.
Par contre, la dernière fonction est assurée par le
respirateur facial. Celui-ci peut être porté en vol normal
et permet de remplir la troisième fonction de manière
confortable. La troisième fonction, qui correspond à une
mesure préventive, ne requiert pas forcément une grande
précision dans l'administration, au sujet qui le porte, du
mélange gazeux enrichi en oxygène. La seule contrainte
étant que le mélange gazeux inhalé doit contenir au moins
une certaine proportion d'oxygène. La précision du mélange,
donc l'étanchéité de cet équipement, n'est pas critique.
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Pour cette fonction d'oxygénation préventive en cabine, le
respirateur facial respecte au maximum l'exigence de
confort. En cas de décompression ou de présence de gaz
toxiques en cabine, le sujet porteur du respirateur facial
5 remplace cet équipement préventif par un masque
respiratoire ou lui superpose ce masque.
Dans de;s modes de réalisation particuliers de
l'invention, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre
des dispositions suivantes .
- le respirateur facial comporte une canule
nasale ;
- le respirateur facial comporte une coquille oro-
nasale souple ;
- le masque respiratoire est adapté pour être
porté lorsque le sujet porte déjà le respirateur facial ;
ou, au contraire, c'est le respirateur facial qui est
adapté pour être porté sous un masque respiratoire de
conception classique ; par exemple, le respirateur facial
comporte des branches d'alimentation suffisamment souples
pour qu'elles puissent s'écraser entre le visage et le
masque respiratoire, afin de conserver une bonne étanchéité
de ce dernier ;
- le respirateur facial est alimenté en oxygène, à
partir du distributeur d'oxygène ;
- les moyens de commutation de la distribution
d'oxygène sont intercalés à la fois entre le masque
respiratoire et le distributeur d'oxygène et entre le
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respirateur facial et le distributeur d'oxygène ;
- le respirateur facial et le distributeur
d'oxygène sont adaptés pour enrichir de 40 % en oxygène,
l'air inhalé par le sujet utilisant le respirateur facial ;
- le z°espirateur facial et le distributeur
d'oxygène alimentent avec un débit continu le sujet
utilisant le respirateur facial ;
- le respirateur facial et le distributeur
d'oxygène alimentent le sujet utilisant le respirateur
facial avec un débit pulsé uniquement pendant la phase
inspiratoire du cycle respiratoire du sujet ; et
- le respirateur facial et le distributeur
d'oxygène alimentent le sujet utilisant le respirateur
facial avec un débit continu variant en fonction de la
demande inspiratoire réelle du sujet.
D' autres aspects, buts et avantages de l' invention
apparaîtront à la lecture de la description de certains de
ses modes de réalisation.
L' invention sera également mieux comprise à l' aide
des dessins, sur lesquels .
- la figure 1 représente schématiquement un
exemple de dispositif individuel d'alimentation en gaz
respiratoire coni_orme à 1a présente invention ;
- la figure 2 représente schématiquement en
perspective un respirateur facial équipant le dispositif
individuel d'alimentation représenté sur la figure 1 ;
- la figure 3 représente schématiquement en
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perspective un autre exemple de respirateur facial
constitutif du dispositif individuel d'alimentation
représenté sur la figure 1 ; et
- la figure 4 représente schématiquement en
perspective un sujet portant, au-dessus du respirateur
facial représenté sur la figure 2, un masque respiratoire
du dispositif individuel d'alimentation en gaz respiratoire
représenté sur la figure 1.
Sur les différentes figures, les mêmes références
désignent des éléments identiques ou similaires.
Un mode de réalisation du dispositif individuel
d'alimentation en gaz respiratoire selon l'invention est
présenté ci-dessous de manière détaillée.
Selon ce mode de réalisation, représenté sur la
figure l, le dispositif individuel 1 d'alimentation en gaz
respiratoire comporte un respirateur facial 2, un masque
respiratoire 3, un distributeur d'oxygène 4 et des moyens
de commutation de la distribution d'oxygène 5.
Le distributeur d'oxygène 4 est constitué d'une
réserve d'oxygène et/ou d'un système générateur d'oxygène,
par exemple de type OBOGS.
Comme représenté sur les figures 1 et 2, le
respirateur facial 2 est par exemple constitué d'une canule
nasale 6. Cette canule comporte une paire de branches 7, 8.
