Brevet FR2881551A1 — publié le 20060804

Dispositif et moyens de mise en oeuvre de contrôle instantané en vol d'un avion piraté 1. Domaine technique 5. La présente invention a trait à un dispositif de sécurité et de reprise instantanée de contrôle en vol d'un avion par administration d'anesthésiques volatils aux passagers et/ou à l'équipage, dans les toutes premières minutes qui suivent son éventuel détournement aérien, en aéronautique civile. 2. Etat de la technique antérieure 2.1. L'aviation 11. Dans une perspective synchronique et diachronique, des renseignements utiles sont fournis tous les jours par l'actualité. II y a, dans l'aviation de ligne au jour d'aujourd'hui, un avant et un après 11 septembre 2001. Une vingtaine de personnes, dit-on, a pu se rendre maître de quatre avions de ligne, organiser et causer autant de pertes matérielles et surtout d'innombra- 15. bles pertes humaines, en même temps qu'une onde de choc ayant emporté au passage plusieurs grosses pointures des compagnies d'aviation civile. Cette échelle de grandeur est susceptible d'être multipliée par deux, trois voire même par dix ou vingt, avec le potentiel accru de recrutement qui s'est créé depuis. Plusieurs pays peuvent être frappés. Mise en perspective pleine de lucidité ainsi que brutale remise en question qui permettent de réaliser 20. que le devenir du transport aérien, qui fut jusque là promis à un très bel avenir, est désormais hypothéqué de façon irréversible. Avant de poursuivre, il n'est peut être pas inutile de mentionner ce que fut le passé, puisque ce moyen de locomotion en est un qui est malgré tout appelé à continuer à se développer. Il est dès lors urgent et impérieux de le rendre, dans l'après 11 septembre 2001, plus sûr. 25. Jusqu'à ce jour pourtant, il est seulement prévu de prendre en chasse et de faire abattre par des avions militaires des avions de transport civil, dont on a totalement perdu la maîtrise, comme seule mesure de sécurité, quand on sait que l'avion aspire constamment à plus de places à bord, plus de vitesse, plus de distance sans escale et que la planète se rétrécit, chaque jour de plus en plus, grâce à ce moyen fascinant de transport, il est parallèlement inquiétant de constater par ailleurs les dérives sécuritaires qui inconsciemment tendent paradoxalement à rendre de moins en moins sur ce précieux moyen de locomotion. Pourtant peu de secteurs technologiques offrent une aussi grande diversité que l'aviation, en 5. particulier l'aviation civile qu'il ne serait pas commode de laisser condamner, comme nous allons nous en apercevoir dans les pages qui suivent, par la folie des uns et des autres dont la résultante prévisible n'est autre qu'un coup de frein à l'essor promis à l'aviation. A partir de 1783, en effet, des ballons purent décoller et naviguer au gré du vent. L'aérostation progressa ensuite avec les améliorations constantes des dirigeables. En 1903, on voyait 10. apparaître le premier avion manoeuvrable. Très tôt ces trois types de locomotion aérienne ont attiré l'attention des états-majors. Et c'est dans une mesure peu commune que l'aéronautique allait être utilisée dans la conduite de la guerre. Mais, ce fait ne saurait dissimuler la part qu'elle a prise dans l'unification et l'évolution de l'humanité. Dans la plupart des pays, l'avion est devenu le principal moyen de transport pour tous les déplacements sur une certaine distan 15. -ce, et en particulier sur les grandes distances qui existent parfois à l'intérieur d'un même pays. C'est de loin l'aviation générale, domaine dont sont exclues l'aviation de ligne et l'aviation militaire, qui enregistre actuellement les accroissements de production les plus rapides. L'aviation a surtout mis en oeuvre les progrès de la technique pour améliorer l'efficacité, la fiabilité et la sécurité, hormis celle contre le détournement. Conséquence directe 20. les coûts ont été réduits. Le transport aérien actuel est devenu accessible aux grandes masses. Grosso-modo et en tenant compte de l'inflation fiduciaire ce mode de transport coûte dix fois moins cher qu'en 1930. II est exact que dès lors que l'on peut remonter aux origines de cette technologie, cela donne une très fascinante histoire! 2.2. Histoire de l'aviation Si le 21 novembre 1783, Jacques-Etienne et Joseph-Michel Montgolfier étaient les premiers à avoir mis au point un ballon à air chaud, qui ce jour-là s'élevait au-dessus du sol français avec à son bord le chimiste Pilâtre de Rosier. Pendant longtemps, il ne put être question d'un véritable déplacement dans les airs, mais, le 24 septembre 1852, un autre Français, Henri 30. Giffard, s'envolait dans son aéronef. Les pionniers de l'époque expérimentaient des machines volantes plus lourdes que l'air, et c'est l'Allemand Otto Lilienthal qui, le premier, entreprit de descendre les pentes des collines en vol plané pour apprendre à contrôler ce genre d'engin. Mais ce furent en fait Wilbur et Orville Wright, deux frères de nationalité américaine, qui par des recherches méthodiques, trouvèrent réponse à cette question vitale du contrôle de l'appareil, événement dont on vient de commémorer avec faste le centenaire aux Etats-Unis. Dès 1900 déjà, ils s'essayèrent sur les planeurs, puis, forts de leur expérience, ils construisi- 5. rent un moteur à essence et le montèrent sur un aéroplane qu'ils devaient piloter, pour la première fois, le 17 décembre 1903. En 1910, le comte allemand von Zeppelin construisit ses fameux appareils dirigeables, capables de transporter du fret et des passagers. En 1914, son service de transport aérien, dénommé Delag, avait transporté 33.722 passagers et membres d'équipage sans aucun 10. accident au cours de 1.588 vols sur l'Europe centrale. Performance souvent soulignée quand on évoque la sécurité de l'aviation de ligne! Les premiers vols réguliers de passagers remontent au 25 août 1919, lorsque des services plutôt irréguliers et peu fiables débutèrent entre Heathrow, à Londres, et le Bourget, près de Paris. Des bombardiers convertis en avions de ligne pouvaient transporter jusqu'à quatre 15. passagers emmitouflés dans leur pardessus, dissimulés par leur cache-nez et les yeux protégés par de grosses lunettes. L'apparition des moteurs en étoile refroidis par air le Bristol Jupiter en 1922, le Wasp et le Whirlwind américains quatre ans plus tard avait en effet transformé radicalement les notions de fiabilité et les aspects économiques de l'aviation. En 1930, le réseau des voies aériennes s'était étendu de l'Europe à l'Extrême-Orient, à 20. l'Afrique du Sud et à l'Amérique du Sud, grâce à des pionniers, dont les as de l'Aéropostale, aux noms poétiques tels Mermoz, Saint Exupery, etc. Un événement qui eut une influence capitale sur le développement des transports aériens fut sans doute la mise au point, aux Etats-Unis, des monoplans modernes à ailes basses, pourvus d'un fuselage monocoque à revêtement métallique, d'un train d'atterrissage rétractable, d'ailerons et d'hélices à pas 25. variables mues par des moteurs de 100 chevaux logés dans des capots de faible traînée. En 1920 déjà, Fokker aux Pays- Bas et Junkers en Allemagne avaient produit des avions de transport monoplans de conception avancée. Les nouveaux modèles qui virent le jour aux Etats-Unis ne réduisaient pas seulement le coût du fret-kilomètre, mais doublaient aussi la vitesse de croisière, qui passait de 150 à 300 km/h environ. Le plus fameux de cette nouvelle 30. lignée fut le Douglas DC3, qui prit l'air pour la première fois le 17 décembre 1935 et dont, par un heureux hasard, la structure se montra remarquablement endurante. Cet appareil pouvait ainsi assurer plus de 50 000 heures de vol entre deux grandes révisions. C'est la raison pour laquelle le vieux DC3 est toujours en activité : plus de 3 000 de ces avions volaient encore en 1980. Pendant la Seconde Guerre mondiale, de grands et puissants transporteurs de troupes comme le Lockheed Constellation et le Boeing Stratocruiser portèrent la vitesse de croisière à 5. 500 km/h et le nombre des passagers à cent. Dans l'immédiat après-guerre, de nouveaux procédés de propulsion par fusées et turboréacteurs commencèrent à remplacer les moteurs à pistons, d'abord sur les avions de combat, mais également dans l'aviation civile de transport. C'est aux Etats-Unis que le premier avion supersonique franchit le mur du son (1 km/h environ) le 14 octobre 1947, tandis qu'en Grande-Bretagne, l'avion de ligne à 10. réaction Cornet effectuait son premier vol le 27 juillet 1949 et assurait, à partir du 2 mai 1952, des lignes régulières d'avions à réaction. A peu de choses près, le Cornet doublait sa vitesse de croisière et l'altitude des vols de passagers, tout en améliorant sensiblement et de manière tout à fait imprévue la qualité et le confort du transport. Malheureusement, il dut être retiré des lignes après quelques accidents 15. retentissants. La plupart des lignes aériennes doutèrent de la viabilité du réacteur et le turbopropulseur rallia d'abord une grande partie des suffrages lorsqu'il fut installé sur le moyen-courrier Viscount, qui effectua son premier vol en juillet 1948 et entra en service en avril 1953. En 1955, alors que les forces aériennes du monde entier introduisaient les premiers avions de 20. combat supersoniques, la France lançait la Caravelle, le premier avion à réaction moyen-courrier et ses successeurs le Tupolev 104, le BAC 111, le Trident, le DC 9, le Boeing 737, les Tupolev 124, 134 et 154 et surtout les Boeing 727, généralisèrent l'application du moteur à réaction au transport des passagers dans les années soixante-dix. Au chapitre des longs-courriers, les classiques Boeing 707 et Douglas DC8 jouèrent le même rôle et, en 1969, le DC 25. 10 et Boeing 747 Jumbo Jet transformèrent l'échelle, l'économie et aussi le bruit du transport de masse. Plus récemment, l'Airbus, construit en coproduction européenne, connaît un remarquable succès. Mais, comment cette conversion a-t-elle était possible ? 2.2.1. De l'hélice au réacteur 30. Tous les avions sont propulsés par réaction, c'est-à-dire par une accélération dirigée vers l'avant, qui correspond à la poussée d'un jet d'air projeté vers l'arrière. La réaction la plus importante est celle que produit le rotor de sustentation d'un hélicoptère. En termes de poussée, l'hélice vient juste derrière. Les premières hélices étaient taillées dans un contre-plaqué solide. De nos jours, les pales et le moyeu sont fabriqués séparément. Pour la fabrication des pales, on utilise ordinairement du bois comprimé, des matières plastiques, des alliages légers, des aciers creux à parois fines ou des plastiques renforcés de fibres de verre 5. ou de carbone. Les pales de l'hélice peuvent être respectivement d'un maximum de puissance au décollage ou d'un fonctionnement aussi économique que possible à la vitesse de croisière. Dans le cas d'une panne de moteur, l'hélice peut être mise en drapeau , c'est-à-dire à pas nul. Ce pas peut même être inversé pour faciliter le freinage dans la course d'atterrissage. Les hélices ont toujours été des pièces relativement dangereuses et lourdes. Elles consti-10. tuaient, en outre autrefois, une source de bruits intenses et de vibrations. Les hélices imposent également une limitation à la vitesse de l'avion qu'elles propulsent. La vitesse de rotation des pales s'ajoute, en effet, à la vitesse longitudinale de l'avion. La vitesse en bout de pales peut devenir supersonique alors que la vitesse de l'avion reste modeste. II en résulte un niveau de bruit particulièrement élevé et un rendement propulsif moindre. A ce 15. jour le record de vitesse des appareils à hélices dépasse à peine 800 km/h. Le turboréacteur a permis de parer à ces limitations de vitesse, mais les premiers moteurs à réaction étaient extrêmement bruyants, consommaient beaucoup et leur rendement était faible, sauf à des vitesses élevées. Au début des années cinquante, de nombreux réacteurs furent équipés d'une tuyère dite de postcombustlion, où d'énormes quantités supplémentaires 20. de carburant pouvaient être brûlées. De tels moteurs convenaient idéalement aux avions de combat, mais le transport commercial ne pouvait s'accommoder d'un tel gaspillage de carburant. Le turbopropulseur sembla alors offrir un compromis raisonnable, puisqu'il réunissait à la fois la puissance et la fiabilité du moteur à turbine à gaz et le rendement propulsif de l'hélice. II restait toutefois soumis aux 25. restrictions de vitesse inhérentes aux hélices. Le progrès devait venir de turbines à gaz plus perfectionnées autorisant des pressions et des températures très supérieures tout en consommant beaucoup moins. De fait, les turbomachines actuelles surpassent le plus économique des moteurs Diesel. Cette évolution a permis à la turbine à gaz de se substituer au moteur à pistons dans la plupart des marchés extérieurs à l'aviation. La mise au point du 30. turboréacteur à double flux dans les années soixante a contribué à améliorer encore les systèmes de propulsion. Les premiers turboréacteurs à soufflante canalisée comportaient un faible taux de bipasse, c'est-à- dire que la quantité d'air, ne passant pas par le compresseur et déviée directement vers la tuyère d'échappement, où elle se mêlait aux gaz brûlés, restait faible. Les nouvelles turbomachines à double flux ressemblaient, quant à elles, à un turboréacteur entraînant une hélice carénée à pales multiples. Ces énormes moteurs, utilisés sur tous les transporteurs géants et réduits ensuite pour s'adapter aux nouveaux avions d'affaires et aux avions à décollage et atterrissage courts, combinent l'économie très poussée 5. des plus récentes turbines à gaz à hautes pressions et hautes températures, le rendement du turbopropulseur (sans ses limitations de vitesse de vol), d'une part, et l'absence de vibrations, avec un plus faible niveau sonore des réacteurs, d'autre part. Cette nouvelle lignée de moteurs à soufflantes avait atteint un degré de perfection, dont nul moteur auparavant n'avait pu approcher. 10. De même que le moteur à hélices, le réacteur peut être équipé d'un inverseur de poussée, permettant de freiner l'appareil à l'atterrissage. Les moteurs peuvent être fixés au-dessous ou au-dessus des ailes, ou encore être accolés à l'arrière du fuselage ou contenus dans celui- ci... 2.2.2. Le vol subsonique Les avions de transport civils sont presque tous des appareils subsoniques, exception faite du Concorde. Au cours des quatre dernières décennies, la taille moyenne des avions mis en service a quadruplé sinon quintuplé. Quant à la vitesse et au rayon d'action, ils ont doublé. Le pourcentage des moteurs à piston a connu une chute vertigineuse, passant d'environ 98 % à 20. moins de 2 %, alors que, ces derniers temps, les turboréacteurs à double flux, silencieux et efficaces, gagnaient constamment du terrain sur le turboréacteur et le turbopropulseur. On a mis au point des cellules dont la structure ne nécessite aucune révision pendant 60 000 heures de vol ou davantage. La fiabilité des aéronefs d'aujourd'hui atteint, de ce point de vue, un degré remarquable. 25. Dans les années cinquante, on répartissait les avions de ligne en avions à réaction et en avions classiques. Les premiers avaient des ailes en flèche, d'abord utilisées sur les appareils militaires, pour atteindre une vitesse du son au prix de vitesses plus élevées au décollage et à l'atterrissage. Mais, ils présentaient aussi des inconvénients. Les pionniers du vol commercial à réaction, le Boeing 707 et le Douglas DC8, étaient sensiblement plus grands que les 30. anciens longs-courriers affectés au transport des passagers et transportaient une quantité de pétrole approximativement égale à elle seule au poids total en charge de leurs contemporains équipés de moteurs à pistons. Leur conception mécanique était également originale, avec des trains d'atterrissage répartissant la masse de l'appareil sur plusieurs essieux à quatre roues, qui étaient escamotés dans des soutes aménagées sous le plancher principal dans la partie inférieure du fuselage. Les quatre moteurs étaient suspendus au-dessous et en avant du bord d'attaque de l'aile dans des nacelles comportant aussi des inverseurs de poussée et des 5. dispositifs antibruit. Ces nacelles étaient placées à des intervalles assez grands le long de l'aile pour amortir des vibrations qui sont à l'origine d'une fatigue du métal. A la fin des années cinquante, le rejet à l'arrière du fuselage des deux turboréacteurs du moyen-courrier français Caravelle fut reproduit dans le monde entier sur des avions bimoteurs, trimoteurs et quadrimoteur. Les moteurs situés à l'arrière réduisent notamment le bruit dans la cabine des 10. passagers et comportent d'autres avantages. Par exemple, la défaillance d'un moteur ne risque pas de causer au pilote des difficultés de pilotage dues à la poussée asymétrique résultante. Mais, en déplaçant les moteurs vers l'arrière, il fallut accroître la masse de l'aile. Parallèlement, l'empennage était agrandi et alourdi. On connut alors des difficultés de contrôle à basses vitesses dues à l'inefficacité du gouvernail de profondeur, en configuration d'atterris- 15. sage. De graves accidents eurent lieu. Depuis, on a su construire des avions à réaction à moteurs arrière ne créant plus aucun danger. Il faut cependant remarquer que les groupes propulseurs des avions de ligne les plus récents, comme les Boeing 747 et 767, ainsi que toute la série des Airbus sont suspendus sous la voilure. En 1960, les recherches aérodynamiques livrèrent une nouvelle famille d'ailes à profil 20. supercritique . Leurs caractéristiques étaient des extrados plus plats que ceux des ailes précédentes, des intrados plus courbés et aussi des bords d'attaque plus effilés. En outre, le bord de fuite est souvent incurvé vers le bas. On sera peut-être tenté de croire que la résistance rencontrée (force de traînée) est dès lors supérieure, mais, en fait, c'est l'inverse qui se produit, spécialement à des vitesses de croisière légèrement inférieures à la vitesse du 25. son. Par comparaison, les aérodynamiciens estiment que les anciennes ailes étaient quelque peu chétives . La force ascensionnelle s'exerce en effet presque entièrement sur l'extrados dans une zone de dépression intense légèrement en retrait du bord d'attaque. La voilure supercritique permet un écoulement uniforme sur toute la surface de l'aile, qui devient beaucoup plus efficace. En outre, par rapport aux ailes traditionnelles des avions le transport 30. à réaction, elle est moins courbée (de 20 % à 25 %, au lieu de 35 % ou plus) et plus épaisse, avec un plus grand coefficient d'allongement (rapport de l'envergure à la largeur moyenne). De nos jours, tous les nouveaux avions de ligne, à quelques rares exceptions près au nombre desquelles les ADAC (avions à décollage et atterrissage courts) utilisés dans les régions non équipées de longues pistes sont pourvus d'ailes supercritiques à faible degré et de moteurs à soufflantes de grande section. Ils sont aussi rapides que les anciens, et d'un rendement énergétique beaucoup plus intéressant. En outre, ils sont plus silencieux, même comparés aux anciens appareils à hélice. D'autre part, le développement de moteurs de 25 5. 