Brevet FR2669542A1 — publié le 19920529

i EQUIPEMENT INDIVIDUEL DE PROTECTION A SCAPHANDRE ET ALIMENTATION AUTONOME La présente invention a pour objet un équipement individuel de protection en ambiance hostile, notamment en atmosphère contenant des produits toxiques ou corrosifs, comprenant un scaphandre ayant un vêtement souple et un casque muni d'une visière transparente et ayant une alimen- tation autonome en gaz respiratoire à partir d'une réserve de gaz. La plupart des équipements existants de ce type ne tiennent pas compte de la hiérarchie de protection qu'il est souhaitable de réaliser: les voies respiratoires et les yeux qui doivent être protégés prioritairement contre les produits toxiques, corrosifs ou irritants, notamment les fumées pour les équipements destinés aux pompiers de- vant intervenir en cas d'incendie dans des locaux indus- triels ou sur des machines, puis le corps Les gaz expirés, contenant du C 02 et de la vapeur d'eau, se diluent dans l'ensemble de l'atmosphère entourant la tête et le corps et augmentent la teneur en C 02 à un point qui peut devenir dangereux Ils sont vulnérables à des déchirures ou perfo- rations du vêtement, qui présente un risque de fuite beau- coup plus important que le casque. L'invention vise notamment à fournir un équipement de protection assurant un haut niveau de sécurité par respect de la hiérarchie des points sensibles du corps et permettant de pallier, dans une certaine mesure, les consé- quences d'une fuite Elle vise également à ralentir l'augmentation de teneur en vapeur d'eau et en gaz carboni- que autour du corps. Dans ce but, l'invention propose notamment un équi- pement de protection individuel du type ci-dessus défini, caractérisé en ce que le visage est séparé du vêtement par un joint, par exemple un joint facial ou de cou, en ce que la réserve de gaz respiratoire est reliée à un circuit res- piratoire débouchant dans le casque à travers un régulateur prévu pour maintenir le casque en surpression par rapport au vêtement et en ce que l'équipement comporte un masque oro-nasal ayant un clapet d'aspiration à partir du casque et une tuyauterie d'expiration directe vers l'ambiance à travers des moyens anti-retour tarés. Grâce à cette disposition l'expiration se fait, en fonctionnement normal, directement à l'ambiance, hors du scaphandre, ce qui évite de conserver la vapeur d'eau, le gaz carbonique et les calories des gaz expirés De plus les voies respiratoires restent alimentées en gaz respiratoire de qualité satisfaisante même en cas de fuite dans le vête- ment La réserve de gaz est bien utilisée puisqu'elle ne sert qu'à la respiration alors que dans les équipements an- térieurs elle devait fournir un débit suffisant pour assu- rer la ventilation en circuit ouvert. Dans un mode avantageux de réalisation, les moyens anti-retour tarés comprennent un premier clapet prévu pour maintenir dans le casque une surpression supérieure à la surpression maximale dans le vêtement, fixée par d'autres clapets tarés Un clapet taré supplémentaire peut alors re- lier une partie de la canalisation qui est comprise entre le premier clapet taré, débitant à l'ambiance, et la sortie du masque, à l'intérieur du vêtement, à travers le joint. Un clapet anti-retour est avantageusement placé à la sortie du masque pour accroître la protection NBC En donnant un tarage convenable aux différents clapets, l'expiration se fait dans le vêtement en cas d'incident réduisant la pres- sion dans ce dernier Les gaz ainsi apportés s'échappent par la fuite éventuelle et assurent un balayage réduisant la contamination. Dans un équipement de protection individuel suivant un autre aspect de l'invention, la face est séparée du vê- tement par un joint d'isolement; la réserve de gaz respi- ratoire est reliée à un circuit respiratoire débouchant dans le casque à travers un régulateur prévu pour maintenir le volume autour de la face en surpression par rapport au vêtement; et l'équipement comporte également des moyens anti-retour tarés d'expiration vers l'ambiance et un clapet taré d'admission d'air expiré dans le vêtement lorsque la surpression d'expiration par rapport au vêtement dépasse une valeur déterminée. En plus du circuit respiratoire en circuit ouvert, le scaphandre comporte avantageusement un circuit de ventilation, pouvant être en circuit ouvert ou fermé. La réserve de gaz respiratoire peut être consti- tuée, de façon classique, par une bouteille de gaz compri- mé Elle peut également être constituée par un réservoir de gaz liquéfié. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels: la figure 1 montre schématiquement la constitu- tion générale d'un équipement individuel de protection suivant un premier mode de mise en oeuvre de l'invention; la figure 2, similaire à la figure 1, montre un autre mode de réalisation; la figure 3, similaire à la figure 2, montre un mode de réalisation simplifié. L'équipement respiratoire montré schématiquement sur la figure 1 comporte un scaphandre ayant un vêtement 10 et un casque 12 muni d'une visière transparente 14 Un joint de cou 16 venant s'appliquer contre la peau sépare l'espace entourant la tête, occupé par du gaz ayant une qualité satisfaisante pour la respiration, de l'espace en- tourant le reste du corps. Le vêtement est avantageusement équipé d'un réseau de canalisations permettant d'organiser la circulation de gaz de ventilation le long des membres et du torse Dans le mode de réalisation de la figure 1, ce réseau de canalisa- tions comporte un répartiteur 18 entre des conduites 20 d'amenée de gaz vers les extrémités des membres, le retour s'effectuant par circulation le long des membres vers l'espace entourant le torse. Le vêtement 10 porte une ou plusieurs soupapes 22 tarées de maintien d'une surpression déterminée dans le scaphandre Cette surpression sera souvent d'environ 2 mil- libars dans le cas d'une utilisation du scaphandre en at- mosphère sous pression atmosphérique normale Elle est suf- fisante pour éviter l'envahissement du scaphandre par des produits toxiques ou corrosifs en provenance de l'extérieur. Dans une poche attenant au vêtement 10, ou à l'in- térieur même de ce vêtement, est placée une réserve de gaz respiratoire constituée, dans le cas de la figure 1, par un réservoir 24 de gaz liquéfié Ce réservoir appartient à un convertisseur dont la constitution générale est similaire à celle des convertisseurs couramment utilisés à l'heure ac- tuelle en aéronautique Il est muni d'un détendeur classi- que de régulation de pression à 5 bars par exemple, (non représenté), et alimente le serpentin 26 d'un échangeur de chaleur 28. Une fraction du gaz qui sort du serpentin 26 ali- mente un moteur pneumatique rotatif 30 dont la sortie est reliée à une conduite 32 qui débouche dans le casque 12 par l'intermédiaire d'un sac économiseur 46 Le gaz respiratoi- re qui parvient au casque ne se mélange donc pas au gaz oc- cupant l'intérieur du vêtement Le moteur 30 est attelé à un ventilateur 34 destiné à prélever du gaz dans le vête- ment 10 à le faire circuler dans l'échangeur 28, o ce gaz prélevé se refroidit et se dessèche et à l'envoyer au ré- partiteur 18 Pour cela l'échangeur de chaleur 28 peut com- porter une enveloppe 36 de guidage du gaz, munie à sa base de moyens d'évacuation des condensats, qui peuvent se ré- duire à un tube 38 de faible section. Le reste du gaz respiratoire sortant du serpentin alimente un régulateur à la demande 48 ayant des prises de pression de référence dans le vêtement et le casque et ali- mentant le casque Ce régulateur 48 est prévu pour mainte- nir dans le casque 12 une surpression déterminée ( 2 milli- bars par exemple) par rapport au vêtement 10 Il peut no- tamment déboucher dans le casque par un diffuseur 50 de dé- sembuage de la visière 14. L'équipement comporte également un masque oro-nasal 52 muni d'un clapet d'inspiration dans le casque et d'un clapet anti-retour 54 d'expiration vers une tuyauterie dé- bouchant à l'atmosphère par un clapet taré 15 Un autre clapet taré 56 relie la tuyauterie au vêtement 10, à tra- vers le joint de cou 16 Le clapet 56 est taré pour s'ouvrir sous une différence de pression inférieure à celle qui ouvre le clapet 15, mais supérieure à la différence de pression maintenue en fonctionnement normal entre le casque et le vêtement par le régulateur 48 En fonctionnement nor- mal, le clapet 56 est donc fermé. Si la différence de pression entre le casque et le vêtement est de 2 millibars en fonctionnement normal, les clapets 15 et 56 peuvent être tarés à 4 millibars et 3 millibars, respectivement. Grâce à cette disposition, en fonctionnement normal l'expiration se fait directement vers l'ambiance, hors du scaphandre, ce qui évite de conserver la vapeur d'eau et le gaz carbonique expirés. En cas d'incident réduisant la pression dans le vê- tement (déchirure ou mouvement brusque) les clapets 22 se ferment et ne régulent plus de surpression Le clapet 56 s'ouvre lors de l'expiration, qui se fait dans le vêtement. Les gaz ainsi apportés s'échappent par la fuite éventuelle, assurant un balayage qui réduit la contamination Ce mode dégradé de fonctionnement conserve les hiérarchies de protection à respecter (voies respiratoires, yeux, puis corps). Dans la variante de réalisation montrée en figure 2, o les éléments correspondant à ceux de la figure 1 sont désignés par le même numéro de référence, la réserve de gaz respiratoire est constituée par une bouteille 24 a de gaz comprimé munie d'un détendeur 60 Le circuit de ventilation peut avoir dans ce cas une quelconque des constitutions ac- tuellement connues et utilisées Ce mode de réalisation as- sure encore la hiérarchie de protection souhaitable Il évite, du fait