Brevet FR2646781A1 — publié le 19901116

L'invention concerne un dispositif et un ensemble respiratoires, notamment pour ambiance irrespirable, en particulier pour milieu contaminé. Lorsque l'on désire pénétrer dans un milieu contaminé irrespirable, il est connu de revêtir l'intervenant d'un habit étanche et de lui adjoindre un dispositif respiratoire autonome. Pour de longues autonomies, ce circuit respiratoire est un circuit fermé. Un tel circuit fermé consiste essentiellement en un sac respiratoire dit "faux poumon" d'un volume au moins égal à la capacité pulmonaire de l'utilisateur, soit généralement 6 litres et dans lequel s'effectuent des échanges respiratoires. Des moyens d'injection d'oxygène et d'épuration du CO2 maintiennent les gaz respirés dans ce circuit clos sous des conditions physiologiques convenables. Pour être parfait, L'oxygène fourni doit correspondre à celui consommé, or la consommation en 2 d'un individu dépend du travail qu'il fournit et cette consommation peut varier d'un facteur 10 : au repos, la consommation d'O2 peut n'être que de 0,5 Nl/mn alors que sous travail important elle atteindra 5 Ni/mn. Pour répondre à cette exigence, il existe 3 méthodes 1 - Effectuer une mesure continue du taux d' 2 et commander à partir de cette mesure la fourniture d' 2 pour maintenir le taux des gaz respirés au voisinage de 21 %. Ce procédé complexe est réservé aux systèmes de hautes performances. 2 - Mettre initialement le circuit sous 02 pur et déclencher l'apport d'O2 lorsque, suite à une consommation, le sac se collabe en fin d'inspiration. Ce procédé couramment utilisé est simple mais nécessite un fonctionnement sous 02 pur, ce qui représente quelques inconvénients d'ordre physiologiques et de sécurité contre l'incendie. 3 - Fournir de 1' 2 en continu et en excès. Dans ces conditions, compte tenu de la faible valeur du volume général du circuit (6 litres), ce débit constant doit être pratiquement égal à la consommation maximum instantanée. Le système tend vers 1' 2 pur et est peu économique. Enfin, dans tous ces cas, il existe un problème thermique dû au fait que la chaleur métabolique normalement évacuée dans les gaz expirés chauds n'est pas éliminée, tandis que l'absorption du CO2 par procédé chimique (chaux sodée) rajoute des calories au circuit. Les gaz respirés montent très rapidement en température au point de rendre ces appareils impraticables en longue autonomie. On évite les inconvénients rappelés ci-dessus en utilisant un ensemble respiratoire qui comprend un dispositif respiratoire et un vêtement intégral et étanche, le dispositif respiratoire comprenant un masque oro-nasal relié à une cartouche épuratrice pour l'élimination du gaz carbonique des gaz d'expiration et des clapets commandant la circulation des gaz dans le masque à l'inspiration et à l'expiration, cet ensemble étant caractérisé par le fait que le dispositif respiratoire présente une entrée de gaz faisant communiquer le masque oro-nasal avec le milieu dans lequel est placé le masque et une sortie de gaz permettant le dégagement des gaz expirés et épurés dans ce milieu et par le fait que le dispositif respiratoire est disposé en sorte que ledit milieu soit le volume interne du vêtement, ladite entrée étant disposée pour communiquer avec la partie haute du vêtement et ladite sortie étant disposée pour diriger les gaz vers la partie basse du vêtement. La présente invention, en incluant l'ensemble du vêtement étanche de protection dans le circuit fermé de respiration, aboutit à un ensemble très simple où la respiration s'effectue sous un taux d'O2 peu élevé et avec une température des gaz respirés proche de la température ambiante. "Intégral" signifie que le vêtement recouvre la totalité du corps. Généralement un tel vêtement, en soi connu, comporte autour de la tête une partie totalement ou partiellement rigide. On notera qu'une partie des caractéristiques de l'ensemble de l'invention concerne le dispositif respiratoire, lequel peut d'ailleurs être commercialisé seul, par exemple pour des utilisateurs qui auraient déjà le vêtement ou qui pourraient se le procurer autrement. Il est donc conforme à l'invention de revendiquer aussi bien l'ensemble respiratoire que le seul dispositif respiratoire. On décrira ci-après un exemple de réalisation de l'invention en référence à la figure unique du dessin joint, la description et la figure faisant apparaître d'autres particularités de l'invention. La figure est une vue schématique d'un utilisateur équipé du dispositif de l'invention. L'utilisateur 1 est revêtu d'un vêtement souple 2 étanche et intégral comportant, au niveau de la tête, une partie transparente rigide. La surface corporelle est d'environ 2 m2 et tout centimètre de jeu entre l'habit et le corps représente 20 litres d'air inclus dans l'habit. L'expérience montre que dans de telles conditions, tout individu qui s'habille de la sorte inclut au moins 30 litres d'air dans son vêtement. Le vêtement étant étanche, ce volume d'air s'y maintient. Si le scaphandrier, dans ces conditions respirait l'air du vêtement, celuici s'appauvrirait rapidement en 2 et s'enrichirait en CO2. L'invention prévoit alors d'équiper, préalablement à l'habillage, le scaphandrier d'un dispositif respiratoire consistant en un masque oronasal 3 relié par un conduit souple 4 à une cartouche 5 contenant un absorbant du CO2 (chaux sodée). Le dispositif comporte, de façon en soi connue, des clapets 6,6' qui règlent l'admission et l'évacuation des gaz dans le masque à l'inspiration et à l'expiration de façon