Brevet FR2776194A1 — publié le 19990924

L'invention concerne un dispositif pour enrichir en oxygène l'air ambiant inspiré par un sujet en situation de haute altitude, par exemple un sujet embarqué à bord d'un hélicoptère. Le but de l'invention est de fournir un dispositif peu coûteux, d'un fonctionnement simple et fiable et qui réduise à un minimum la consommation d'oxygène. Le dispositif de l'invention qui comprend un masque (1) apte à couvrir le nez et la bouche du sujet, muni d'une entrée d'air (la) contrôlée par un clapet inspiratoire (2) et muni d'une sortie d'air (lb), est caractérisé en ce que cette entrée d'air (la) communique avec l'air ambiant par 'un conduit allongé (4) dont l'extrémité aval (4a) est raccordée à ladite entrée et dont l'extrémité amont opposée (4b) est ouverte à l'air ambiant, en ce que le dispositif comporte des moyens d'alimentation (5, 6) pour injecter en permanence dans le conduit, pendant la mise en service du dispositif, à proximité de l'extrémité aval (4a) du conduit, un débit d'oxygène pur proportionnel à la diminution de la pression atmosphérique due à l'altitude et en ce que le volume du conduit (4) entre lesdites extrémités est suffisant pour stocker ledit débit pendant une phase expiratoire. L'invention n'est pas limitée à un type de masque particulier et couvre aussi bien l'application à un demi- masque qu'à un masque intégral, par exemple. La figure unique du dessin joint est un schéma du dispositif sur lequel on a représenté un demi-masque 1 muni d'une entrée d'air la équipée d'un clapet inspiratoire 2 et d'une sortie d'air lb équipée d'un clapet expiratoire 3. A l'entrée d'air la est branchée une extrémité (ou extrémité aval) d'un conduit allongé 4 dont l'autre extrémité 4b (ou extrémité amont) communique avec l'air ambiant par l'intermédiaire d'un filtre 8 si cet air risque d'être pollué. Dans l'extrémité 4a du conduit, débouche un tube capillaire 5 relié à une bouteille d'oxygène 6 par un détendeur 7. Le détenteur 7 est un régulateur de pression tel que ceux connus sous le nom de "détendeur à dôme" o le dôme, rigoureusement clos, contient de l'air sous une pression absolue de 1 atm. Dans ces conditions, la pression fournie par le détendeur au tube capillaire et toujours, en valeur absolue, égale à 1 atm. Au sol, la pression extérieure étant de 1 atm, le conduit capillaire 5 voit ses extrémités soumises à une même pression et le débit est nul. Lorsque l'altitude croit, la pression extérieure diminue tandis que le détendeur continue à fournir une pression de 1 atm à l'entrée du conduit capillaire 5. Un débit apparaît dans le conduit 5, débit qui suit la loi de "Poiseuille", loi physique qui indique que le débit massique est proportionnel à la différence de pression qui existe entre les deux extrémités du capillaire, c'est à dire l'altitude. Dans un mode de réalisation préféré, le tube capillaire est dimensionné pour fournir un débit d'oxygène croissant de O à 5 Nl/min entre Om et 11500m d'altitude. En service, la bouteille 6 le détenteur 7 assurent un débit d'air continu dans le tube 5 et donc dans l'extrémité aval du conduit 4 et le volume de ce conduit est calculé pour pouvoir stocker ce débit d'oxygène entre deux phases inspiratoires successives. Par exemple, le conduit a une section de 3 à 6cm2 et une longueur telle que son volume représente au moins la moitié du volume courant moyen inspiré par le sujet. La présence du conduit 4 obturé par le clapet 2 durant l'expiration assure la mise en réserve de l'oxygène reçu durant cette phase. L'inspiration qui suit prélève l'oxygène mis en réserve puis prend de l'air ambiant auquel se mélange le débit d'oxygène en cours, ceci jusqu'à l'obtention du volume inspiré (volume courant). Le mélange ainsi respiré contient l'oxygène fourni, augmenté de celui contenu dans l'air ambiant prélevé. Les 21% de 02 contenu dans l'air ambiant prélevé représente une masse d'autant plus faible que la pression absolue est basse (altitude). En compensation l'oxygène fourni représente une masse croissante avec l'altitude. La masse d'oxygène fourni étant proportionnelle à l'altitude, elle compense précisément l'appauvrissement de l'air ambiant prélevé dans la mesure o son débit massique est égal à 1/5 de la ventilation lorsque celle-ci a lieu sous une pression absolue de 0,21 ATA (altitude de 11500m). Si l'on estime la ventilation moyenne à 25 1/min, le débit massique d'oxygène devra donc être tel qu'il croisse de 0 à 5 Nl/min lorsque l'altitude passe de 0 à 11500 mètres. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour enrichir en oxygène l'air ambiant inspiré par un sujet en situation de haute S altitude, qui comprend un masque (1) apte à couvrir le nez et la bouche du sujet, muni d'une entrée d'air (la) contrôlée par un clapet inspiratoire (2) et muni d'une sortie d'air (lb), et caractérisé en ce que cette entree d'air (la) communique avec l'air ambiant par un conduit allongé (4) dont l'extrémité aval (4a) est raccordée à ladite entrée et dont l'extrémité amont opposée (4b) est ouverte à l'air ambiant, en ce que le dispositif comporte des moyens d'alimentation (5, 6) pour injecter en permanence dans le conduit, pendant la mise en service du dispositif, à proximité de l'extrémité aval (4a) du conduit, un débit d'oxygène pur proportionnel à la diminution de la pression atmosphérique due à l'altitude et en ce que le volume du conduit (4) entre lesdites extrémités est suffisant pour stocker ledit débit pendant une phase expiratoire. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les moyens d'alimentation comprennent une bouteille ou autre source d'oxygène (6), raccordée par un détendeur (7) et un tube capillaire (5) audit conduit (4). 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel ledit détendeur (7) est calibré pour fournir au tube capillaire (5) une pression constante de une atmosphère absolue. 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel le tube capillaire (5) est dimensionné pour fournir un débit d'oxygène croissant de 0 à 5 Nl/min entre Om et 11500m d'altitude. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le conduit (4) a une section de 3 à 6cm2. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le volume du conduit (4) représente au moins la moitié du volume courant moyen inspiré par le sujet. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la sortie amont (4b) du conduit est munie d'un filtre (8).