Ces branches 7, 8 sont adaptées pour être retenues chacune
respectivement sur une oreille d'un sujet. Ces branches
sont reliées er..tre elles, d'une part au niveau d'une
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jonction en Y 9 débouchant sur un tuyau d'alimentation 10
commun aux deux branches 7, 8, et d'autre part au niveau
d'un manchon inhalateur 11. Le tuyau commun d'alimentation
est relié au distributeur d'oxygène 4 via les moyens de
5 commutation de la distribution d'oxygène 5. Le manchon
inhalateur débouche sur deux conduits de sortie 12 destinés
à être chacun placé dans une narine du sujet.
Lorsqu'un sujet porte la canule 6, la jonction en Y
9 prend place derrière sa tête, sensiblement entre ses
10 oreilles, le manchon inhalateur 11 prend place sous son nez
et chaque conduit de sortie 12 est placé dans l'une de ses
narines.
Selon un.e variante, illustrée par la figure 3, le
manchon d'inhalation 11 est remplacé par une coquille oro-
nasale 13 souple. Cette coquille oro-nasale 13 ne couvre
pas de manière étanche la bouche et le nez de
l'utilisateur, afin de permettre une entrée pour de l'air
qui sera mélangé à l'oxygène amené sous cette coquille oro-
nasale 13.
Éventuellement, la coquille oro-nasale 13 n'est
qu' un cache sous lequel est disposée une canule analogue à
celle décrite plus haut.
Cette coquille oro-nasale 13 peut être adaptée pour
permettre une phonation correcte et suffisante pour
l'utilisation efficace d'un microphone tel que ceux
classiquement portés par le personnel naviguant des
aéronef.
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De nombreuses autres variantes du respirateur
facial 2 peuvent être envisagées. Il peut en particulier
être attaché une certaine importance à son aspect
esthétique. En effet, il peut y avoir un intérêt à ce qu'un
pilote portant le respirateur facial 2 du dispositif 1
selon l'invention n'apparaisse pas comme un patient muni
d'un appareil médical d'assistance respiratoire.
La canule 6, comme la coquille oro-nasale 13, du
dispositif 1 individuel d'alimentation en gaz respiratoire
selon l'invention permettent avantageusement au sujet qui
les porte de communiquer de manière audible sans recours à
un microphone.
La canule 6 comme la coquille oro-nasale 13 du
dispositif 1 individuel d'alimentation en gaz respiratoire
selon l'invention sont peu coûteuses et peuvent donc être,
pour des questions d'hygiène, à usage unique. Dans ce cas,
le respirateur facial 2 est avantageusement stocké sous
emballage scel7_é et possède un embout directement
enfichable au niveau de l'alimentation en oxygène.
Le masque respiratoire 3 est par exemple un masque
dit "full-face". Un tel masque respiratoire est par exemple
décrit dans le document EP-A-0691871.
Comme représenté sur les figures 1 et 4, ce masque
3 de protection des yeux comprend un couvre face 14 oro
nasal, un écran 15, un régulateur 16 à la demande et un
harnais 17 de mise en place rapide. Le régulateur 16 et le
harnais 17 sont de constitution générale connue. Le couvre
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face 14 oro-nasal est adapté pour recouvrir la bouche et le
nez du sujet qui le porte, en assurant de manière
sensiblement ét<~nche 1a jonction avec le visage de ce
sujet. Préférentiellement, il comporte un joint
5 d'étanchéité 18 pouvant être constitué par un repli interne
du bord.
L'écran comporte une fenêtre transparente
présentant une qualité optique, munie d'un cadre souple
dont les bords t;ont emprisonnés dans un joint d'étanchéité
10 19.
Le masque respiratoire 3 est relié au distributeur
d'oxygène 4 via une boîte à masque 20 et les moyens de
commutation de la distribution d'oxygène 5.
Le joint d'étanchéité 19 de l'écran 15 et celui 18
du couvre face 14 oro-nasal sont du type de ceux
généralement conçus pour les masques respiratoires 3. Les
branches 7,8 sont suffisamment souples pour permettre le
port efficace d'un masque respiratoire 3 classique, sans
nuire à son étanchéité. Le respirateur facial est adapté
pour que le masque respiratoire 3 puisse être utilisé sans
ôter le respirateur facial 2, tout en conservant
sensiblement toutes les propriétés d'étanchéité du masque
respiratoire 3.