000 daN (soit 25 tonnes) de poussée élargit considérablement les capacités de transport. Les économies ainsi obtenues et le transport de masse permettent de réduire considérablement les coûts unitaires. Lorsque le dessin d'un avion de transport est admis, l'élément le plus difficile à modifier est la section transversale du fuselage. Dans les premiers temps, les avions de ligne possédaient 10. des sections rectangulaires suffisant à peine à l'installation d'un siège de part et d'autre d'un couloir central. Le DC3 de 1935 était assez large pour accueillir deux passagers d'un même côté et, dans l'après-guerre, qui devait voir une multiplication des sièges, cet appareil ainsi que d'autres de la même catégorie furent pourvus de sièges disposés deux à deux. Après 1950, le siège triple fit son apparition (certains passagers ne considérèrent pas cela comme 15. un progrès!), et tous les plus grands appareils d'après 1960 adoptèrent le système de répartition trois et trois. A cette époque, tous les avions de ligne étaient en principe pressurisés et, bien que la section la plus légère pour un fuselage pressurisé soit un cercle, on tenait généralement pour idéale une forme ovoïde modifiée: grand cercle au-dessus du plancher et arc de cercle beaucoup plus petit au-dessous, où pouvaient prendre place la car- 20. gaison, les systèmes électroniques et le train d'atterrissage. A la fin des années soixante, les avions géants entrèrent en service, avec une largeur de fuselage passant du simple au double et la normalisation des deux couloirs permettant, en première classe, une disposition de deux fois deux sièges de chaque côté et une distribution plus dense en classe touriste répartie 3-2, 2-3 dans chaque travée, c'est-à-dire dix passagers de front se trouvant cependant toujours à 25. proximité d'un couloir. Comme il en sera question plus loin, l'apparition de ces fuselages plus spacieux a débouché sur une gamme plus large de palettes et de conteneurs normalisés pour bagages et fret, s'adaptant exactement à l'espace disponible, jusqu'à ce qu'éclate une première crise. 2.2.3. Crise pétrolière et restrictions écologiques et économiques La première menace est venue du renchérissement du prix du pétrole, voulu par les pays de l'OPEP!Sinon, au cours des vingt-cinq dernières années, le développement du moteur à taux de dilution élevé a permis, sans que ce résultat soit directement recherché, de devancer deux crises susceptibles de restreindre assez notablement la croissance du transport aérien. La première eut été une conséquence directe du renchérissement du combustible, la seconde dérivant des niveaux sonores qui, avec la croissance du trafic et l'utilisation des anciens moteurs à réaction très bruyants, portait atteinte à l'environnement. Les turboréacteurs actuels 5. à soufflante canalisée sont les moteurs les plus silencieux de toute l'histoire de l'aviation plus discrets même que des petits avions légers et, du fait qu'ils sont maintenant montés sur des avions à hautes performances, ils brûlent grosso modo quatre fois moins de carburant par liaison régulière que les premiers avions à réaction du milieu des années cinquante. Le choc pétrolier n'a pas du tout fait disparaître des Compagnies aériennes en cascade, 10. comme cela s'est vu dans les suites immédiates du 11 septembre 2001, sinistrant des pans entiers de l'économie dépendant du tourisme à l'échelle planétaire. C'est dire que l'on assiste à une crise sans précédent ainsi qu'à une rupture historique sans précédent à laquelle il est urgent d'apporter sans délai une solution intelligente. C'est l'un des objectifs de cette invention. 15. A l'instar des autres formes de transport, l'aviation actuelle soumet du point de vue économique ses appareils extrêmement perfectionnés et coûteux à une utilisation beaucoup plus intensive et sur de plus longues périodes que par le passé. En 1930, le taux d'utilisation normal d'un grand avion de transport s'élevait à 350 heures de vol par an; aujourd'hui, il convient de multiplier ce nombre par dix, sous réserve des multiplications de contrôles et des 20. fouilles diverses des passagers et de leurs bagages au sol. Par exemple, le Big Orange, un des 747 très colorés de la Braniff International, effectuait l'aller et retour Dallas-Londres-Gatwick chaque jour de l'année, ce qui signifie que par période de 24 heures, l'appareil assurait ainsi 18 heures d'un vol rémunérateur. Cette utilisation intensive va de pair avec une durée de service pouvant aller au-delà de trente ans. Donc, le temps de vol total de chaque 25. cellule d'avion est passé d'environ 1 000 heures à quelques 100 000 heures. La dernière crise cloue plus longtemps un avion sur un tarmac d'aéroport pour diverses fouilles et refouilles systématiques dilapidant le capital temps. Pour pouvoir faire face à cet enjeu technique, on a modifié complètement, les organes et l'ensemble des activités de maintenance. Dans le passé, il était d'usage de dessiner des structures sans tenir compte de 30. l'usure ou de la corrosion. Les milliers de composants formant l'appareil étaient alors inspectés à intervalles réguliers, remis en état ou démontés et mis au rebut à l'expiration du temps de service prévu. La seule partie qui soit encore maintenant soumise à des examens réguliers après des durées qui, quelquefois, peuvent représenter mille liaisons transocéaniques est la cellule, que ses constructeurs ont pourvu de courbes douces, de surfaces polies, de brides de sécurité, de répartiteurs de charges et de couches protectrices destinées à prévenir toute crique ou corrosion. Devant l'extrême complexité des autres composants et des autres systèmes, des équipe- 5. ments de vérification incorporés ont été conçus, ainsi que des systèmes de diagnostic qui, dès leur apparition, révèlent les moindres défaillances sur le tableau de bord, ou à l'aide de bandes magnétiques contrôlées au terme de chaque vol. Dorénavant aucun organe n'est plus démonté ni inspecté tant que les appareils de détection ne signalent pas l'apparition d'une défaillance. Ce type de procédure a transformé la notion même de sécurité de fonctionnement 10. réduit les coûts d'intervention et supprimé les efforts inutiles nécessités par les vérifications d'ensembles fonctionnant normalement. C'est sur cette ligne que s'inscrit la présente invention d'un moyen de reprise en vol de la maîtrise et du contrôle intégré à l'avion. II faut donc rendre à l'avion cette maîtrise totale de son destin par un perfectionnement intrinsèque. 2.2.4. Le vol supersonique Avant la fin de la Seconde Guerre mondiale, on savait très peu de choses sur le vol supersonique. A la base de cette ignorance, se situait le fait que les aéronefs étaient incapables d'atteindre de telles vitesses, correspondant à 1 225 km/h ou davantage au niveau de la mer et dans le froid intense des hautes altitudes. Les recherches dans des tunnels aéro- 20. dynamiques étaient rendues difficiles, car ces souffleries s'essoufflaient littéralement à cause des ondes de chocs qui survenaient à des vitesses bien inférieures dans la zone importante du seuil transsonique (vitesses proches de celle du son). Par la suite, on a su construire de souffleries transsoniques. Mais bien auparavant, un pilote de l'United States Air Force (USAF), Charles Chuck Yeager avait franchi le mur du son, le 14 octobre 1947, avec un 25. avion de recherche propulsé par fusées, le Bell X-S1. Bientôt, Mach 2 (deux fois la vitesse du son) fut dépassé par divers avions expérimentaux. On se mit à étudier le transport supersonique et, en 1958, une version pour passagers du bombardier B-58 était à l'étude. Néanmoins, les difficultés restaient très grandes. La plus malaisée des difficultés à surmonter était la réduction de moitié de la finesse (rapport du pouvoir ascensionnel à la traînée, indice 30. de l'efficacité de vol de l'appareil) une fois que l'on dépasse la vitesse sonique, ce qui revient à dire qu'à charges égales passagers plus combustible un avion de ligne supersonique ne pourra effectuer que la moitié de la distance parcourue par un appareil subsonique. En outre, les moteurs à postcombustion doivent être installés dans des nacelles extrêmement complexes et coûteuses, dont les entrées d'air et les tuyères sont entièrement réglables tant en surface qu'en profil. Le bruit d'un tel moteur au décollage est élevé etdifficile à atténuer. Une fois arrivés à leur vitesse de croisière tous les appareils supersoniques provoquent des ondes de choc. A Mach 1 (la vitesse du son), les ondes sont perpendiculaires au plan de vol 5. et elles s'infléchissent de plus en plus vers l'arrière au fur et à mesure de l'accélération supersonique. Les ondes de choc produites par les grands avions supersoniques se propagent suivant les génératrices d'un cône pour atteindre le sol, où elles déterminent une zone de bang large de plusieurs kilomètres. D'autres difficultés de taille entraînaient des améliorations. Aucune des cellules traditionnelles 10. ne se prêtait au transport supersonique (TSS) . Le rapport entre la surface de la section du fuselage et sa longueur doit, en effet, être extrêmement faible sur un avion supersonique. Ainsi, quelle que soit cette longueur, la règle suppose que l'avion ait une taille mannequin . Certains passagers trouvent ainsi l'avion TSS quelque peu maigrichon . Il fallait aussi que la pression régnant dans la cabine fût maintenue proche de la pression au sol pour préserver 15. un confort maximal lors des vols à près de 20 km d'altitude, où la pression extérieure est infime. On a dû prévoir des hublots de très petites dimensions pour mieux maîtriser la différence de pression. Bien que les Etats-Unis aient consacré plus d'un milliard de dollars à des études et à des progrès mécaniques, seuls deux types de TSS étaient construits à la fin des années soixante-dix. L'Union soviétique, consciente de l'étendue de son territoire et des 20. bénéfices liés aux gains de temps, mit en chantier une grande flotte de 75 avions de transport supersonique Tupolev 144. Après avoir effectué son premier vol en décembre 1968, cet avion fut entièrement redessiné et rencontra de nombreuses difficultés. Jamais il ne fut mis en service sur des vols de passagers réguliers. Les vols d'essais commencèrent en 1974, et l'appareil fut ensuite employé par l'Aéroflot pour des transports de frets spéciaux, lesquels 25. devaient prendre fin en 1978. La raison de ce retrait n'avait pas encore été rendue publique en 1979. Légèrement plus petit que le Tupolev 144, la construction du Concorde, réalisation franco-britannique, fut décidée en novembre 1962. Le premier prototype vola pour la première fois en mars 1969 et des services réguliers assurés par Air France et la British Airways démarrèrent en janvier 1976. Mis à part un léger agrandissement et la modification de diffé- 30. rents détails constitutifs, la ligne générale de l'appareil se modifia peu au cours de son évolution. Il reçut, à la fin de 1975, un certificat de navigabilité sans restriction. Propulsé par quatre moteurs Rolls Royce Olympus d'une poussée de 17 280 daN chacun, le Concorde est essentiellement constitué d'un alliage d'aluminium à haute résistance et, bien que l'appareil puisse voler à Mach 2,2 (2 350 km/h), le nombre de Mach est normalement limité à environ 2,09 pour éviter toute fatigue des structures. Une caractéristique inhabituelle, qu'adoptent à peu près tous les autres modèles supersoniques, est constituée par le nez inclinable et à visière rétractable, permettant un carénage parfait en vol et une visibilité optimale au moment 5. du décollage et de l'atterrissage. Le Concorde se présente sous la forme d'une voilure delta ogivale sans queue, pourvue d'élevons mobiles (gouverne remplissant à la fois le rôle d'aileron et celui de gouvernail de profondeur) sur les bords de fuite des ailes. Les bords d'attaque sont fixes et le tourbillon en forme de large spirale soulevé au décollage et à l'atterrissage accroît la portance, en permettant à l'aile de se comporter comme une aile beau- 10. coup plus épaisse, dont le bord d'attaque serait très arrondi. En 1979, les 16 appareils de la série prévus étaient entrés en service. En 2003, des adieux très émouvants ont accueilli la retraite de Concorde, qui laisse un vide et donc un besoin qui ne sera pas de sitôt satisfait. Est- ce la fin de ce type d'avion ou un recul pour bien sauter ? Voyons comment se passe la sécurité au sol, qui reste l'autre domaine perfectible de sécurité à pouvoir bénéficié des réels 15. progrès. Sur cette structure au sol se greffe la double logistique prévue par cette invention. 2.3. Les aéroports et le contrôle du trafic aérien De 1920 à 1940, la plupart des lignes aériennes étaient desservies à partir de terrains en 20. gazon pourvus d'équipements et d'installations rudimentaires. En partie à cause des dimensions réduites des terrains d'aviation, une proportion importante des plus grands avions de transport était des hydravions faisant escale, à l'instar des navires, dans des bases navales. Les plus grands aérodromes du monde allaient pourtant se développer pendant la Seconde Guerre mondiale et créer l'industrie aérienne moderne, utilisant des avions basés à 25. terre. Ces avions nécessitent des pistes, recouvertes en dur, longues de 1,5 à 3, 4 km environ. Jusqu'à l'aube de l'ère des avions à réaction, il était courant de prévoir trois pistes dans des axes différents pour permettre aux avions de décoller dans une direction proche de celle du vent. Les appareils modernes étant beaucoup moins sensibles à l'effet du vent de travers, la 30. plupart des aéroports ont adopté des pistes parallèles multiples pour accroître leur capacité (cadence à laquelle peuvent se succéder les atterrissages et les décollages). Les recherches ont permis de déterminer les capacités limitées en fonction de la sécurité, pour chaque type d'aérodrome, et la configuration généralement admise pour les grands aéroports de l'avenir se compose de deux paires de pistes parallèles, chaque paire comportant une piste utilisée pour l'envol et l'autre pour l'atterrissage. Pour éviter les collisions lors de l'approche ou lors des mouvements des avions en partance, 5. la distance séparant les pistes de décollage et d'atterrissage doit être très importante. Aujourd'hui, l'ensemble du trafic aérien doit suivre un long circuit d'approche suivi d'une trajectoire rectiligne avant l'atterrissage, dont la pente par rapport à l'axe de la piste est d'environ trois degrés. C'est l'angle de descente le plus couramment utilisé dans l'ILS (Instrument Landing System 10. ou système d'atterrissage aux instruments). Deux faisceaux radio (le premier, appelé faisceau de descente, assure un guidage vertical sur la pente et l'autre, appelé faisceau de piste, un guidage en direction par rapport à l'axe de la piste) actionnent un récepteur, situé à bord, qui visualise leur intersection et permet au pilote qui atterrit de se diriger sans difficulté vers la piste qui lui a été signalée. Peu d'aéroports disposent d'une piste équipée d'aides 15. d'approche et d'atterrissage suffisamment précises pour permettre des atterrissages sans aucune visibilité. Mais, lorsque la piste existe, un avion à réaction doté des équipements nécessaires peut atterrir par visibilité nulle, car il est pris en charge par la tour de contrôle. Les dispositifs d'atterrissage automatique comprennent un contrôle précis de la trajectoire de vol, une commande automatique des moteurs, un système permettant de contrôler la vitesse de 20. descente à l'approche de la piste et un mécanisme de correction permettant de compenser la composante latérale du vent. Après 1980, l'ILS sous sa forme actuelle sera progressivement remplacée par le MLS (Microwave Landing System ou système d'atterrissage à micro-ondes), dans lequel les faisceaux radio sont d'une autre nature et balaient le ciel de part en part. Un des avantages du MLS tient au fait que l'avion ne sera plus astreint à suivre une longue finale 25. d'approche rectiligne. C'est sur ce schéma que sera calqué le contrôle au sol d'un vol détourné et sa reprise en main à partir d'un PC ad hoc. Le contrôle de la circulation aérienne est assuré par différents groupes de contrôleurs. Certains contrôleurs de vol se trouvent dans les tours de contrôle des aérodromes terminaux, où ils assument la responsabilité des mouvements de piste, des arrivées et des départs, 30. tandis que d'autres contrôleurs opèrent dans des centres de contrôle des voies aériennes. Les routes de haute altitude de l'espace aérien sont utilisées par les avions militaires, les transports supersoniques et les avions à réaction d'affaires à grand rayon d'action. La masse des avions commerciaux subsoniques emprunte les voies de moyenne altitude (environ 7 500 à 12 000 mètres), tandis que les avions à hélice et les hélicoptères naviguent aux niveaux les plus bas. Par beau temps, l'appareil faisant route à basse altitude peut voler sans contrôle du sol et parfois même sans radio selon le principe voir et être vu . Mais, au-dessus de 6 000 mètres, l'espace aérien est contrôlé de manière très stricte. Les avions qui le traversent com- 5. portent de nombreux instruments électroniques, suivent un plan de vol détaillé et restent en liaison avec les différentes infrastructures au sol, qui dans le cadre de cette invention peut prendre la main en ce qui concerne la commande de l'avion. Le fonctionnement de chaque aéroport repose sur le travail de différentes équipes d'aiguilleurs du ciel . Le contrôle au sol règle tous les mouvements dans l'aéroport, y compris 10. ceux des véhicules, et traite le trafic au sol, souvent urgent et congestionné, qui permettra à l'avion de rejoindre son emplacement exact (la piste de départ ou l'aire de stationnement) et qui canalisera le flux de véhicules qui se presseront autour de lui. Une fois que l'avion a atteint la limite de la zone contrôlée par l'aéroport, sa surveillance est prise en charge par les équipes de contrôle du secteur suivant. 