de l'expiration directe à l'atmosphère, l'accumulation de C 02 et le risque de condensation de va- peur d'eau dans le casque ou le scaphandre Il évacue di- rectement à l'atmosphère les calories contenus dans les gaz d'expiration à 370 C. Le mode simplifié de réalisation montré en figure 3 ne comporte pas de masque oro-nasal En contrepartie le diffuseur 50 et la turbine 32 sont disposés de façon à ame- ner du gaz frais provenant de la réserve dans la zone oro- nasale en s'opposant à la dispersion des gaz expirés, afin qu'ils s'échappent par le clapet taré 15 d'expiration vers l'ambiance Une telle disposition permet de ralentir considérablement la montée du taux de C 02 L'échelonnement du tarage des clapets 15, 22 et 56 (s'ouvrant par exemple sous des surpressions de 4, 2 et 3 millibars) est le même que dans le cas des figures 1 et 2. REVENDICATIONS 1 Equipement individuel de protection comprenant un scaphandre ayant un vêtement souple ( 10) et un casque ( 12) muni d'une visière transparente et comprenant une ali- mentation autonome en gaz respiratoire à partir d'une ré- serve de gaz, caractérisé en ce que la face est séparée du vêtement par un joint d'isolement de la face, tel qu'un joint de cou ( 16), en ce que la réserve de gaz respiratoire ( 24,24 a) est reliée à un circuit respiratoire débouchant- dans le casque à travers un régulateur ( 48) prévu pour maintenir le volume autour de la face en surpression par rapport au vêtement et en ce que l'équipement comporte encore un masque oro-nasal ( 52) ayant un clapet d'asp- iration à partir du casque et une tuyauterie d'expiration directe vers l'ambiance à travers des moyens anti-retour tarés. 2 Equipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens anti-retour tarés comprennent un pre- mier clapet ( 15) prévu pour maintenir dans le casque une surpression supérieure à la surpression maximale dans le vêtement, fixée par d'autres clapets ( 22). 3 Equipement selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un second clapet taré ( 56) reliant une portion de la canalisation comprise entre le premier clapet taré ( 15) débouchant à l'ambiance et au vêtement ( 10), à travers le joint ( 16). 4 Equipement selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un clapet ( 54) anti-retour placé sur le masque ( 52) à l'entrée de la canalisation. Equipement individuel de protection comprenant un scaphandre ayant un vêtement souple ( 10) et un casque ( 12) muni d'une visière transparente et comprenant une ali- mentation autonome en gaz respiratoire à partir d'une ré- serve de gaz, caractérisé en ce que la face est séparée du vêtement par un joint d'isolement de la face, tel qu'un35 joint de cou ( 16), en ce que la réserve de gaz respiratoire ( 24,24 a) est reliée à un circuit respiratoire débouchant dans le casque à travers un régulateur ( 48) prévu pour maintenir le volume autour de la face en surpression par rapport au vêtement et en ce que l'équipement comporte également des moyens anti-retour tarés d'expiration vers l'ambiance et un clapet taré d'admission d'air expiré dans le vêtement lorsque la surpression d'expiration par rapport au vêtement dépasse une valeur déterminée. 6 Equipement selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le régulateur à la demande ( 48) comporte des prises de pression de référence dans le vêtement et dans le casque de façon à maintenir une surpression déterminée, par exemple de 2 millibars, dans le casque par rapport au vêtement. 7 Equipement selon les revendications 3 et 4, ca- ractérisé en ce que le second clapet taré ( 56) est taré pour s'ouvrir sous une différence de pression inférieure à celle qui ouvre le premier clapet ( 15), mais supérieure à la différence de pression maintenue en fonctionnement nor- mal entre le casque et le vêtement par le régulateur à la demande ( 48). 8 Equipement selon une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que la réserve de gaz est un réservoir de gaz respiratoire liquéfié et en ce que le circuit respiratoire est alimenté par le réservoir à travers le circuit primaire d'un échangeur de chaleur ( 28) et le circuit respiratoire et est attelé à un ventilateur ( 34) de circulation d'air de ventilation du vêtement ( 10) dans un circuit fermé passant par l'échangeur ( 28). 9 Equipement selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'une fraction seulement du débit de gaz respiratoi- re provenant du circuit primaire ( 26) de l'échangeur ( 28) passe dans le moteur pneumatique ( 30), le reste du débit de gaz alimentant la partie du casque ( 12) recouvrant la face par l'intermédiaire d'un régulateur à la demande ( 48) d'adaptation à la respiration du porteur. Equipement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par un sac économiseur ( 46) placé dans le vêtement et interposé sur le circuit d'alimentation en gaz respiratoire.