Les moyens de commutation de la distribution
d'oxygène 5 sont installés dans la boîte à masque 20.
Les moyens de commutation de la distribution
d'oxygène 5 comportent un robinet 21. Ce robinet 21
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comporte trois positions de fonctionnement stables .
- une position fermée
- une première position ouverte, dans laquelle seule
la canule 6 est alimentée en oxygène par le distributeur
d' oxygène 4 ; et
- une deuxième position ouverte, dans laquelle seul
le masque respiratoire 3 est alimenté en oxygène par le
distributeur d'oxygène 4.
Le passage de la position fermée à la première
position ouvertes s'effectue par une opération manuelle de
l'utilisateur lorsqu'il utilise le respirateur facial 2.
Selon une variante, le passage de la position fermée à la
première position ouverte s'effectue automatiquement
lorsque le respirateur facial 2 est extrait d'un logement
de rangement ou lorsque le respirateur facial est branché.
Dans la première position ouverte, le respirateur
facial 2 est alimenté à travers un orifice calibré 22 situé
en aval du robinet 21 et du distributeur d' oxygène 4 . Cet
orifice calibré 22, alimenté à la pression de l'oxygène
détendu par un détendeur (non représenté) en aval du
distributeur d'c>xygène 4, garantit un débit stable quelle
que soit la pre~>sion à 1a sortie du distributeur d'oxygène
4.
Le passage de la position fermée, ou de la première
position ouverte, à la deuxième position ouverte s'effectue
automatiquement lorsque le masque respiratoire 3 est sorti
de la boîte à masque 20.
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Hors conditions anormales de vol, l'alimentation
préventive en oxygène du personnel navigant est assurée par
la canule 6 seule. Les moyens de commutation de la
distribution d'oxygène 5 sont dans une position telle que
seule la canule 6 est alimentée en oxygène.
En situation de préoxygénation en condition normale
de vol, le distributeur d'oxygène 4 délivre l'oxygène
- avec un débit continu, ou
- avec un débit pulsé pendant la seule phase
inspiratoire du cycle ventilatoire, ou encore
- avec un débit continu variant en fonction de la
demande inspiratoire réelle.
En cas de dépressurisation accidentelle, d'incendie
ou de présence de gaz toxiques, l'utilisateur s'empare du
masque respiratoire 3 se trouvant dans la boîte à masque
20. Lors de l'ouverture de cette boîte 20, un signal est
envoyé aux moyens de commutation de la distribution
d'oxygène 5. Les moyens de commutation de la distribution
d'oxygène 5 coupent alors l'alimentation en oxygène de la
canule 6 et alimentent directement en oxygène le masque
respiratoire 3.
Lorsque l'utilisateur porte, en situation de
préoxygénation en condition normale de vol, la variante du
respirateur facial 2 sous forme de coquille 13, et qu'il
s'équipe du masque respiratoire 3, par-dessus ce
respirateur facial 2, la distribution d'oxygène est assurée
par le masque respiratoire 3. Dans ce cas, les moyens de
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commutation de la distribution d' oxygène 5 déclenchent une
régulation de l'alimentation en oxygène adaptée à la
situation.
Par exemple, selon cette variante de l'invention,
en situation de préoxygénation, l'oxygène est distribué
selon un mode simplifié. Le déploiement du masque
respiratoire 3 correspondant à une urgence réelle provoque
le passage à une régulation d'oxygène performante, de type
classique. Cette commutation peut étre synchrone de celle
d'autres servitudes telles que la commutation d'un
microphone.
Selon une variante, l'alimentation de la canule 6
n'est coupée par les moyens de commutation de la
distribution d'oxygène 5 que lorsque le masque respiratoire
3 est en place et est opérationnel. Dans ce cas, la
commande des moyens de commutation de la distribution
d'oxygène 5 est effectuée manuellement par le sujet lui-
même, ou bien automatiquement après un délai de quelques
secondes ou bien encore, par une interaction physique du
respirateur facial 2 avec le masque respiratoire 3.
Le respirateur facial 2 peut aussi être ôté avant
que le masque respiratoire 3 ne soit mis en place.