15. Lorsque, pour la première fois, le problème de navigation se posa aux aviateurs, ils avaient le choix entre trois méthodes: le pilotage à vue (maintenir un contact visuel avec le sol et suivre la route sur une carte topographique) ; la navigation à l'estime (relèvements portés sur une carte et connaissance de la vitesse de croisière, ainsi que de la route suivie au compas en fonction du temps) et la navigation astronomique (utilisation d'un sextant pour mesurer la 20. hauteur des étoiles audessus de l'horizon selon une méthode utilisée depuis longtemps par les marins). Toutes ces méthodes présentaient des points faibles très importants, et la première aide à la navigation, véritablement utile, fit son apparition aux Etats-Unis pour guider les pilotes assurant les services postaux dans des conditions souvent dramatiques. Les premiers et les plus primitifs de ces moyens furent des feux allumés en des points précis que 25. les pilotes essayaient de repérer et de suivre des yeux jusqu'au moment où ils pouvaient découvrir le suivant. En 1929, les radiophares entraient en fonction. Au début des années trente, le premier système de radionavigation mis en place par le gouvernement fédéral américain commença à couvrir les Etats-Unis d'un réseau de routes aériennes reliant entre elles les différentes stations émettrices. Ces différentes stations ou radiophares émettaient 30. des signaux que le pilote percevait, en morse, comme un N (-.) lorsqu'il se trouvait d'un côté de la voie aérienne et comme un A (.-) s'il était proche de l'autre bord. L'appareil était à droite ou à gauche selon qu'il se dirigeait vers la station ou s'en éloignait. Au centre du faisceau, les deux signaux se fondaient en un bourdonnement continu. D'un grand secours, ce système avait cependant pour inconvénient de découper l'étendue du ciel en grandes artères relativement étroites qui, avec le temps, connurent la congestion. En 1941, la RAF étrennait le système Gee, le premier d'une grande famille de systèmes de radionavigation. A sa base, se trouvait un émetteur radio principal synchronisée exactement sur trois stations asservies. 5. Toutes ces stations émettaient simultanément des impulsions ou des ondes radio, dont les interférences constituaient un champ d'ondes stationnaires dans l'espace. Les intersections de ces trains d'ondes du Gee se produisaient selon des courbes qui constituaient un système hyperbolique. En étudiant, à leur réception, les écarts séparant les signaux des quatre stations, un pilote ou un navigateur pouvait déterminer sa position dans le réseau hyperboli- 10. que et donc se situer par rapport au sol. Par la suite, le Decca- qui émet des ondes entretenues et le système américain Loran, ainsi que de nombreux autres systèmes hyperboliques, furent introduits dans le monde entier. Aujourd'hui, le système de radio-navigation le plus récent est l'Omega, qui arrive à couvrir toute la surface du globe en utilisant seulement huit émetteurs. Un mini-ordinateur de bord analyse les signaux triples émis par les 15. stations et indique instantanément la position à 3 km près environ. Alors que la dernière application du principe du couloir aérien utilisait le VOR/DME (radiophare omnidirectionnel à très haute fréquence avec indicateur de distance), adopté universellement depuis 1957, et régi par des règlements internationaux, d'autres méthodes sont apparues, qui permettent maintenant aux avions d'atteindre directement leur destination. 20. Une d'entre elles est le radar de nez qui peut dessiner le contour des côtes et donner d'autres détails sur la zone survolée ainsi que sur les montagnes éventuelles ou les nuages menaçants se profilant à l'horizon. Mais le plus important de tous les systèmes de guidage est le système de navigation par inertie (SNI). La base d'un système de guidage inertiel est une plate-forme stable, solidaire de 25. gyroscopes, qui reste toujours parfaitement horizontale par rapport à la surface de la terre. En se déplaçant de 90 en latitude ou longitude, la plate-forme pivote exactement de 90 . Sur cette plate-forme sont montés des accéléromètres de précision qui décèlent et enregistrent toutes les accélérations subies par le véhicule porteur. Lorsque toutes ces accélérations sont intégrées en fonction du temps, on obtient un enregistrement continu de la vitesse. Une secon 30. -de intégration donne la position mesurée à partir du point de départ du vol. Il suffit au navigateur de communiquer au système les coordonnées de son point de départ pour recevoir en retour sa position exacte instantanée. Les années quatre-vingts verront l'adoption de systèmes plus élaborés encore, dont l'un utilise l'émission continue d'un ou plusieurs lasers de rayons lumineux sur une petite trajectoire triangulaire équipée de miroirs angulaires. Les résultats obtenus sont supérieurs à ceux des gyroscopes à toupie. Vers 1990, les satellites de navigation (NAVSAT) vont permettre aux pilotes de savoir leur position exacte à quelques mètres près et à n'importe quel moment du vol. Le plus, aujourd'hui, serait d'être à même de 5. faire atterrir un tel avion en détresse en le télécommandant du sol après en avoir neutraliser, en fonction des besoins, l'équipage et/ou les passagers, y compris les ravisseurs. 2.3.1. L'avenir de l'aviation de ligne 2.3.1.1. - le Super Jumbo Jet européen sera sur le marché en 2006 au plus tard 10. L'Airbus A3XX est devenu A380, lorsque la décision de la construction a été prise. L'A380 promet d'embarquer 800 passagers à son bord, d'offrir un aménagement 'fou' avec des couchettes, une salle de gymnastique, un casino, des restaurants. II a deux étages et a déjà vu le jour. ll pèse 560 tonnes pour un rayon d'action de 15 100 km. Airbus parie aussi sur le vol sans escale entre l'Europe et l'Asie ou les Etats-Unis et l'Asie. L'A380 développera 15. une vitesse comparable à celle du jumbo-jet, Boeing 747- 400, mais il volera à une altitude plus haute, 35 000 pieds! De même, il consommera moins de carburant, de 12 à 20 %, suivant la longueur des trajets! Son envergure sera de 79,8 m avec une voilure de 845 m2. Toutes ces prouesses techniques ont obligé les aéroports à effectuer des modifications pour accueillir l'avion du XXIe siècle, si l'horizon de l'aviation de transport ne s'assombrissait cha- 20. que jour toujours un peu plus. Il y a fort à parier qu'un nouvel détournement du genre 11 septembre serait fatal à l'invulnérabilité de l'aviation en général et en particulier au transport aérien par gros porteur. Il faut donc agir en amont et l'urgence s'applique avec plus de pertinence à cette dernière flotte voire aux avions de ligne à venir de type A350! 2.3. 1.2. Boeing mise entre-temps sur la vitesse Airbus répond avec le A350. Abandonnant son projet de super-jumbo, un 747 allongé, le géant de Seattle se lance dans la conception d'un avion quasi sonique. II renonce donc à la capacité pour parier sur la vitesse. Sonic Cruiser ou 20XX de Boeing transporterait 300 passagers à une vitesse de Mach 0,95 c'est-à- dire à 95 % de la vitesse du son, soit à plus de 1 000 km/h. Il planerait à 15 000 m 30. d'altitude et effectuerait en 6 heures la distance Europe/Amérique Nord. Bref, il gagnerait de 15 à 20 % sur la durée d'un long-courrier traditionnel. Mais ce gain de temps n'est pas 'gratuit' car sa consommation de carburant serait supérieure de 50 % à celle d'un avion actuel volant à Mach 0,8. C'est, entre autres, pour cela que Boeing cherche avant tout à alléger Sonic Cruiser en le dotant de matériaux composites et en intégrant les deux réacteurs dans sa voilure deltoïde. En un mot, Boeing soigne d'abord son aérodynamisme. Physiquement, Sonic Cruiser se distingue par ses plans canards, ces deux ailes situées à 5. l'avant, dont le rôle est d'optimiser la stabilité de l'appareil. Enfin, cette Formule 1 des airs nécessite un développement onéreux de 9 milliards de dollars et son avionneur souhaite le voir dans le ciel dès 2007-2008. Ce qui n'est pas du tout le cas de l'A350, réplique d'Airbus Industrie, dont la construction va être basée sur des éléments déjà existant, à savoir la voilure de l'A380 associée à d'autres éléments du fuselage et de 10. l'aérodynamisme de l'A330 pour atteindre les rnêmes performances que le Sonic Cruiser de Boeing et se partager le marché. Ce n'est pas non plus sur ces seuls arguments que l'un ou l'autre l'emportera sur son concurrent. Ce sera entre autres sur la sûreté plutôt de long-courriers, comme le propose justement le dispositif de cette invention, que le sort de toute cette flotte risque fort de se jouer. L'enjeu est donc de taille! 15. 2.3.1.3. Atterrir Sans les mains du pilote est déjà possible Faire atterrir un Boeing 757 sans que le pilote touche les commandes, telle est l'ambition des chercheurs de la Nasa. Ils y sont arrivés! Ou, plus exactement, la simulation qui a servi de test a été couronnée de succès. C'est dans un simulateur de vol que l'expérience a eu lieu. 20. Pour cela, 8 électrodes ont été placées sur chacun des avant-bras de l'homme-pilote. Lorsque ce dernier a effectué les gestes spécifiques de l'atterrissage sans jamais toucher les commandes, les électrodes ont capté les signaux nerveux, qui transformés en impulsions électriques, ont été transmis au calculateur du simulateur. Résultat, l'atterrissage s'est déroulé en douceur et sans les mains! Le responsable du programme, le docteur Charles Jorgensen, 25. a expliqué que cette technique pourrait s'appliquer à d'autres calculateurs tels que les claviers et les souris. C'est de bon augure pour la télécommande à partir du PC au sol en vue de faire atterrir un avion détourné en détresse et donc la main a été prise par le PC au sol! 2.3.2. Vol Londres - New York en 40 minutes 30. C'est le temps que devrait mettre l'hypersonique de la Nasa, X-43A. La Nasa projette de réaliser un test sans pilote. II consisterait à traverser l'océan Pacifique à plus de 30 000 m d'altitude, en développant une vitesse de Mach 10 c'est-à-dire 10 fois la vitesse du son. Pour cela, X43A devrait voler à l'hydrogène. L'idée est que ce combustible se consume en utilisant l'oxygène de l'atmosphère à l'aide du dispositif Scramjet, Supersonic Combustible Ramjet. Ce dernier capte l'air, le comprime et l'injecte dans les moteurs. Mais Scramjet se met en action 5. uniquement à des vitesses supersoniques. Pour y arriver, la Nasa enverra dans les airs X-43A accroché à un bombardier B-52 jusqu'à 7 000 rn, altitude à partir de laquelle il sera propulsé par un lanceur spécifique. X-43A est séduisant mais le premier test avec pilote n'est pas encore pour demain. Tout en reconnaissant l'intérêt présenté par les concepts: toujours plus vite, toujours plus 10. loin, sans escale, sans les mains, sans pilote, telles sont les aventures dans les airs, nous estimons cependant qu'il faut lui doter sans 'tarder des moyens tout aussi nouveaux de préserver l'aviation civile de lendemain qui déchante. L'avion de demain sera certes plus rapide, plus puissant, moins polluant et peut-être avec un commandant de bord à terre! Reste à le débarrasser de ce quelque chose qui assombrit chaque jour, comme nous le verrons ci-15. après, cette perspective floride. 2.3.3. Défi permanent et surenchère: Crise durable ou amorce du déclin de l'aviation civile avec l'avènement du 11 septembre 2.3.3.1. Le jeudi 7 août 2003 On pouvait lire dans France Soir (p. 10) : 20. Indonésie: La bombe qui a fait 14 morts dans la capitale relance les craintes d'attentats dans le monde entier. Jakarta: l'inévitable retour de Ila menace terroriste. 25. Les composants de l'explosif utilisé dans l'attentat contre l'hôtel Marriott de Jakarta, qui a fait mardi 14 morts et plus de 150 blessés sont identiques à ceux utilisés en octobre dernier à Bali, a affirmé la police indonésienne, renforçant ainsi les soupçons qui pèsent sur l'organisation islamiste de la Jamaah Islamiyah (J.I.). L'explosion de la bombe contre l'hôtel Marriott a été déclenchée à l'aide d'un téléphone portable a encore annoncé la police. Une 30. façon de procéder analogue à l'attentat de Bali et celui contre la résidence de l'ambassadeur des Philippines à Jakarta, en août 2000, qui avait fait deux morts et 21 blessés . Alors que doit être rendu aujourd'hui le verdict dans les procès contre de présumés militants de la J.I., accusés d'être les auteurs de l'attentat de Bali, qui avait fait 202 morts en octobre 2002, un membre anonyme de l'organisation liée à al-Qaida, a en forme de revendication déclaré dans le quotidien Straits Times : "si l'un de nos frères musulmans est exécuté, nous poursuivons cette campagne de terreur en Indonésie et dans la région" . Cet attentat relançait ainsi le sentiment de la menace terroriste dans le monde entier. Nous 5. pensons qu'il existe un risque réel en particulier dans le centre de Jakarta , devait affirmer le ministre australien des Affaires étrangères, Alexander Downer. Le département d'Etat américain a, quant à lui, déclaré de son côté que cet attentat venait rappeler que nous sommes toujours en guerre contre le terrorisme. . Le ministre américain de la justice, John Aschcroft, avait quant à lui déjà estimé que les ris- 10. ques pour nous d'être frappés à nouveau constituent une possibilité très réelle . Dans une bande sonore attribuée à son numéro 2, Ayman Al-Zawihiri, et diffusée par la chaîne AIArabiya, al-Qaida avait en effet averti: L'Amérique des croisés payera cher tout préjudice porté à tout prisonniers de Guantanamo. Face à cette menace, les autorités américaines ont interdit aux étrangers de transiter brièvement aux Etats-Unis sans visa. Elles ont également 15. demandé aux services de sécurité des aéroports de vérifier que l'équipement électronique des passagers ordinateurs, téléphone, appareils photo ne cache pas d'explosifs. Le département de la sécurité intérieure indiquait par ailleurs que l'organisation terroriste préparait des actions qui pourraient comprendre des attaques-suicide, des détournements, de bombardements et des enlèvements . La côte d'alerte est largement dépassée! 20. 2.3.3.2. Chaque année ces malheureux incidents deviennent nombreux. .. A la suite du 11 septembre 2001, 16 attentats anti-occidentaux ont fait dans le monde au moins 404 morts. On est loin des chiffres du 11 septembre avec seulement 19 acteurs à la base du drame, qui a changé complètement la donne. C'est donc, à ce jour, la perte en vies 25. humaines la plus lourde qui soit. Elle mérite donc plus d'attention qu'aucune autre, dans la mesure où maintenant ce n'est plus seulement 19 acteurs potentiels mais tout ce qui est fait depuis ne contribue-t-il pas à en recruter toujours plus ? Et les réponses y apportaient aussi inappropriées les unes que les autres incitent à la réflexion que nous menons ici. C'est, sur le terrain de l'aviation civile, la politique de la terre brûlée qui semble avoir le vent en poupe, 30. sous l'égide des Etats-Unis. La pax americana a depuis lors terriblement raccourci l'espérance de vie de l'irakien tout comme celui du GI libérateur- occupant . Tout le monde en est à se poser la question de savoir: quand et comment tout ceci prendra fin ? Même le Lancet tout british qu'il soit est sans complaisance sur la question: Plus des morts civils et militaires... c'est le résultat d'un échec militaire et politique. . A ce jour, plus de 100 000 morts soit 1/8 du drame du Ruanda dans les rangs de civils irakiens tués en masse depuis la fin de la deuxième guerre d'Irak, sans compter les morts sous les effets néfastes de l'emba- 5. rgo entre les deux guerres d'Irak, qui fait ainsi la douloureuse expérience de l'arme de destruction massive: la faim, le manque de médicaments dans les hôpitaux, la destruction d'infrastructures de santé, les obus ainsi que leurs éclats meurtriers tirés des navires de guerre et des avions chasseurs ou d'hélicoptères et leurs éclats, etc., qu'usent et abusent les Américains en semant mort et désolation. La démesure et l'irrationnel qui tiennent lieu de 10. philosophie passe-partout. Et qui plus est le rouleau compresseur est encore en marche en Irak! Au début et pendant la guerre américanc-irakienne les pertes civiles étaient comptées dans les effets collatéraux d'une guerre qui se voulait chirurgicale. Si, remplies de leurs propres importances, dans les têtes de Tony Blair et de Georges W. Bush junior pour venger 3 000 Américains qui ont trouvé la mort dans la percussion de two sisters et l'écrasement d'un 15. autre avion détourné sur le pantagone, il fallait se venger par un massacre aussi important que celui de 100 000 civils irakiens, sans compter les Afghans et sans se référer à l'épouvante de guerre de religion mais avec seulement la froideur de la logique arithmétique, on peut fort bien imaginer ce qui se passe dans les têtes de ceux qui passent pour être des terroristes aux yeux de Blair et de Bush devant plus de 100 000 morts qui se trouvent de sur- 20. croît être des maris, des pères, des fils, des femmes, de neveux, des amis et des compatriotes tués alors qu'ils n'ont strictement rien à voir directement avec le 11 septembre et encore