à créer un sens unique de circulation, en empêchant l'inspiration des gaz expirés et en dirigeant les gaz expirés vers la cartouche. Selon l'invention, le dispositif présente une entrée d'air E permettant l'entrée dans le masque de l'air ambiant contenu en partie haute du vêtement et une sortie S permettant de dégager vers la partie basse du vêtement les gaz d'expiration épurés. Les clapets 6 et 6' s'ouvrent et se ferment en opposition en sorte qu'à l'inspiration seul l'air présent dans la partie haute du vêtement pénètre dans le masque et qu'à l'expiration les gaz expirés passent exclusivement vers la cartouche. I1 n'est pas nécessaire de décrire en détail les clapets 6 et 6' car ils sont bien connus de l'homme du métier, se trouvant habituellement présents dans les circuits fermés respiratoires et la présente invention ne revendique pas une contruction particulière de clapets inspiratoire et expiratoire. Les gaz expirés chauds devront remonter le long du vêtement vers la partie haute pour être ré-inspirés. Durant ce parcours, la paroi du vêtement participe à l'évacuation vers l'extérieur de la chaleur véhiculée par ces gaz. Tel que décrit jusqu'à présent, le CO2 est éliminé mais il convient d'assurer un apport d' 2 pour compenser celui consommé. Compte-tenu du volume général d'au moins 30 litres du système, une première méthode très simple consiste à inclure dès le début une certaine quantité d' 2 pur correspondant à la consommation moyenne du porteur pour l'autonomie prévue. Par exemple, pour une autonomie de 30 minutes, la consommation moyenne est de 1 Nl/mn (les consommations élevées de l'ordre de 5 Nl/mn ne se soutiennent que quelques minutes). En incluant 30 N1 d'O2 dans le vêtement, celui-ci se détend pour n'augmenter de volume que de 1,5 cm en moyenne, ce qui est négligeable. Le taux général d'O2 s'élève à 60 % pour s'appauvrir lentement et pour atteindre à nouveau 21 % après 30 minutes de respiration. Ainsi, parce que le volume général est important du fait de l'exploitation du volant d'air inclu dans le vêtement, cette version est particulièrement simple. Elle est cependant limitée aux autonomies inférieures ou égale à 30 minutes sinon le volume d' 2 inclu initialement deviendrait excessif. Pour des autonomies supérieures, l'invention prévoit alors de répartir la fourniture dlO2 dans le temps en incluant par exemple dans le scaphandre une petite charge d' 2 comprimée 7 équipée d'un régulateur de débit fournissant par exemple 1 Nl/mn d' 2 pur. Dans ces conditions, pour une charge de travail faible, le taux d'O2 qui est initialement de 21 % de l'air inclus, croît lentement vu excès d'Q2 fourni. Cet excès se trouve stocké dans les 30 litres d'air permettant ainsi de répondre à d'éventuelles charges de travail important. En d'autres termes, le grand volume de l'ensemble amortit les fluctuations du taux d' 2 dans le scaphandre qui peut alors être alimenté sous cette forme simple. L'invention prévoit enfin l'utilisation éventuelle de super oxyde tel que le KO2 comme réactif chimique pour l'absorption du CO2. L'on sait que dans ces conditions, I'absorption du CO2 dégage de 1' 2 dans une proportion similaire aux échanges physiologiques. Le léger excès d' 2 généralement constaté avec le KO2 est ici parfaitement amorti par le grand volume d'air inclus dans le circuit, et améliore l'efficacité de cette technique récente. REVENDICATIONS 1. Ensemble respiratoire qui comprend un dispositif respiratoire et un vêtement intégral et étanche (2), le dispositif respiratoire comprenant un masque oro-nasal relié à une cartouche épuratrice (5) pour l'élimination du gaz carbonique des gaz d'expiration et des clapets (6,6') commandant la circulation des gaz dans le masque à l'inspiration et à l'expiration, cet ensemble étant caractérisé par le fait que le dispositif respiratoire présente une entrée de gaz (E) faisant communiquer le masque oro-nasal avec le milieu dans lequel est placé le masque et une sortie de gaz (S) permettant le dégagement des gaz expirés et épurés dans ce milieu et par le fait que le dispositif respiratoire est disposé en sorte que ledit milieu soit le volume interne du vêtement, ladite entrée étant disposée pour communiquer avec la partie haute du vêtement et ladite sortie étant disposée pour diriger les gaz vers la partie basse du vêtement. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite cartouche épuratrice (5) est située à l'intérieur du vêtement. 3. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que le masque oro-nasal et ladite cartouche sont portés par l'utilisateur à l'intérieur du vêtement. 4. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (7) pour introduire de l'oxygène dans le vêtement. 5. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que ces moyens comprennent une bouteille d'oxygène sous pression. 6. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend des peroxydes aptes à fournir de l'oxygène au milieu ambiant par réaction chimique avec le gaz carbonique des gaz d'expiration. 7. Dispositif respiratoire comprenant un masque oro-nasal relié à une cartouche épuratrice (5) pour l'élimination du gaz carbonique des gaz d'expiration et des clapets (6,6') commandant la circulation des gaz dans le masque à l'inspiration et à l'expiration, cet ensemble étant caractérisé par le fait que le dispositif respiratoire présente une entrée de gaz (E) faisant communiquer le masque oro-nasal avec le milieu dans lequel est placé le masque et une sortie de gaz (S) permettant le dégagement des gaz expirés et épurés dans ce milieu.