moins avec Saddam Hussein, prisonnier depuis déjà très longtemps des Américains, lequel Saddam Hussein n'a strictement rien à voir avec le 11 septembre et donc avec les 3 000 morts américains. Cette arithmétique macabre laisse prévoir des lendemains pour le 25. moins non sûrs. C'est bien là tout le noeud du problème et le cercle vicieux savamment entretenu pour engendrer tant et tant des misères extrêmes pour le monde entier et pour des raisons que l'on ose à peine avouer. Dans l'après-guerre, avec la pax americana en vigueur, on en est à 1/8 du drame ruandais en effets collatéraux. II est en effet temps de constater que la guerre dite chirurgicale et ses effets collatéraux sont une arme de destruction très 30. massive et sans commune mesure avec la prétendue guerre chimique de Saddam Hussein quin'a eu lieu que dans la seule tête de Bush, voire dans celle de Blair. Ceci d'autant plus que lesdits effets collatéraux, sans oublier les contrecoups du terrorisme, sont ressentis dans la chair y compris très loin de l'Irak, comme nous le verrons dans les exemples qui suivent. Il ne se passe pas de jours sans qu'on signale un attentat dans lequel des civils trouvent la mort, des enlèvements qui se terminent dans le sang. Mais, il se trouve qu'au jour d'aujourd'hui, ce coup de frein qui s'est abattu sur l'aviation civile risque fort de durer plus longtemps que prévu. Six avions d'Air-France à destination de Los Angeles n'ont-ils pas été 5. cloués au sol à la suite d'une alerte; suivi d'un vol British Aitways obligé de se poser et un autre à destination de Washington, qui n'a pu prendre le départ, sans compter l'opposition de l'IATA contre l'exigence américaine de disposer des hommes armés dans les vols à destination des Etats-Unis. Par ce biais, des armes introduites dans l'avion peuvent très bien servir à celui qui en est armé ou à celui qui les désarme, et dans ce dernier cas l'avion peut 10. très bien être détourné par surprise et désarmement des sbires armés. C'est donc une solution qui n'en est pas une et qui n'est pas sans poser d'autres problèmes à résoudre. Que fait-on une fois un des hommes en armes désarmé et l'arme braquée sur quelqu'un, un passager par exemple ? Il y a de toute évidence plus d'effet psychologique spectaculaire recherché dans cette démonstration d'armes qu'une réelle solution au problème posé par le 15. détournement d'avion. Psychose et perplexité se succèdent chez les décideurs politiques, tandis que la nervosité gagne sournoisement les usagers et la dépression gangrène le tourisme dans son ensemble, portant ainsi atteinte à la seule aviation civile. D'année en année, le front de l'insécurité - loin de se réduire vire à un bras de fer où seul les usagers sont perdants, parce qu'ils paient eux de leur vie; et accessoirement les compa- 20. gnies d'aviation civile menacées de disparition à plus ou moins longue échéance continuent encore aujourd'hui leur dépôt de bilan. On ne compte plus le nombre de celles qui ont, du jour au lendemain. disparu de la circulation. La guerre préventive menée par les Etats-Unis contre des pays des proche et moyen orients ne peut qu'attiser des vocations et contribuer à nourrir le front de l'insécurité de ceux toujours plus nombreux qui se vouent corps et biens à la 25. résistance contre ce qu'ils pensent être ni plus ni moins l'occupation. On est donc très loin d'un horizon sans paranoïa américaine et sans djihad islamiste. Les deux logiques sont celles d'un affrontement sans fin, exactement comme l'engrenage sempiternel de l'antifada en Palestine, à tel point que l'on peut affirmer sans peur d'être contredit par les faits que tout le monde s'emploi pour que dure, entre autres, l'insécurité aérienne. Quand va-t-on décider à 30. prendre les mesures nécessaires pour limiter le nombre et surtout la portée de ces actions ? Devant cette évidence qui s'impose à nous, il faut trouver, autant que faire se peut, le moyen de préserver un tant soit peu la vie innocente des usagers du transport aérien. La question de l'escorte d'avions civils par des avions de chasse est de nouveau posée. Autant agir non pas en vue de détruire en vol des avions pleins des civils à l'aide des chasseurs-bombardiers F-16 ou mirage, ni de la dépressurise en plein vol par des échanges des coups de feu, au sein des avions civils... il faut savoir raison garder et préserver coûte 5. que coûte des vies que l'on a dores et déjà décidées de sacrifier à tord ou à raison, car depuis que les avions sont cloués au sol, à Paris ou à Londres, personne n'a jamais trouvé le moindre petit terroriste. Au pire ceux-ci auraient pu être abattu par les avions de chasse des Etats- Unis et du Royaume Uni sur une information erronée. Abattre un avion en vol par des chasseurs est une option maintes fois envisagées mais, à chaque fois, sans passage à l'acte. 10. Souvenez-vous du vol Airbus d'Air France Alger Paris, détourné des 24 26 décembre 1994 par 4 pirates de l'air. Cet événement a pourtant laissé jusqu'à ce jour des traumatismes psychologiques énormes tant sur l'équipage que sur les passagers. 54 heures au total passé dans l'avion sous la menace d'être à chaque instant exécuté. Cette prise d'otages devrait se solder par une fusillade au sol sur le tarmac de l'aéroport de Marseille entre le GIGN et le GIA, 15. qui aurait eu des conséquences plus démocratiques si elle ne s'était pas passé au sol et que les avions de chasse ayant escorté cet avion pour l'obliger à se poser à Marseille, n'ont pas eu à faire feu également en vol. Il n'en demeure pas moins que le commando des ravisseurs a toujours eu pour philosophie une action suicidaire: être tué ou trouver la mort au cours d'une telle opération revient au 20. même pour une personne vouée au sacrifice suprême. C'est la mort qui donne un sens à leur action. Maîtriser une telle entreprise en 10 à 15 minutes et reprendre la maîtrise totale de l'avion sans effusion de sang mais avec tous les passagers et/ou équipage compris sous narcose; ensuite, amener l'avion à bon port en pilotage et atterrissage automatiques sur l'aéroport le plus proche. C'est la meilleure des solutions. Raccourcir d'autre part le délai de la 25. piraterie aérienne, éprouvant pour les nerfs. C'est une situation empreinte, comme l'atteste le témoignage ci-après, d'une gravité extrême! Une réponse scientifique et technologique aura l'avantage de ne jamais être déraisonnable comrne les sont, en ces moments, les réponses politiques voire diplomatiques. Au mois de décembre 2003, des attentats ont fait 52 morts et 750 blessés à Istanbul. La date, 30. celle de la visite de celui, à Londres, de Bush, qui passe pour être pour les uns l'ennemi public numéro un, ainsi que les cibles visées, des synagogues, le consulat et le siège d'une banque britanniques n'ont pas été choisies par hasard. La forme probablement non plus, deux attentats quasi simultanés, façon 11 septembre ? Pays musulman dirigé par un gouvernement conservateur, la Turquie fut ainsi à son corps défendant plongé dans cette guerre sans merci, contre laquelle prétend justement se battre George Bush et Tony Blair, en faisant au besoin la guerre à tout le monde. Le bilan serait, selon Bush, que le monde fût aujourd'hui plus sûr qu'avant l'expédition punitive de la coalition américano-britannique. Ce qui est sans aucun 5. doute sur et certain est qu'il y a aujourd'hui en tout un chacun des agressés des bonnes raisons de se venger des Etats-Unis, des bonnes raisons de punir tout allié avec la même véhémence, voire même des bonnes raisons de s'en prendre à tout ceux qui ont eu tord de collaborer, fussent-ils musulmans voire même Irakiens, de loin ou de près à l'épopée américaine. Forme d'expression désignée à tord ou à raison de terrorisme . 10. Pire encore, le 11 mars 2004, l'attentat de Madrid plus de 200 morts et des milliers des blessés; l'indignation de tout un peuple qui a jeté dans toutes les rues d'Espagne des millions et des millions des manifestants pour que cessent la barbarie, la guerre et les mensonges, qui la justifient. Joignant les suffrages aux manifestations de colère, le peuple espagnol a opté sans atermoiement pour le changement pour sortir de ce qu'ils ont considérés comme des 15. mensonges. Depuis, prises d'otages et attentat se succèdent à un rythme effréné de par le monde! L'intérêt présenté par ce projet de chasseurs escortant des avions de transport civil est incontestable. Reste à savoir s'il est raisonnable d'introduire un risque supplémentaire de bavure. 2.3.4. Le far-west aérien de Etats-Unis: Faut-il vraiment armer les pilotes de ligne ? II est fortement question aux USA, si ce n'est déjà fait, d'armer l'équipage ou d'introduire des hommes en armes dans les avions civils. Encore une méthode inspirée de la pax americana. La meilleure façon d'en parler est de laisser les américains concernés, comme George F. Will et ses collègues en parlaient, dans le Courrier International n 606 du 13 au 19 juin 2002. 25. Les pilotes américains semblent très partagés sur l'utilité et le risques d'introduire des armes à feu dans le cockpit. La scène se passe au bien nommé aéroport George Bush de Houston. Trois pilotes d'une grande compagnie aérienne discutent: faut-il ou non armer les pilotes dans l'e cadre des mesures de lutte antiterroriste ? Le ministère des Transports maintient que les armes ne peuvent pas être autorisées dans les cockpits. Mais certains des 30. membres du Congrès compte bien contourner cette interdiction, et ce projet à l'appui de l'Association des pilotes de lignes, qui représente 62 000 pilotes travaillant pour 42 compagnies. Nos pilotes, dont deux ont une formation militaire, sont membres de cette association. A eux trois, ils cumulent soixante-quinze ans d'expérience de vol dans l'aviation civile. Aucun n'éprouve d'aversion particulière pour les armes. 'Toute ma vie, j'en ai vu autour de moi', explique l'un. 'Le contrôle des armes à feu, je suis contre', dit un autre. 'J'adore les armes', affirme le troisième. 'Je suis chasseur. Le contrôle, je ne veux même pas en entendre 5. parler.' Et pourtant, tous trois s'opposent à l'idée d'armer les pilotes et voici pourquoi. Ils rappellent que les attentats du 11 septembre ont bouleversé la donne. En cas de détournement, il était autrefois recommandé aux pilotes de ne rien faire. Avant que des kamikazes ne détournent quatre avions de ligne, les pilotes avaient pour consigne de se diriger vers la destination exigée par les pirates de l'air. Mais aujourd'hui, soulignent-ils, la 10. principale priorité est de garantir la protection des cabines de pilotage avec des portes blindées. Il faut que les pilotes soient à l'abri et qu'ils puissent faire atterrir leur appareil aussi vite que possible. Ce qui peut se faire en dix minutes, comme le savent les pilotes entraînés à réagir aux problèmes de décompression subite. Avant le 11 septembre, si un passager perturbait le vol, il arrivait que le pilote intervienne personnellement pour restaurer l'ordre. Plus 15. aujourd'hui. Comme le dit l'un des trois: Les hôtesses et les stewards savent qu'ils doivent se débrouiller tout seuls. Un autre ajoute: 'On ne peut pas à la fois piloter un avion et regarder par dessus son épaule pour tirer dans l'habitacle'. Ce qu'on peut faire, suggère-t-il, c'est contrôler ce qui se passe dans la partie passagère à l'aide d'un système de vidéosurveillance. La cabine serait ainsi très vite avertie dans l'éventualité de perturbations 20. requérant une action immédiate pour ramener l'appareil au sol. A cette fin, les plans de vol devraient indiquer l'aéroport le plus proche à chaque étape du parcours. Armer 120 000 pilotes de ligne en activité aux Etats-Unis pose aussi un autre problème, celui du 'pilote cow-boy', note l'un des trois pilotes, sans d'ailleurs être contredit par ses collègues. Bon nombre de pilotes de l'aviation civile ont commencé par faire carrière comme pilote de chasse (ce qui 25. est le cas pour deux de nos interlocuteurs). L'un d'entre eux reconnaît qu'il n'est pas faux de présenter les pilotes de chasse comme des 'survoltés' attirés par le risque. En les armant, on pourrait donc les inciter à commettre des actes de bravoure imprudents. Une fois dotés d'un pistolet, les pilotes seraient peut-être plus enclins à se rendre en cabine, alors que leur mission essentielle doit être de poser l'avion. Peut-on accepter de telles conclusions ? 30. 'Ce n'est pas parce qu'une idée est populaire qu'elle est bonne', lâche l'un. D'ailleurs, bien qu'étant tous trois membres de l'Association des pilotes de ligne, ils se demandent si l'idée de s'armer est vraiment aussi populaire auprès des pilotes que le prétend le syndicat. Dans le milieu, on soupçonne d'utiliser la campagne pour l'armement des pilotes comme un nouveau moyen de parvenir à ce qui est depuis longtemps son objectif: la présence d'un troisième pilote dans le cockpit. Nos trois pilotes disent qu'ils préféreraient que le syndicat se concentre sur la protection des emplois existants au lieu de se battre pour la création de nouveaux. Des nombreux pilotes se déclarent pourtant en faveur de ce port d'arme, mais en tant que moyen 5. de dissuasion supplémentaire; ou bien comme moyen, en dernier recours, pour reprendre le contrôle de l'appareil avant que l'on fasse décolller des chasseurs pour l'abattre. Il est en effet possible que si les pilotes des quatre avions détournés le 11 septembre avaient été armés, les pirates n'auraient jamais pu s'emparer des commandes à l'aide de simples cutters... Rien n'est moins sûr qu'ils l'auraient peut être fait avec les armes prises aux pilotes ou à d'autres 10. personnes armées à bord de l'avion! Avec de si, cependant, tout scénario est possible, et le raisonnement qui se prête à cette dernière éventualité est que s'il n'y avait pas eu des armes à bord, rien ne serait arrivé. II touche là le noeud du débat sécuritaire à bord de l'avion de transport civil. II faut souligner que les pilotes d'El Al (la compagnie aérienne israélienne), par exemple, ne 15. sont pas armés. Or aucun avion de cette compagnie n'a été détourné, depuis trente-quatre ans. Ce qui est bien la preuve, pour les trois pilotes, que l'argument de la dissuasion ne tient pas. Si l'on décide d'armer les pilotes, 'ça laisse le champ libre à pas mal d'incertitudes', dit l'un d'eux. Et eux ne sont sûrs que d'une chose: ils sont contre ces incertitudes-là. Ces remarques souvent pertinentes expriment un grand malaise. Il est sans doute inutile ici de 20. multiplier les exemples de dissonances. C'est pour elles et pour la sauvegarde de la vie des passagers que nous avons conçu notre nouvelle invention. Dans l'état actuel de nos connaissances, il est risqué de savoir s'il est raisonnable de rendre obligatoire les armes à bord des avions. Va-t-on autrement rester longtemps sans rien faire et laisser s'allonger chaque jour la liste des victimes comme celle des fausses solutions ? 25. Contre une telle dépréciation de l'aviation civile et cet engouement pour les mauvaises solutions, il convient de protester avec une énergie qui n'est pas celle du désespoir mais celle de la reconquête du terrain perdu. Relever le défi est notre seule garantie de liberté et de dégagement, face aux systèmes cataclysmiques qui l'étouffent chaque jour de plus en plus et de façon quasi-irréversible. Enfin pour que les avions, comme l'A380 ou l'A350 deviennent 30. tout simplement indétournables! Tous les superlatif ont déjà été utilisés pour le paquebot du ciel , l'A380, il ne reste plus qu'à devenir un avion de légende en devenant comme l'avion indétectable ou le navire insubmersible Titanic, avant lui, l'indestructible , l'indétournable , etc. ; alors la légende s'ouvre aux grandes réalisations technologiques. 3. Exposé de l'invention L'invention concerne un dispositif ainsi que les procédés de sa mise en oeuvre, caractérisés en ce qu'ils permettent d'administrer en vol de l'oxygène et des agents anesthésiques par 5. inhalation ou mieux un mélange d'air et d'oxygène ainsi que de vapeur anesthésique halogénée, destinés à occasionner une perte de conscience d'une partie ou de l'ensemble des occupants d'un avion détourner, en vue d'en reprendre immédiatement le contrôle au sol, dans les minutes qui suivent ledit détournement. Dans un mode de réalisation, le dispositif consiste à intégrer aux circuits normaux de ventilation, c'est-à-dire le conditionnement d'air de 10. l'avion, un autre circuit de mélange anesthésique comprenant des réservoirs d'anesthésiques volatils sous compression ou liquéfiés ainsi que de systèmes de délivrance de vapeurs d'anesthésique, tel que l'appareil classique d'anesthésie, tout comme des moyens de visualisation du cockpit et de la cabine par moniteurs, ceux d'analyse des teneurs d'O2 et d'anesthésique dans l'air ambiant, destinés à surveiller l'ensemble des occupants d'un vol et à 15. réguler les proportions des différents gaz à partir d'un PC isolé dans l'avion même ou mieux basé au sol, sur un aéroport d'accueil d'urgence. Le dispositif proprement dit est composé d'un système d'alimentation en gaz frais, des plusieurs circuits d'anesthésie, reliés aux dispositifs d'anesthésie (cf. figures 2, 6, et 7) et d'un système antipollution comportant des absorbeurs de CO2, en circuit filtre, greffés sur les circuits de conditionnement d'air et des 20. systèmes d'évacuation d'air expiré, comme il en existe d'ordinaire dans le transport civil. Le dispositif d'anesthésie utilise la technique de l'anesthésie à flux lent (low flow anaesthesia) destinée aux occupants du cockpit et/ou de l'ensemble de l'avion, sur un circuit parallèle à celui de l'oxygène pour s'assurer en douceur et par endormissement et inconscience des occupants du cockpit à l'exclusion de la cabine et/ou de la cabine, en vue de la reprise du 25. contrôle d'un avion détourné, en introduisant dans la structure de chaque avion une machinerie à gaz anesthésiques volatils automatisés, commandée en toute sécurité d'une petite cabine secrète, isolée du cockpit et de la cabine passagers, avec accès propre par l'extérieur ou télécommandé à partir des moyens au sol, dans un aéroport d'accueil grâce à un code secret. Pour opérer l'induction aux halogénés ainsi que l'entretien le mélange proto- 30. xyde d'azote, oxygène et air, nécessaire à l'anesthésie par inhalation, les deux circuits ont des terminaisons communes au niveau d'une part de la cabine de pilotage et d'autre part des compartiments des passagers. Les vaporisateurs spécifiques des halogénés utilisés pour l'induction sont montés en série avec le système de mélange N2O-02-air. Ce dispositif est surtout caractérisé en ce que non seulement l'induction de l'anesthésie par inhalation est, dans un des modes de réalisation, réalisée à partir des appareils de type ouvert de Boyle ou semi ouvert, par exemple, intégré au circuit de conditionnement d'air de l'avion, en conditions normales; sinon la dépressurisation spontanée peut être provoquée en vue 5. d'obtenir l'état d'inconscience suffisante pour reprendre le contrôle au sol du pilotage de l'avion. Les centrales de gaz médicaux ou les réservoirs respectifs des divers gaz sont distincts tout comme leurs entrées comportant un système d'étrier et de valve pointeau conçus de telle manière que tout erreur de branchement soit impossible (fig. 2) ainsi que leurs commandes à distance. Un manomètre en indique la pression qui règne dans la centrale ou 10. les différents réservoirs de stockage. Cette opération permet de vérifier le contenu de la centrale avant le décollage voire même en cours d'utilisation à partir des moyens de lecture à distance. Selon le mode de réalisation, l'ouverture des cylindres réservoirs ou des usines de gaz anesthésiques dudit dispositif peut être télécommandée à partir d'une cabine isolée ou à partir du sol au moyen d'un code secret pour chaque appareil, au moment de la prise de con15. trôle au sol dudit avion. La fonction de la machine d'entretien d'anesthésie est en effet de préparer une mixture de gaz de composition précisément connue mais variable, en fonction de la profondeur de l'effet narcotique désiré, et de l'injecter dans le circuit de ventilation normale propre à chaque type d'avion. La machine d'anesthésie fournit un flux contrôlé d'oxygène, d'oxyde nitreux, d'air, et 20. des vapeurs anesthésiques inhalationnelles (éther, halothane [Flothane ], chloroforme, enflurane [Ethoane ] desflurane [Suprane ], isoflurane [Florène ], sevoflurane [Sevorane ], protoxyyde d'azote N2O, etc.). Ces gaz volatils sont délivrées à débit et pression constants au système respiratoire par l'air ambiant conditionné soit vers le poste de pilotage soit vers l'habitacle ou encore vers l'un et l'autre des systèrnes ventilatoires le cockpit, qui fournit un 25. moyen de délivrer une ventilation de pression positive et un autre de contrôler le dioxyde de carbone alvéolaire (PCO2) en minimisant la reinhalation ou l'absorption de CO2, grâce à un circuit de filtre de circulation de l'air ambiant ainsi que l'utilisation, à distance au PC, d'un moniteur de F102. Plusieurs moyens de visualisation du cockpit et de la cabine des types des caméras et des moniteurs sont utilisés pour observer à partir du PC le fonctionnement du 30. système, avec de moyens de détecter les dysfonctionnements de l'équipement anesthésique et de fournir l'information sur les passagers et sur l'équipage à tout moment. Mais aussi des moyens de visualisation de tout l'intérieur de l'avion à partir du PC de la baisse de la pression des gaz médicaux, d'analyse de l'air et d'orientation vers l'aéroport le plus proche en vue de l'atterrissage par commande codée au sol, appuyé par une logistique appropriée de réveil au sol. 3.1. Circuits anesthésiques intégrés dans l'avion 5. La fonction d'un circuit d'anesthésie est d'administrer l'oxygène et les gaz anesthésiques et d'éliminer le dioxyde de carbone expiré de l'habitacle. Une partie de ce circuit constitue l'appareil d'anesthésie schématisé à la figure 2 monté en série avec des vaporisateurs des halogénés ainsi que des mélangeurs des différents anesthésiques volatils. La ventilation spontanée dans ledit circuit doit être possible avec une faible augmentation du travail respira- 10. toire et l'anesthésique est respiré dans l'air ambiant de la cabine ou du cockpit. Il faut rester au niveau de la seule narcose. L'élimination du dioxyde de carbone peut être obtenue en insérant dans le cockpit et/ou la cabine un système de rinçage de sorte que le CO2 peut, selon le mode de réalisation, être éliminé grâce aux circuits filtres par rinçage d'un système qui autorise la ré- inhalation de gaz expiré (circuits semi-ouverts) ; ou mieux le CO2 peut être 15. éliminé par réaction chimique avec la chaux sodée (circuits semi- fermés ou fermés). Ils comportent à la sortie de ces circuits: 3.1.1. La buse de gaz commune est non seulement la porte par où les gaz sortent de la machine pour être connectés au système respiratoire via les tuyaux de gaz frais jusqu'au compresseur dans un système intégré de conditionnement d'air et de préssurisation, en 20. un système intégré de conditionnement d'air et de pressurisation comprenant d'une part des moyens de fourniture des gaz anesthésique et de contrôle de flux par valves et des fluxmètres. Mais c'est aussi un corps de buse comportant un dispositif de sortie passive d'air constitué par une ouverture coaxiale isocentrique externe de réception dans laquelle est disposé le système de rinçage d'air vicié, autour de l'entrée dans l'habitacle d'air frais. 25. 3.1.2. La soupape de rinçage d'oxygène avec fermeture automatique des masques à 02. 100 % d'oxygène à 45 à 55 psi vient directement du système de haute pression vers la buse commune des gaz. Le flux d'oxygène peut être aussi élevé que 40 à 60 I/min. Ces différents circuits sont intégrés aux systèmes pour climatiser et distribuer l'air dans l'habitacle d'un aéronef, décrits ci-après, en tenant compte de différents types d'avions (prés- 30. surisés et non préssurisés) et des possibilités technologiques existant en ce moment sur le marché, comprenant: des circuits collecteurs d'airs frais en aval des évaporateurs dédiés. 3.2. Systèmes respiratoires à l'intérieur de l'avion. Le système circulaire de conditionnement d'air que nous décrivons plus loin incorpore un absorbant de CO2 est plus communément utilisé dans ledit dispositif. 3.2.1. Le système en cercle à l'intérieur de l'avion. Le système circulaire de conditionnement d'air de l'aéronef incorpore, quel que soit le mode de réalisation de cette invention, un absorbeur de CO2 et prévient autant que faire se peut la reinhalation de CO2. La respiration permet pourtant d'utiliser des faibles flux de gaz frais qui préserve de l'anesthésie inhalationnelle chère tout en maintenant une humidité et 10. une température élevées de l'atmosphère ambiante. 3.2.2. L'absorbeur de CO2 en cockpit et/ou en cabine. La lime de Soda (CaOH2 + NaOH + KOH + silice) ou le Baralyme (Ba[OH]2 + Ca[OH]2) contenu dans l'absorbeur qui se combine à l'humidité (H20) ambiante est placée dans l'habitable même sur les circuits d'évacuation de l'air respiré. Une couleur sensible au pH change en une couleur 15. bleue-violette, indiquant l'exhaustion de la capacité absorbante. (Le canister est changé lors-que 25 % à 50 % des contenus ont changé de couleur, bien que l'absorbeur devrait continuer à absorber de façon satisfaisante jusqu'au moins les contenus du canister au sommet ait changé de couleur.). La capnographie est utile pour vérifier le lavage (évacuation) de CO2. Venons-en maintenant aux caractéristiques de sécurité du dispo- 20. sitif. La quantité d'absorbeur ainsi que se répartition dans l'habitacle est fonction de la capacité de l'aéronef et doit être adaptée. 3.3. Caractéristiques de sécurité anesthésique dans l'avion 3.3.1. Contrôle du ratio d'oxygène dans le mélange anesthésique volatil à l'air frais. Toutes les nouvelles machines anesthésiques sont, en anesthésie réanimation en général, équipées d'un appareil pour contrôler la proportion d'oxygène délivré ; il doit en être de même en vol du dispositif de cette invention. C'est habituellement un lien mécanique entre le contrôle de flux d'oxygène 30. et les boutons de commande d'oxyde nitreux qui n'autorisent pas de fraction d'oxygène inspirée (Fi02) inférieure à 0,25 d'être mis en route par analyse constante et permanente de la teneur de gaz frais, d'une part, et de l'atmosphère ambiante, d'autre part. Comme alternative, certaines machines incorporent aux circuits un moniteur de ratio d'oxygène (ORM, oxygène ratio monitor), qui sonde une alarme de FiO2 faible est mis en route. Toutes ces données sont transmises au fur et à mesure par des moyens 5. de transmission à distance aux moniteurs de contrôle correspondants au sol. 3.3.2. Analyse de gaz de l'air ambiant dans l'habitacle. Plusieurs méthodes sont utilisées pour monitorer les concentrations d'oxygène, de CO2, et l'inhalation des gaz anesthésiques dans le système respiratoire. L'analyseur d'oxygène est le seul moniteur le plus important pour la détection d'une mixture de gaz hypoxique. La capno- 10. métrie ou mesure de CO2, a beaucoup d'usages comprenant le monitorage de l'adéquation de la ventilation et la détection des défaillances du système respiratoire. Parmi les techniques de mesure utilisées dans ce dispositif intégrant: 3. 3.2.1. La spectrométrie de masse peut fournir une mesure de réponse rapide de la concentration de n'importe quel gaz à bord, mais la spectrométrie elle-même est 15. très large et chère et est abritée en un lieu central où elle peut servir sur plusieurs rangées des buses de sortie d'air de l'ensemble de l'avion. Un échantillon de gaz est à chaque fois prélevé à travers un port latéral dans le système respiratoire puis dirigé vers le spectromètre central de masse, également logé sous le plancher principal. L'échantillon est ensuite ionisé par un faisceau d'électron. Les fragments résultants 20. sont accélérés à travers un champ de haut voltage et ensuite soumis à un champ magnétique déviant. Les fragments spécifiques sont détectés sur les collecteurs, et la concentration relative de chaque agent est ainsi déterminée. La calibration est exécutée automatiquement au niveau du système central. Par un système de commutation, le spectromètre de masse peut échantillonner 32 sites par série de 25. triple rangée des sièges. Le temps entre les mesures dans chaque série des rangées peut êtred'une minute ou des plusieurs minutes, selon le nombre des rangées en ligne . Un échantillonnage aléatoire sur l'ensemble de l'avion peut être requis et permettre ainsi de simplifier les opérations. 3.3.2.2. L'analyse infra-rouge utilise la spectrométrie et la loi de Beer pour fournir une 30. mesure continue de la concentration des gaz ou des vapeurs d'anesthésie dans une mixture des gaz de l'air ambiant. Les gaz qui ont deux ou plusieurs atomes différents dans la molécule absorbent la radiation infra-rouge; l'analyse infra-rouge peut donc être utilisée pour mesurer les concentrations de CO2, d'oxyde nitreux, et des agents inhalationnels, mais pas l'oxygène. Des impulsions d'énergie infra-rouge à une longueur d'onde qui est absorbée par le gaz d'intérêt est irradié à travers les gaz, et la différence en énergie absorbée est utilisée pour déterminer la concentration de gaz. 5. Dans certains capnographes une chambre et un senseur de mesure miniaturisés sont placés dans le système respiratoire. Dans la plupart d'instruments infra-rouge, seulement un anesthésique volatile présélectionné peut être mesuré à la fois. Ici le CO2 s'y prête les mieux! 3.3.2.3. Analyseurs d'oxygène. Des mesures continues des concentrations d'oxy- 10. gène dans une mixture des gaz peuvent être fournis non seulement par une spectrométrie de masse; mais aussi par analyse polarographique, galvanique ou cellulaire de fuel peu adaptées aux conditions de vol; ou mieux par analyse paramagnétique. Chaque modalité d'analyse servant directement ou indirectement de contrôle à l'autre. 15. a) Analyseurs polarographiques d'oxygène. Le senseur d'analyseur est placé dans le membre inspiratoire du circuit. Le senseur consiste en une anode et une cathode dans une solution d'électrolyte avec un voltage polarisant. L'oxygène diffuse à travers une membrane semi-perméable dans la solution d'électrolyte, après qu'un courant s'écoule qui dépend de la captation d'oxygène. Les senseurs ont une espé- 20. rance de vie limitée; les cellules de remplacement sont périodiquement nécessaires. Le senseur devrait être placé en position (verticale) debout pour éviter l'accumulation de moiteur et peut requérir un enlèvement et éventuellement un dessèchement occasionnel. Une fois mise en route, ces analyseurs requièrent un temps de pré-chauffage. 25. b) Analyseurs galvaniques et fuel cellulaire sont similaires aux analyseurs cellulaires polarographiques sauf que les différents matériaux d'anode, de la cathode, et d'électrolyte sont utilisés et pas de voltage polarisant n'est appliqué. Cette cellule est similaire à une batterie qui consume l'oxygène et peut servir pour analyser les gaz frais. 30. c) Analyseurs paramagnétiques. Ces analyseurs sont basés sur le principe que l'oxygène est paramagnétique et donc attiré dans un champ magnétique, alors que la plupart d'autres gaz sont faiblement diamagnétiques et donc repoussés par un champ magnétique. Des analyseurs paramagnétiques miniaturisés modernes incor- porent une chambre magnétique rapidement oscillante et sont capables, sur les appareils d'anesthésie ordinaires, d'une analyse souffle par souffle. Ils sont souvent combinés à une autre technique d'analyse par souffle de gaz dans les moniteurs classiques d'agents anesthésiques et peuvent ici être insérées avant la buse de sor- 5. tie pour l'analyse de la teneur en oxygène des gaz frais. 4. Brève description des dessins 10. La Figure 1 illustre le conditionnement d'air dans un cockpit dont les sorties peuvent être utilisées pour l'administration d'anesthésique volatile par confluence des circuits de sorties des deux réseaux de distribution des gaz 1, 2 et 3 buses de sortie des gaz (les circuits d'oxygène et d'anesthésiques cheminant parallèlement dans des systèmes de tuyauterie respectifs). Le circuit de ventilation du poste de pilotage comprend habituellement des arri- 15. vées d'air climatisé au plafond (3) et dans la région des palonniers (1), des arrivées d'air chaud dans les dégivreurs du pare-brise (2) et des buses orientables d'air froid au niveau du visage et de la poitrine des membres de l'équipage (1). Les circuits anesthésiques se greffe sur (1) et sur (3) avec buses communes de sortie. 20. La Figure 2 schématise un appareil d'anesthésie qui est la base du circuit anethésique décrit. Cette représentation schématique d'un appareil d'anesthésie est reproduite selon Bowie et Huffman. La plupart des appareils récents comportent en plus, comme dans cette invention, une alimentation en air comprimé qui permet l'administration d'un mélange airoxygène. Le gaz moteur du ventilateur est habituellement l'air comprimé, moins onéreux que l'oxygène. 25. La Figure 3: présente le panneau de contrôle du régulateur d'oxygène. (5) conduites de régulation; (6) Vanne de régulation de débit air; (7) Vanne d'arrêt du compresseur; (8) rotor muni d'aubes radiales et d'une enveloppe appelée diffuseur. Réglé sur NORMAL (9), le régulateur de dilution fournit à partir de la bouteille (10) une quantité d'oxygène équivalente à 30. celle que l'on trouverait dans l'air à 5 000 pieds. Une certaine quantité d'air est mélangée à l'oxygène à chaque inspiration. Cela explique l'appellation de dilution, puisque l'oxygène est dilué dans l'air, et de demande puisque c'est l'utilisateur qui, en demandant, c'est- à-dire en inspirant, provoque le mélange d'air et d'oxygène et l'arrivée de ce mélange dans le masque. Il n'y a aucun débit d'oxygène à l'expiration, contrairement au circuit à débit continu. La quantité d'air mélangée à l'oxygène diminue progressivement jusqu'à 28 000 pieds environ, 5. altitude à laquelle de l'oxygène pur est fourni sous pression. Cette pression sert à aider l'utilisateur à inspirer. A par tir de 28 000 pieds d'altitude cabine, la pression d'oxygène croît pour atteindre son maximum à 30 000 pieds. La Figure 4 présente schématiquement le circuit d'entraînement d'un turbocompresseur de 10. cabine. Un compresseur centrifuge se compose d'un rotor (17) muni d'aubes radiales et d'une enveloppe appelée diffuseur et dont la circonférence est garnie de canalisations divergentes (14). L'air est aspiré au centre du rotor puis accéléré et projeté dans le diffuseur. La force centrifuge appliquée à l'air lui donne sa première augmentation de pression. Ensuite, l'énergie cinétique acquise par le mouvement radial dans le rotor est transformée en énergie 15. de pression, en accord avec le principe de Bernoulli sur le mouvement des fluides dans les conduites divergentes. Le compresseur centrifuge peut être entraîné par le moteur au moyen d'une boîte d'engrenages. On remarquera l'importance donnée au circuit de lubrification qui comporte un refroidisseur d'huile (15 et 16). On notera aussi les ramifications nombreuses du dispositif de régulation d'arrivée du prélèvement. Ce dispositif est commandé par des sondes 20. manométriques et il mesure la différence de pression d'air entre l'entrée et la sortie du turbocompresseur en agissant sur les buses à section variable réduit et régularise automatiquement la vitesse de rotation du compresseur. Cette régulation se fait en fonction de la vitesse de rotation du moteur et de la pression atmosphérique qui influe sur la demande en air pressurisé. Sur les avions à turbohélices, la vitesse de rotation presque constante des mo- 25. teurs permet de se dispenser de la boîte d'engrenages et il y a alors une liaison directe entre l'arbre de la turbine et le compresseur centrifuge. La Figure 5 schématise le conditionnement d'air à l'intérieur de l'avion. Ce graphique est comparable à celui du facteur de refroidissement bien connu des gens qui travaillent dans le 30. Grand Nord, où apparaissent la vitesse du vent et la température réelle; il indique la température qui produirait, sans vent, les mêmes réactions physiologiques sur le corps humain. Plus le vent est fort, plus le facteur de refroidissement est grand. Dans un avion, l'ac- tion combinée des différents paramètres de la température efficace produit une sensation de chaleur ou de froid. La Figure 6 illustre une Valve de sécurité de basse pression d'oxygène. Lorsque la pression 5. d'oxygène est inférieure à 1,4 bar, l'alimentation en protoxyde d'azote est interrompue. La Figure 7 schématise le Réducteur proportionnel de pression (NakomedDrager). La chute progressive de la pression d'oxygène provoque une réduction proportionnelle de la pression de protoxyde d'azote La Figure 8 schématise un Débitmètre rotamètre ainsi qu'un Débitmètre à double tube. La Figure 9 schématise un mélangeur Quantiflex (Ohmeda) (9a) et schématise également un mélangeur Ohméda, qui équipe les appareils Modulus Il (Link 25) (9b). La Figure 10 schématise un vaporisateur TEC 4 (Ohmeda). La protection contre l'effet de pompage résulte de la présence d'une valve antiretour dans le système. La Figure 11 schématise un vaporisateur Vapor 19 (Drager). L'effet de pompage est ici préve-20. nu par la résistance du tuyau d'admission du gaz dans la chambre de vaporisation. 5. Exposé détaillé de mode de réalisation 25. Dispositif assimilable à la fois au circuit semi-ouvert et au circuit semi-fermé, en ventilation spontanée dans l'air ambiant de l'habitacle. Les circuits semi-ouverts ont été classés par Mapleson en fonction de la disposition relative de leurs constituants: entrée de gaz frais. Mais, le débit des gaz frais nécessaires pour prévenir la ré-inhalation de CO2 avec ce circuit est différent en ventilation spontanée et contrôlée. Pour la ventilation spontanée, le débit de 10. 15. 2881551 35 gaz frais doit au moins égaler le double de la ventilation par passager par minute. Soliman et Laberge préconisent un débit de gaz frais de 206 ml/kg/min chez l'enfant de 1 à 5 ans. Chez l'adulte, en ventilation spontanée, la normocapnie exige un débit de gaz frais de 200 à 300 ml/kg/min par buse de sortie de l'habitacle, pour la ventilation spontanée, en circuit filtre. 5.1. Circuit filtre d'extraction de CO2 ambiant de l'habitacle Le premier circuit avec absorbeur de CO2 utilisé chez l'homme est le va-et-vient de Waters. Mis au point en 1930, le circuit filtre est composé de deux valves unidirectionnelles à clapet, de tuyaux inspiratoires et expiratoires, d'une pièce en Y, d'une valve d'échappement, d'un 10. réservoir de chaux sodée et d'une entrée de gaz frais connectée à la sortie de l'appareil d'anesthésie. En fonction de la disposition relative de ces composants, différents types de circuits peuvent être décrits. Cette dernière classification a peu d'intérêt pratique, pour notre description, qui concerne outre les circuits d'apport, le lieu d'échange respiratoire, l'habitacle. Le principe d'absorbeur de CO2 doit accueillir un volume de gaz au moins égal au volume 15. courant du patient. Ce qui permet d'adapter la quantité d'absorbeur au nombre de passagers du vol, logé dans les flancs de l'habitacle. Sachant que le volume de gaz de l'absorbeur plein représente environ 60 % de son volume vide. La résistance à un débit de gaz de 40 I/min d'un absorbeur bien rempli est de 0,25 à 0,80 cm H20. La répartition des gaz dans le réservoir doit être la plus homogène possible afin d'éviter la création de canaux préférentiels qui diminuent 20. de ce fait l'efficacité de la chaux sodée. La chaux sodée est un mélange de 94 % d'hydroxyde de calcium (Ca(OH)2), 5 % d'hydroxyde de sodium (NaOH) et 1 % d'hydroxyde de potassium (KOH). Les granules de 3 à 5 mm de chaux sont rigidifiés par des traces de silice et ils contiennent un colorant, dont le changement de teinte indique la consommation de la chaux. Le violet d'éthyle est un des colorants souvent utilisés pour cette visualisation. La réaction de 25. neutralisation de CO2 est exothermique (14 kCal par mole de CO2) et produit de l'eau (2 moles pour une mole de CO2) qu'il faut évacuer. La capacité maximale de neutralisation du CO2 est de 26 I pour 100 g de chaux sodée, dont il faut tenir compte dans le cahier de charge en fonction de la capacité de l'avion. En fait, en raison du défaut d'homogénéité de circulation des gaz dans le réservoir, 100 g de chaux sodée fixent en pratique 10 à 20 Ide CO2. 30. L'importance de la ré-inhalation dans un circuit filtre est fonction du débit du gaz frais. Ce circuit peut être considéré comme totalement fermé, lorsque le débit de gaz frais couvre les 5. besoins métaboliques du patient, plus les fuites éventuelles. Lorsqu'une partie des gaz expirés est rejetée par la valve d'échappement (débit de gaz frais supérieur aux besoins métaboliques), le circuit est semi-fermé, enfin lorsque le débit de gaz frais égale ou dépasse la ventilation du patient, la ré-inhalation devient négligeable. Avant d'induire l'anesthésie, il est 5. indispensable de dénitrogéner le circuit et le patient pour éviter l'accumulation d'azote dans le système en cours l'anesthésie. Après rinçage du circuit, le patient respire dans le circuit alimenté par un fort débit d'oxygène (8 à 10 I/min). La pratique de l'anesthésie avec ré-inhalation exige la présence d'un moniteur d'oxygène et recommande dans les circuits du dispositif de cette invention l'usage d'un capnographe avec télétransmission des données. 10. 5.1.1. Le système de délivrance de gaz anesthésique Selon le mode de réalisation, on peut opter pour une alimentation en gaz frais, en dotant l'avion d'une distribution centrale ou d'une distribution à partir des plusieurs réservoirs de stockage ou de rampes de bouteilles pour l'oxygène et le protoxyde d'azote, fournis par des 15. compresseurs, débitant des gaz à 3,5 0,7 bars, disposés dans l'épaisseur des parois du fuselage. Il comprend des cylindres réservoirs cle gaz anesthésiques et/ou des usines à gaz ainsi que des moyens de fourniture d'anesthésiques gazeux et de contrôle de leur flux, des circuits de tuyauteries logés sous le plancher principal, dans la partie inférieure du fuselage immédiatement au-dessus de la soute à bagages, des vaporisateurs et des buses de sortie. 20. Le contrôle des gaz délivrés par les buses incombe au pharmacien de l'équipe au sol. Au système de conditionnement d'air, de pressurisation et de distribution d'oxygène de l'avion déjà décrit s'ajoute le réseau de distributeur de gaz anesthésiques volatiles pouvant comporter une usine de gaz ou une simple bouteille réservoir, des tuyauteries de distribution avec valves de contrôle et fluxmètres électroniques ainsi que des vaporisateurs en bout de 25. chaîne avant l'abouchement dans le répartiteur des gaz commun aux systèmes de conditionnement d'air et aux circuits d'anesthésique. Cet ensemble est commandé depuis une cellule spécifique isolée de la cabine et du cockpit et d'accès réservé sur les avions conçu dans cette optique ou mieux à partir du sol moyennant un code secret propre à chaque vol permettant d'accéder à la télécommande du dispositif à partir d'un aéroport. 5.1.1.1. Fourniture de gaz anesthésiques Elle s'effectue essentiellement à partir des réservoirs logés dans les parois du fuselage et dans les parois des soutes à bagages, auxquels font suite des circuits de pipeline de distribution des gaz à différents endroits de la cabine et/ou du cockpit en fonction de la demande. Ces gaz sont des deux types l'oxygène dont le circuit reste celui existant sur la plu- 5. part des avions et les vapeurs des divers anesthésiques. 1. La fourniture d'oxygène à partir d'un système dilution demande et d'oxyde nitreux au niveau des buses murales s'effectue à une pression de 50 à 55 livres par pouce carré (psi). Ces buses ainsi les tuyaux de fourniture relié à la mise en oeuvre automatique du dispositif constituent l'essentiel du dispositif de cette invention et la tuyauterie est de dia10. mètre indexé et de couleur codée, comrne en anesthésie hospitalière, sachant que chaque buse est destinée, au niveau du plafonnier, à une seule personne. L'autre partie du dispositif d'invention étant essentiellement constituée des réservoirs d'anesthésiques volatils, montés en série en fin des pipelines des circuits anesthésiques. 2. Réservoirs des gaz logés sous le plancher principal dans la partie inférieure du fuselage: 15. Leur nombre est fonction des besoins et de la capacité de l'avion, tout comme de la longueur des vols habituels (court, moyen ou long courrier), sachant qu'une autonomie moyenne doit être déterminée de la manière suivante: - moyen courriers 1 à 2 heures d'autonomie sont nécessaires pour garantir une narcose suffisante jusqu'à l'aéroport d'atterrissage le plus proche; les longs courriers ont besoin de 5 à 6 heures d'autonomie 20. voire plus pour les vols trans-océaniques, où l'aéroport le plus proche se situent généralement à quelques heures de distance. Pour tous les autres vols locaux (nationaux) avec possibilité de se poser dans les minutes qui suivent, une autonomie de 30 à 45 minutes serait suffisante, pour éviter non seulement qu'un avion ne poursuive sa course folle et ne s'écrase sur un bâtiment, comme dans le cas dramatique du pentagone 25. ou ne transperce de part en part une tour, comme dans le cas des Two sisters, du World Trade Centerde Manhattan; mais aussi que ce dernier ne soit tout simplement abattu en vol par des chasseurs. Les circuits d'anesthésiques fait alors appel à : a. Une centrale ou à des cylindres E full-size d'oxygène a une pression de 2 000 à 2 psi et qui contiennent l'équivalent, pour les cylindres, au moins de 660 I de gaz à la 30. pression atmosphérique et à la température de la cabine ou du cockpit au sol. La pression du cylindre d'oxygène diminue en proportion directe à la quantité d'oxygène dans le cylindre, en fonction de l'altitude parallèlement à l'anesthésique utilisé. b. Une autre centrale ou des cylindres E full-size d'oxyde nitreux a une pression de 745 psi et contient l'équivalent, pour les cylindres, de 1 500 I de gaz à la pression atmosphérique et à la température de la cabine ou du cockpit au sol. L'oxyde nitreux dans le cylindre est un liquide; la pression du cylindre ne diminue pas aussi longtemps 5. que le contenu liquide n'est expulsé, et aussi longtemps qu'au moins un quart du volu- me total de gaz est encore présent dans le réservoir. c. Une troisième centrale ou des cylindres d'air, alimentés par prélèvement d'air sur les compresseurs de turboréacteurs, sont présents. Un cylindre E full-size a une pression de 1 800 psi contenant l'équivalent pour les cylindres de 630 I au moins, à la pression 10. atmosphérique et à la température de la cabine ou du cockpit au sol. d. Des régulateurs de pression qui réduisent la haute pression provenant des cylindres à environ 45 psi (juste sous la pression de pipeline) de telle sorte que, en utilisant des gaz du cylindre réservoir, des ajustements au rotamètre ne soient pas nécessaires pour compenser le changement de pression qui a lieu tout comme le vide progressif des 15. cylindres, en condition d'utilisation. Si les deux cylindres et les pipelines sont connectés et ouverts, le gaz s'écoule préférentiellement vers le répartiteur d'air conditionné à partir du pipeline des circuits vers les différentes buses de sortie, puisque la pression des circuits peut être légèrement plus élevée que la pression régulée du cylindre réservoir, pour aboutir à une pression respiratoire positive. 20. 5.1.1.2. Moyens de contrôle du flux ainsi que de contrôle et de mesure des flux des gaz par valves et débitmètres se composent: 1. des valves à aiguille contrôle le flux de chaque gaz et des vapeurs anesthésiques. En tant que caractéristique de sécurité, le bouton de contrôle d'oxygène est cannelé et fait plus 25. saillie que le bouton de contrôle de l'oxyde nitreux et d'air. Les pressions de gaz sont réduites de 45 à 55 psi (haute pression) à la pression quasi-atmosphérique (basse pression) par les valves à aiguille des circuits propres. 2. des débitmètres à commande électronique du type Gambro-Engstrôm qui équipe, par exemple, l'appareil Elsa. Pour en faciliter l'inspection visuelle au sol l'adjonction des débit- 30. mètres rotamètres ne serait pas inintéressante. Ils sont constitués d'une valve pointeau, d'un tube de verre de diamètre progressivement croissant et d'un flotteur qui peut être une bobine (rotamètre) ou une bille (fig. 8a). Comme la gamme de débit est large, ils peuvent comporter plusieurs (au moins deux) tubes en série (fig. 8b). Chaque débitmètre est un tube en verre calibré, effilé dans lequel une bobine ou une balle flotte pour indiquer visuellement le flux de gaz anesthésiques pour le contrôle au sol et la maintenance. Le fluxmètre d'oxygène est toujours placé en aval, de telle sorte qu'une fuite soit. moins vraisemblable pour aboutir à la délivrance d'un mélange de gaz 5. hypoxique. 3. des Mélangeurs. La circulaire ministérielle du 10-10-1985 recommande l'utilisation d'un mélangeur de gaz assurant une concentration délivrée d'oxygène au moins égale à 21 %. L'asservissement des débitmètres d'oxygène et de protoxyde d'azote peut se faire par un mécanisme pneumatique (Drager, Quantiflex-Ohmeda, Flexima-Datex...), illustré par la figure 9a, ou par une liaison mécanique comme sur les appareils Modulus (Ohmeda), illus 10. -trée par la figure 9b. Le tout relié à des moyens de contrôle électronique à distance. 5.1.2. Les vaporiseurs d'anesthésiques stockés dans les cylindres réservoirs respectifs. Tous les vaporisateurs actuellement commercialisés fonctionnent selon le même principe et 15. sont adaptés au dispositif de cette invention. Une fraction variable du gaz, qui les traverse, est en effet détournée dans une chambre de vaporisation de manière à assurer la concentration délivrée voulue. Les vaporisateurs sont calibrés pour un seul agent halogéné à la fois. Ils sont situés hors des circuits anesthésiques, sur l'arrivée d'air frais. L'évaporation, obtenue par contact du gaz et la surface du liquide, est, comme illustré dans les dessins, faci- 20. litée par l'utilisation de mèches qui s'imbibent d'agent anesthésique liquide. Une compensation thermique ajuste le débit de gaz admis dans la chambre d'évaporation et permet le maintien d'une concentration délivrée constante malgré les variations de température (donc de pression de vapeur saturante) de l'agent anesthésique. II faut se rappelle que la compensation de température est efficace entre 20 et 35 C. En dehors de ces 25. limites, les écarts de concentrations délivrées peuvent devenir importants car la relation qui unit la pression de vapeur et la température n'est pas linéaire. La concentration délivrée par les vaporisateurs récents est donc indépendante du débit de gaz frais entre 250 ml/min et 15 I/min. Les vaporisateurs doivent par ailleurs être protégés contre l'effet de pompage. Cet effet qui entraîne une élévation de la concentration délivrée par rapport à la concentration affichée 30. est dû à la transmission de la pression positive qui règne dans le circuit anesthésique pendant la ventilation contrôlée ou l'utilisation de l'oxygène rapide (bypass). L'augmentation de la concentration délivrée résulte de la rétrodiffusion de vapeur d'anesthésique dans le gaz qui ne traverse pas la chambre de vaporisation. II y a par conséquent un ou plusieurs vaporiseuirs en série dans les circuits anesthésiques à flux permanent (flow-over), à température compensée, calibrés pour délivrer une concentra- 5. tion spécifique d'anesthésique mesuré en pourcentage par volume. Ces vaporiseurs fonctionnent sur le principe qu'une petite proportion de mélange de gaz total leur est détourné dans une chambre vaporisante où elle devient cornplètement saturé par l'anesthésique avant qu'elle soit rajouté encore au flux principal d'air conditionné. La concentration d'anesthésique délivré par le vaporiseur est proportionnelle à la quantité de gaz passant à travers la chambre 10. vaporisante, qui est premièrement contrôlée par le cadran du vaporiseur. Puisque la pression de vapeur saturée varie avec la température, un mécanisme secondaire change la quantité de gaz détourné à travers la chambre pour compenser les modifications de température. Les vaporiseurs sont calibrés pour un anesthésique spécifique et ont des adaptateurs de remplissage indexé sentant pour prévenir le mélange commis par inadvertance d'anesthési- 15. ques négligents. La chambre de vaporisation est enfermée dans une case en métal pour rehausser le transfert de chaleur et compenser la perte de chaleur par refroidissement, en fonction de l'altitude, lorsque l'anesthésique s'évapore. Le vaporiseur de desflurane est, par exemple, chauffée et pressurisée pour compenser la pression de vapeur relativement élevée et le refroidissement extrême qui surviennent lorsque les concentrations élevées sont vapori- 20. sées, surtout en fonction de l'altitude, avant de parvenir au répartiteur commun. C'est pourquoi le vaporisateur destiné à délivrer le desflurane, nouvel agent halogéné est d'un type plus particulier. En effet, cet anesthésique a une pression de vapeur saturante à 20 C de 664 mm Hg et un point d'ébullition de 23,5 C. Le vaporisateur qui le délivre doit être chauffé et pressurisé et muni d'un contrôle électronique et d'alarmes. Il nécessite une source d'énergie 25. appropriée. En vol, ceci se fait sans problème en même temps que le chauffage des parois du fuselage (cf. mécanisme ad hoc). Les vaporisateurs doivent de préférence être fixés sur une rampe qui interdit l'inversion du branchement de l'entrée et de la sortie, la mise en service de plus d'un vaporisateur. Lorsqu'ils sont fixés en série à une rampe, le défaut d'étanchéité d'un vaporisateur peut entraî 30. -ner sa contamination par celui qui est placé en amont de lui. Il est donc préférable de placer le plus en aval des circuits anesthésiques celui qui contient l'agent le plus volatil et le plus puissant. Il existe actuellement sur le marché un appareil commercialisé (ElisaEngstrôm), destiné à l'anesthésie au bloc opératoire, équipé d'un système d'injection (électronique) des agents halogénés répondent aux exigences des circuits anesthésiques ci-dessus décrits. L'agent halogéné est prélevé dans son flacon et injecté sur une grille chauffée située dans le circuit de 5. gaz frais. Un analyseur de cristal piézoélectrique contrôle la concentration délivrée. La concentration de l'agent halogéné dans le gaz frais peut être amenée à près de 10 vol p. 100 avec ce dispositif, ce qui évite d'avoir à utiliser un grand débit de gaz frais pendant l'induction. Ledit dispositif d'invention utilise la technique du low flow anaesthesia pour s'assurer en douceur la reprise du contrôle d'un avion détourné en introduisant dans la structure de chaque 10. avion une machine à gaz, des tubulures de distribution et des vaporisateurs, à côté du système de conditionnement d'air, de vaporisation et de pressurisation. Pour déterminer les domaines techniques particuliers susceptibles d'interférer et sur lesquels se greffe le dispositif de cette invention, nous développons successivement des systèmes qui existent déjà sur tout aéronef et qui participent au dispositif d'invention par sa régulation de l'atmosphère ambiante 15. ou conditionnement d'air et pressurisation, fonctionnant par ailleurs comme d'habitude. 5.2. Le conditionnement d'air et la pressurisation 20. On appelle généralement conditionnement d'air l'ensemble des moyens permettant de maintenir à l'intérieur d'un avion des conditions de température et d'humidité compatibles avec les besoins physiologiques des occupants. De plus, le conditionnement d'air peut servir au refroidissement des appareils électriques et électroniques de l'avion. La pressurisation désigne, quant à elle, l'ensemble des moyens qui permettent de maintenir à 25. l'intérieur d'un avion une pression d'air suffisante pour assurer la respiration normale et confortable des occupants. Toutefois, dans les avions militaires tactiques, la pressurisation a minima de l'habitacle ne sert qu'à éviter aux occupants les accidents de décompression; l'inhalation d'oxygène supplémentaire y est par conséquent obligatoire. II est intéressant de considérer ici quelques effets physiologiques particuliers du vol sur le 30. corps humain, notamment ceux qui ont rapport avec la température et la pression, et nous verrons ensuite les moyens couramment utilisés pour les contrer. Nous porterons tout d'abord notre attention sur la description des systèmes simples équipant les avions non pressurisés, puis sur les systèmes plus complexes des avions qui sont - comme le sont les avions de ligne - pressurisés en vue du vol à haute altitude. Cette description se termine par une revue des différents systèmes de distribution d'oxygène qui servent soit de système d'urgence en cas de dépressurisation accidentelle, soit de système principal de respiration dans les avions à pres- 5. surisation nulle ou faible, avant d'y ajouter le réseau supplémentaire devant fonctionner en parfaite synergie prévue par cette invention, les circuits anesthésiques. 5.2.1. QUELQUES ASPECTS PHYSIOLOGIQUES à CONSIDÉRER, LORS DU VOL 10. Dans cette étude des aspects physiologiques, nous porterons notre attention sur ceux qui mettent en jeu les besoins qui doivent être satisfaits par le conditionnement d'air ou la pressurisation et qui s'appliquent automatiquement à l'administration d'anesthésique, en cas de besoin. 5.2.1.1. LES CONDITIONS D'ENVIRONNEMENT ACCEPTABLES 15. Le maintien d'un environnement confortable et sécuritaire pour l'être humain assis dans un avion demande le contrôle simultané de la température, du degré d'humidité, de la pureté, de la pression absolue et du renouvellement de l'air. Il est impossible, compte tenu des coûts et des restrictions de masse, de maintenir constamment les conditions idéales. Ainsi, dans la plupart des avions pressurisés, il n'est pas possible de maintenir, à l'altitude de croisière, une 20. pression interne égale à celle du niveau de la mer. Les équipements modernes permettent toutefois d'entretenir à bord d'un avion un contrôle de l'environnement suffisant pour assurer la sécurité et un niveau de confort acceptable. 5.2.1.2. TEMPERATURE ET HUMIDITE A, BORD D'UN VOL La notion de confort varie selon les individus, mais on a pu déterminer par expérience que la 25. majorité des êtres humains, en position assise et au repos, se satisfait d'une température efficace comprise entre 20 C et 22 C, à condition que l'air respiré soit à une pression suffisante. On notera que l'on parle ici de température efficace et non pas de température réelle. La température efficace indique une sensation de température lorsqu'on fait intervenir simultanément la température réelle, l'humidité relative (degré hygrométrique) et le débit d'air. 30. On la détermine à l'aide d'un graphique à trois paramètres qui sont la température indiquée par le thermomètre sec, celle indiquée par le thermomètre mouillé et la vitesse de l'air (fig. 5). 43 5.2.2. CIRCUIT DE PRESSURISATION 5.2.2.1. LA PRESSION L'oxygénation des poumons dépend de la pression d'oxygène qui y pénètre. La pression 5. d'oxygène dans l'air, ou pression partielle, est égale à un cinquième de la pression totale et cette proportion est constante quelle que soit la pression de l'air. Jusqu'à environ 7 000 pieds, la pression partielle d'oxygène dans l'air est suffisante pour assurer la saturation quasi totale du sang lors des échanges pulmonaires. A 10 000 pieds au-dessus du niveau de la mer, le sang ne s'oxygène plus qu'à 90 % de son niveau de saturation et un séjour prolongé à cette 10. altitude provoquerait de la fatigue et des maux de tête. A 25 000 pieds, on perd connaissance au bout de cinq minutes. Il y a deux façons de contrer les effets de l'anoxie (manque d'oxygène) provoquée par l'altitude: soit qu'on maintienne la pression d'air à l'intérieur de l'avion à un niveau permettant la quasi-saturation du sang, soit qu'on augmente la pression partielle d'oxygène dans l'air à l'ai- 15. de d'un masque à oxygène. Quand on parle d'altitude, on doit entendre l'altitude pression à laquelle se trouve l'avion, c'est-à-dire l'altitude indiquée par un altimètre barométrique calé sur le calage standard (101,325 kPa). La notion de pression à l'intérieur de l'habitacle d'un avion s'exprime en altitude cabine qui est l'altitude pression régnant à l'intérieur de cet habitacle. 20. Les règlements de l'air définissent l'altitude pression de 10 000 pieds comme le maximum acceptable pour un aéronef non pressurisé, en tolérant toutefois une brève incursion d'au plus trente minutes à 13 000 pieds. Pour les aéronefs commerciaux à pression rétablie, c'est-à-dire pressurisés, on considère une altitude cabine de i3 000 pieds comme le maximum acceptable pour les passagers. 5.2.2.2. L'ÉVOLUTION DES BESOINS Au début de l'aviation, les aéronefs volaient dans des régions tempérées, par beau temps et à basse altitude. L'équilibre physiologique des occupants n'était pas sérieusement perturbé par les conditions ambiantes, même si tout le monde se trouvait alors au grand air. Les énormes possibilités offertes par l'aéronef ont rapidement incité les aviateurs à voler en 30. toute saison et dans toutes les régions, des pôles aux tropiques. On installa donc des systèmes de chauffage dont le plus rudimentaire, que l'on utilise encore de nos jours sur les avions légers, consiste à prélever de l'air chauffé sur les tubulures d'échappement du moteur. Cependant, le faible rendement de ce système et le danger qu'il peut représenter en cas de fuite exigea l'installation d'un système de chauffage indépendant composé d'un brûleur d'essence, d'un ventilateur et de différents dispositifs de contrôle de la température et du volu- 5. me d'air débité. Ce système, encore couramment utilisé, impose une charge supplémentaire tant par sa masse propre que par son encombrement, et sa consommation de carburant est assez élevée. De plus, une flamme vive dans un aéronef présente un danger certain, surtout aux phases critiques du décollage et de l'atterrissage. Les procédures d'utilisation de ces systèmes exigent souvent qu'on les éteigne pendant les phases dangereuses du vol, ce qui 10. nuit au confort des passagers et ajoute à leur inquiétude au moment où ils sont le plus tendus. Quand il s'est avéré que les performances des avions augmentaient considérablement avec l'altitude, il fallut, en plus de garder les occupants au chaud, leur permettre de respirer confortablement. Pour corriger les effets de l'altitude sur la respiration, la première idée fut 15. d'augmenter le pourcentage d'oxygène dans l'an- inhalé au moyen d'un masque distributeur. Cette méthode est encore utilisée de nos jours dans les avions de chasse faiblement pressurisés et dans les avions légers non pressurisés mais capables d'évoluer en haute altitude. Le port d'un masque à oxygène reste un désagrément que certaines personnes tolèrent difficile-ment. 20. En outre, fournir l'oxygène nécessaire ne résous: pas tous les problèmes de la respiration en altitude; il faut également tenir compte des autres gaz de l'atmosphère dont le principal est l'azote (78 % de l'air), sans oublier le gaz carbonique. Au niveau du sol, une certaine quantité des gaz qui composent l'atmosphère sont dissous dans le sang et les autres tissus du corps humain. On dit alors qu'il y a saturation des tissus 25. par les gaz. Chaque tissu contient une quantité de gaz dissous qui correspond à son niveau de saturation dans les conditions de pression existantes. Lorsque la pression diminue, la tension des gaz dissous ne diminue pas immédiatement: le sang est le premier à se désaturer et par la suite les autres tissus se désaturent dans le sang. Cette désaturation se fait progressivement et les tissus peuvent supporter un état de sursaturation pendant quelque temps. 30. À la suite de nombreuses expériences, on a pu établir que chaque tissu a, dans des conditions données de vitesse de dépressurisation, une allure connue de désaturation. Si la diminution de pression est trop rapide, la désaturation, au lieu de se faire progressivement, se fait d'une façon brusque et incontrôlée, caractérisée par la formation de bulles gazeuses. Selon l'endroit du corps humain où se produisent ces bulles, elles provoquent des accidents circulatoires, respiratoires ou articulaires bien connus des adeptes de la plongée sous-marine sous le nom d'accidents de décompression. Les troubles peuvent prendre diverses formes démangeaisons, douleurs, fatigue extrême, problèmes respiratoires, désordres nerveux, para- 5. lysie totale ou partielle. Ces accidents parfois mortels peuvent ne pas laisser de séquelles, ou faire de leur victime un infirme à vie. L'oxygène est consommé en permanence par les cellules de l'organisme de sorte qu'à la décompression, ce gaz intervient fort peu dans la formation des bulles. Les bulles dangereuses sont formées principalement par les gaz inertes et en particulier par l'azote qui constitue, 10. rappelons-le, près de 80 % de l'air que nous respirons. Quant au gaz carbonique, il a été démontré qu'il avait un rôle déclencheur dans la formation des bulles. Lors d'un vol sur un avion moderne de grande puissance, les montées sont extrêmement rapides et les durées d'exposition aux basses pressions atmosphériques sont considérables. Si le corps est soumis intégralement à ces variations de pression, et même si l'oxygénation est 15. maintenue par l'inhalation d'oxygène pur ou dilué, il y a risque de désaturation brutale des tissus. Cela met une limite à l'altitude cabine à laquelle on peut utiliser de l'oxygène pur, puis-que les tissus contiennent toujours des gaz inertes dissous. Ajoutons aussi que l'oxygène pur, en utilisation prolongée, est toxique pour le corps humain. Pour éviter les accidents de décompression, il est indispensable de maintenir la pression de 20. l'air dans la cabine à un niveau qui ne présente pas de risque et qui peut très bien se prêter à une narcose par anesthésique volatil. C'est pourquoi cette description n'exclut pas totalement l'éventualité d'utilisation dudit dispositif d'invention sur des avions dits non pressurisés. Les avions de chasse, pas du tout ou moins concernés par le dispositif de cette invention et dont les occupants utilisent en permanence de l'oxygène supplémentaire et dont la durée des vols 25. est relativement courte, ont une altitude cabine maintenue en dessous de 25 000 pieds. C'est habituellement à cette altitude qu'on fixe la limite des évolutions d'un avion non pressurisé, mais équipé d'un circuit d'oxygène supplémentaire, dont une description succincte est donnée ci-après assortie du mode de réalisation du dispositif d'invention dans ces conditions particulières de fonctionnement. Il est clair que le système habituel d'alimentation et de candi- 30. tionnement d'air n'est pas modifié dans cette description, qui en reprend les principes pour une meilleure compréhension de la synergie souhaitée dans le cadre de cette invention. 5.2.2.3. LE CONDITIONNEMENT D'AIR DANS LES AVIONS NON PRESSURISÉS Les systèmes de conditionnement d'air des avions non pressurisés visent principalement deux buts: la ventilation et le chauffage de la cabine, selon le principe de cette invention. C'est sur le circuit de ventilation que se greffe tout naturellement les circuits anesthésiques. 5. Par ailleurs, on utilise parfois des climatiseurs pour refroidir des petits avions non pressurisés exposés à une chaleur intense. D'utilisation encore peu courante, ces climatiseurs sont semblables à ceux que l'on utilise dans les automobiles. La ventilation et le chauffage font partie d'un système intégré où l'air est prélevé à l'extérieur au moyen de prises d'air dynamique, puis amené par des gaines soit directement dans la ca- 10. bine (air frais), soit dérivé totalement ou partiellernent vers un système de chauffage pour être ensuite dirigé vers la cabine. C'est en effet, répétons-le, là- dessus que vient se greffer des moyens de prélèvement de gaz et de distribution du réseau d'anesthésie de cette invention adaptée à l'administration à la demande d'une narcose. Des vannes commandées depuis le poste de pilotage permettent de contrôler le débit d'air et de diriger l'air vers les différentes 15. sections; des buses d'air individuelles permettent aux occupants d'obtenir de l'air frais sur le visage ou la poitrine. 1) LE CIRCUIT DE CHAUFFAGE DE L'AIR AMBIANT Le chauffage de l'air peut se faire dans les avions non pressurisés par échange de chaleur avec la tubulure d'échappement ou au moyen d'un brûleur à essence. Dans le premier systè- 20. me, l'air prélevé à l'extérieur passe dans une enveloppe qui recouvre les tuyaux d'échappement. Ce système extrêmement simple présente toutefois deux inconvénients majeurs: son rendement est faible et son utilisation peut être dangereuse. En effet, il suffit qu'une fuite se produise dans la tubulure d'échappement pour que le monoxyde de carbone, abondant dans les gaz émis par un moteur à pistons, vienne polluer l'air de la cabine. Les avions mode- 25. rues sont dotés des moyens pour empêcher cette éventualité. Ceci dans la mesure où l'intoxication au monoxyde de carbone est non seulement extrêmement dangereuse mais aussi très sournoise. Le monoxyde de carbone est incolore et inodore. Se fixant plus facilement que l'oxygène sur l'hémoglobine du sang, il provoque rapidement une hypoxie hypoxémique qui diminue les facultés du pilote. C'est pourquoi les 30. avions équipés d'un système de chauffage de l'air par les tubulures d'échappement sont munis d'un détecteur de monoxyde de carbone. Ce détecteur n'est souvent rien d'autre qu'un disque de carton imbibé d'un produit chimique dont la décoloration indique la présence d'oxyde de carbone. L'efficacité de cet avertisseur est bien limitée parce que, d'une part, il n'attire pas l'attention d'une façon évidente et que, d'autre part, il peut passer totalement inaperçu pour un esprit déjà embrouillé par l'intoxication et qui aurait bien du mal à distinguer des changements de coloration. La meilleure garantie de sécurité reste encore comme cela 5. se fait actuellement l'inspection régulière et minutieuse au sol, par un personnel compétent, de l'état des tubulures d'échappement. Tandis que le réchauffeur à combustion est essentiellement un brûleur d'essence comparable en tout point au brûleur à mazout domestique. L'air de combustion est amené ici par un ventilateur électrique. Le carburant, qui est prélevé sur un des réservoirs de l'avion, est acheminé 10. à l'aide d'une ou de plusieurs pompes vers la chambre de combustion où il est vaporisé. L'arrivée du carburant est contrôlée par un clapet qui coupe automatiquement l'alimentation si le débit d'air de combustion est trop faible, si le débit d'air de chauffage est insuffisant ou lorsque le système d'allumage fait défaut. Le mélange d'air et d'essence est enflammé par une bougie d'allumage, dont le courant à haute tension provient habituellement d'un transformateur éléva- 15. teur de tension à vibreur, qui fonctionne aussi longtemps qu'il y a du carburant injecté dans la chambre de combustion. D'autres systèmes, plus rares, sont équipés d'une bougie à incandescence qui n'entre en fonction que pour allumer le mélange dans le brûleur; la flamme s'entretient ensuite par elle-même. Le régulateur de température permet de maintenir l'habitacle à la température choisie par le pilote en arrêtant le brûleur d'une façon cyclique. A 20. telle enseigne que plus la température choisie est élevée, plus les allumages sont fréquents. 2) CONDUCTION DE LA CHALEUR DE L'AIR AMBIANT. Les propriétés du fréon sont ici comme dans le système de réfrigérateur mises ici à contribution. En fait, le fréon absorbe plus de chaleur que sa chaleur latente de vaporisation car, étant considérablement refroidi par son changement d'état, il est plus froid que l'air qui circule 25. entre les ailettes de l'évaporateur. II peut donc accumuler de la chaleur, compte tenu de la loi physique qui veut que les températures de deux corps en présence tendent à s'égaliser. Le fréon gazeux passe ensuite dans le compresseur où sa température et sa pression vont augmenter. Le fait d'augmenter la pression fait monter le point d'ébullition du fréon, mais à ce 30. stade-ci il reste encore gazeux. Il passe ensuite dans un autre serpentin appelé condenseur qui est habituellement soumis au vent relatif. Cette fois, l'air libre, relativement plus froid que le fréon du condenseur, absorbe la chaleur, ce qui est suffisant pour que le fréon retourne à l'état liquide. Il se dépose alors dans le réceptacle qui sert de réservoir pour le liquide frigorifique. Le niveau du liquide dans le réceptacle à un instant donné dépend de l'activité du climatiseur, l'important étant que le détendeur soit toujours approvisionné. Pour la simplification de la description, nous ne mentionnerons pas ici tous les dispositifs de contrôle et tous les clapets qui permettent le fonctionnement automatique du climatiseur. Sur 5. les avions légers, le climatiseur est équipé d'un compresseur électrique et d'une trappe mobile permettant de placer le condenseur dans le vent relatif pendant le fonctionnement de l'appareil. Les commandes sont essentiellement un interrupteur marche-arrêt et un thermostat. Mais, ce qui constitue le centre d'intérêt primordial de cette invention, ce sont les avions pressurisés qui font l'essentiel de la flotte des grandes compagnies d'aviation commerciale. 10. 5.2.2.4. LE CONDITIONNEMENT D'AIR DANS LES AVIONS PRESSURISÉS Dans les avions pressurisés, tels que ceux utilisés généralement dans le transport civil, des compresseurs fournissent l'air sous pression et c'est à la confluence des circuits de distribution de ces deux systèmes que se produit à la demande le mélange gazeux utile à l'adminis tration de l'anesthésie à la pression et dans des proportions appropriées à un échange sang/ 15. gaz optimal (coefficient de partage sang/gaz). Chauffé par compression, cet air du circuit de conditionnement n'a par ailleurs généralement pas besoin d'être réchauffé autrement pour maintenir la température efficace de la cabine à un niveau raisonnable, mais il doit plutôt être refroidi par différents moyens. On peut donc dire succinctement que la pressurisation et le conditionnement d'air s'effectuent en trois étapes qui sont, dans l'ordre: la compression de 20. l'air, l'abaissement de sa température et la régulation de sa pression. Pour les mêmes raisons, les gaz anesthésiques ont besoin d'une pression de saturation pour être actifs au niveau de l'appareil respiratoire. De ce fait le mélange s'effectue à la température et à des taux voulus au moment de la compression gazeuse de l'air et subissent ensuite le même trai tement que l'air conditionné avant de parvenir aux buses individuelles de sortie pour la respi- 25. ration. 5.2.2.4.1. LA COMPRESSION DE L'AIR DANS L'AVION Dans un avion pressurisé, on maintient une pression d'air contrôlée dans une zone bien définie du fuselage qui comprend le poste de pilotage, la cabine des passagers, la totalité ou une partie des soutes et le compartiment des appareils électriques et électroniques. Cette 30. zone est limitée par les parois du fuselage et deux cloisons étanches, l'une à l'avant et l'autre à l'arrière, qui ont la forme de dômes pour mieux contenir les pressions énormes qui y sont appliquées. Malheureusement, il n'est pas possible de réaliser un avion parfaitement étanche; il faut percer des ouvertures dans la zone pressurisée pour que les câbles, les tringles et les fils puissent atteindre les gouvernes qu'ils contrôlent. Peu importe le soin que l'on mette à cal feutrer les trous et les différents joints du revêtement, les fuites sont toujours présentes. Il faut donc prévoir, lors de la conception d'un avion pressurisé, non seulement une alimentation 5. constante d'air comprimé mais aussi d'anesthésique ayant une pression et un débit suffisants pour assurer une pression respirable dans l'habitacle, en même temps que pour compenser les fuites, pour renouveler l'air frais, afin d'éviter l'accumulation des odeurs et du gaz carbonique et enfin pour pressuriser d'autres espaces tels que les réservoirs de carburant et de liquide hydraulique. 10. Il ne faut pas perdre de vue que l'air comprimé du circuit pneumatique de certains types d'avions est destiné à d'autres fonctions que Ila pressurisation et le conditionnement d'air, auxquelles il faudra autant que faire se peut préserver les anesthésiques volatils. Parmi ces fonctions on peut citer l'antigivrage thermique des bords d'attaque de voilure et des réacteurs, l'entraînement pneumatique des volets, le chauffage des soutes, l'entraînement de pompes 15. hydrauliques, la mise en action des inverseurs de poussée et l'alimentation du circuit chassepluie. II faut donc avoir une source d'air comprimé fiable et puissante destinée à l'habitable et montée parallèlement à la source d'anesthésiques. En général, les sources peuvent être: le prélèvement d'air sur les compresseurs des moteurs à pistons, les compresseurs de cabine volumétriques ou centrifuges et le prélèvement d'air sur les compresseurs des turboréacteurs. 20. Ce sont les compresseurs volumétriques ou centrifuges de cabine qui conviennent le mieux au réseau anesthésique et fait immédiatement suite au vaporisateur et doit être distinct du réseau d'O2. A. Prélèvement de l'air sur les compresseurs des moteurs à piston Les moteurs à pistons des avions capables d'aller à une altitude où la pressurisation s'avère 25. nécessaire sont forcément équipés de compresseurs. Rien n'est plus simple alors que de prélever une partie de l'air à la sortie du compresseur pour alimenter le circuit de pressurisation. Cela n'est possible, bien sûr, que si le carburateur est situé en aval du compresseur. Dans le cas contraire, l'air contiendrait des vapeurs d'essence. Cette méthode présente plusieurs inconvénients. Tout d'abord l'air est souvent contaminé par 30. l'huile de lubrification et les gaz d'échappement, particulièrement lorsqu'il s'agit d'un turbocompresseur. Ensuite, les performances du compresseur diminuent avec l'altitude alors que le besoin d'air pressurisé augmente. Enfin, l'air absorbé par prélèvement sur le compresseur aux dépens du moteur représente de l'énergie non disponible sur l'arbre d'hélice, ce qui réduit le plafond de l'avion. C'est pourquoi le compresseur volumétrique en général et le compresseur de cabine centrifuge en particulier sont de loin préférables pour le dispositif anesthésique de cette invention. 5. B. Le compresseur volumétrique Un compresseur volumétrique est une pompe qui absorbe une masse d'air d'un volume donné pour la restituer sous un volume plus petit. Parmi les nombreux types de compresseurs volumétriques, seuls ceux du type Roots conviennent pour la pressurisation des avions. Un compresseur Roots se compose d'un boîtier renfermant deux rotors en forme de huit. II y a 10. un espace libre entre les rotors et entre chaque rotor et le boîtier. L'air est comprimé entre les rotors qui tournent tous les deux à la même vitesse. Ce compresseur offre l'avantage d'être efficace et propre et convient parfaitement au dispositif de cette invention. Sur le Fokker F27, deux compresseurs Roots permettent d'obtenir une altitude cabine de 8 000 pieds à une altitude pression de 20 000 pieds. Ce mécanisme a tou- 15. tefois le défaut d'émettre un sifflement très bruyant qui exige l'installation d'un silencieux et d'avoir un rendement insuffisant pour les altitudes où évoluent les avions à turboréacteurs. C'est pourquoi pour ces derniers l'option sera faite plutôt pour le compresseur de cabine centrifuge, comme mode préférentiel de réalisation du dispositif d'administration d'anesthésiques volatils, en vol. 20. C. Le compresseur de cabine centrifuge La figure 4 illustre un compresseur centrifuge, composé d'un rotor muni d'aubes radiales et d'une enveloppe appelée diffuseur et dont la circonférence est garnie de canalisations divergentes. L'air est aspiré au centre du rotor puis accéléré et projeté dans le diffuseur. La force centrifuge appliquée à l'air lui donne sa première augmentation de pression. Ensuite, l'énergie 25. cinétique acquise par le mouvement radial dans le rotor est transformée en énergie de pression, en accord avec le principe de Bernoulli sur le mouvement des fluides dans les conduites divergentes. Le compresseur centrifuge peut être entraîné par le moteur au moyen d'une boîte d'engrenages qui réduit et régularise automatiquement la vitesse de rotation du compresseur. Cette 30. régulation se fait en fonction de la vitesse de rotation du moteur et de la pression atmosphérique qui influe sur la demande en air pressurisé. Sur les avions à turbohélices, la vitesse de rotation presque constante des moteurs permet de se dispenser de la boîte d'engrenages et il y a alors une liaison directe entre l'arbre de la turbine et le compresseur centrifuge. Dans les avions à turboréacteurs, les compresseurs centrifuges sont entraînés par une turbi- 5. ne elle-même alimentée par l'air comprimé prélevé à l'un des étages du compresseur des moteurs. En faisant varier le débit d'air de prélèvement on peut contrôler avec précision la vitesse de rotation du turbocompresseur. En outre, ce système incorpore habituellement un dispositif de contrôle de survitesse, qui réduit le débit lorsque la turbine atteint un régime donné. Ce dispositif permet d'éviter que les extrémités des aubes du compresseur n'atteig- 10. nent la vitesse du son. En régime sonique, le compresseur perd rapidement son efficacité. Un compresseur centrifuge typique a une vitesse de rotation de 15 000 à 18 000 r/min au niveau de la mer et de 40 000 à 45 000 r/min à 40 000 pieds. Le dispositif de survitesse ferme la vanne d'arrêt du compresseur, dès que la vitesse atteint 50 000 r/min. Mieux que le compresseur volumétrique propre, les compresseurs centrifuges seront utilisés pour le mélan- 15. ge air + anesthésique volatil avant de la laisser diffuser en cabine ou cockpit par les buses de sortie plus ou moins individualisées de l'habitacle. D. Le prélèvement de l'air sur les compresseurs des turboréacteurs C'est le principe d'alimentation en air comprimé que la plupart des constructeurs retiennent le plus souvent, particulièrement pour les avions d'un modèle récent, tant pour sa simplicité que 20. pour son efficacité. C'est pourquoi cette description le reprend en détail et permet de comprendre d'où provient l'air qui sera éventuellement utilisé dans le mélange anesthésique. Sur la plupart des modèles, le prélèvement se fait au niveau du huitième étage du compresseur avec une possibilité de prélèvement au treizième ou au quinzième étage, lorsque les moteurs sont à bas régime ou lorsque la demande en air pressurisé est forte. Au sol, l'air 25. comprimé destiné au conditionnement peut aussi provenir d'un prélèvement sur le groupe auxiliaire de bord ou sur un groupe pneumatique de parc. L'air est habituellement prélevé sur chaque moteur pour alimenter une gaine pneumatique commune qui alimente à son tour deux ou trois groupes de conditionnement d'air. L'abouchement du système anesthésique peut se faire à ce niveau avec des proportions des gaz anesthésiques adaptées dans l'airdestiné à la 30. respiration en cabine et/ou en cockpit. Chaque vanne de prélèvement est normalement commandée depuis le poste de pilotage par un bouton à deux positions. En position ouverte, la vanne règle la pression de prélèvement, s'ajuste et si nécessaire se ferme si les températures de prélèvement deviennent excessive; elle empêche l'inversion du flux, sauf si les interrupteurs d'allumage sont en position de démarrage des moteurs. A ceci s'ajoute naturellement la nécessité d'une commande à distance de ce dispositif lors de la prise de contrôle de l'avion par administration d'anesthésie 5. à partir du PC. En position fermée, la vanne coupe l'alimentation d'air de prélèvement. 5.2.2.4.2. LE CONTRâLE DE LA TEMPÉRATURE Le système de contrôle de la température de l'air de pressurisation d'un avion a pour fonction principale d'abaisser la température de l'air chauffé par compression à un niveau convenable pour les occupants. Deux systèmes de refroidissement sont couramment utilisés: le groupe 10. turborefroidisseur, ou ACM (de l'anglais Air Cycle Machine) et le circuit à liquide frigorifique. A. Le groupe turborefroidisseur Le groupe turborefroidisseur comprend principalement un échangeur de chaleur, un ventilateur et une turbine. L'air provenant du compresseur est d'abord refroidi par l'air dynamique, avant d'être mélangé à l'anesthésique. Le groupe turborefroidisseur comprend principalement 15. un échangeur de chaleur, un ventilateur et une turbine. L'air provenant du compresseur est d'abord refroidi par l'air dynamique dans un échangeur de chaleur. Cet échangeur de chaleur est un radiateur dans lequel circule l'air pressurisé et qui baigne dans l'air dynamique. Une turbine entraîne un ventilateur qui fait circuler l'air dynamique encore plus vite. Or cette turbine est elle-même mise en rotation par l'air pressurisé qui arrive de l'échangeur de chaleur. En 20. entraînant la turbine, l'air se décharge d'une partie de son énergie sous forme de chaleur, ce qui abaisse encore plus sa température. L'air froid peut alors être utilisé pour le conditionnement de l'air de la cabine. Sur un avion à réaction moderne en vol à basse altitude, ce système peut fournir de l'air à 10 C par un jour de grande chaleur ambiante. Il est évident que cette température serait bien trop basse pour les passagers; l'air froid doit être 25. mélangé à de l'air chaud pour atteindre une température convenable. Tel quel, ce système de conditionnement d'air est toutefois peu efficace au sol où il ne peut fournir le refroidissement adéquat, lorsque la température extérieure est élevée. On lui préfère le groupe turborefroidisseur auto-entretenu. Ce groupe se caractérise par ses deux échangeurs de chaleur entre lesquels on trouve un 30. étage de compression. L'air chaud sous pression passe par un premier échangeur de cha- leur, appelé échangeur primaire ou prérefroidisseur, qui est refroidi par l'air dynamique. L'air prérefroidi est ensuite dirigé vers un compresseur qui élève encore davantage sa pression. Ce compresseur est entraîné par la turbine de refroidissement. A sa sortie du compresseur, l'air est à nouveau refroidi dans l'échangeur de chaleur secondaire, puis canalisé vers la turbine de refroidissement où sa pression est ramenée, par expansion, à un niveau plus bas tandis qu'une grande partie de sa chaleur est dissipée par l'absorption d'énergie. L'air de prélève- 5. ment peut aussi être partiellement dérivé vers une turbine qui entraîne un ventilateur faisant circuler l'air de refroidissement des échangeurs lorsque l'avion est au sol. Du carburant, de l'eau ou de l'hydrogène liquide peuvent aussi! remplacer l'air dynamique comme agent de refroidissement dans les échangeurs. On utilise souvent le groupe turborefroidissement auto-entretenu sur les avions équipés de 10. compresseurs de cabine entraînés par le moteur. La raison est que ces compresseurs fournissent une pression trop faible pour produire une détente suffisante à l'étape du refroidissement. En forçant la turbine à entraîner un compresseur qui à son tour augmente la pression de l'air fourni à cette turbine, on provoque un taux de compression plus élevé qui implique une chute de température plus grande au niveau de la turbine. 15. B. Le circuit à liquide frigorifique Nous connaissons déjà le principe du circuit à liquide frigorifique que nous avons étudié plus haut. Le circuit à liquide frigorifique est certainement le moyen le plus efficace de refroidir l'air bien qu'il soit plus lourd que le groupe turborefroidisseur. Parce que plus complexe et exigeant davantage d'entretien que le système sans liquide, ce circuit ne se rencontre plus sur 20. les avions récents. La plupart des avions peuvent être alimentés au sol par un groupe de parc. Il en existe de deux types: le groupe de parc pneumatique, qui fournit de l'air sous pression pour alimenter les groupes de conditionnement d'air de l'avion, et le groupe de parc de climatisation, qui envoie de l'air conditionné directement dans les gaines de distribution de l'avion. A l'heure 25. actuelle cependant, la tendance va vers l'indépendance face aux services au sol et une dépendance plus grande vis-à-vis du groupe auxiliaire de bord (APU). La température de l'air conditionné est réglée automatiquement par une boîte de commande. Celle-ci reçoit des informations de sondes thermométriques placées à différents endroits et transmet des impulsions aux vannes de mélange d'air chaud et d'air froid, en fonction de la 30. température sélectionnée sur le thermostat. Sur les avions à cabine large, l'équilibrage des températures entre les différentes zones peut poser des problèmes qui ne peuvent être résolus que par l'adjonction d'éléments électriques chauffants dans les gaines d'alimentation des zones critiques. Il est en effet plus facile d'ajouter localement de la chaleur à l'air que d'en enlever. 5.2.2.4.3. LE CONTRâLE DE L'HUMIDITÉ L)ANS L'AVION Bien que certains types d'avions anciens soient équipés d'humidificateurs d'air, il apparaît que 5. le contrôle du niveau d'humidité de l'air n'est pas une préoccupation majeure des constructeurs. Les normes courantes spécifient un niveau moyen de 30 % d'humidité relative, ce qui représente un air plutôt sec. Au lieu d'humidificateur. Les circuits de conditionnement d'air sont équipés d'extracteurs d'eau qui servent à éviter une précipitation sous forme de goutte-lettes dans les conduits et la cabine, lorsque l'air extérieur contient une quantité appréciable 10. d'eau. Ce dispositif est habituellement situé à la sortie de la turbine de refroidissement où la chute de température initiale transforme l'humidité de l'air en gouttelettes en suspension. Dans le séparateur d'eau, les particules d'eau sont entraînées dans un tourbillon qui les projette contre les parois. L'eau est recueillie à la base du séparateur et évacuée vers l'extérieur. Un clapet de dérivation permet à l'air de passer à travers le condenseur si ce 15. dernier est obstrué par de la glace ou si l'avion est au-dessus de 20 000 pieds. A cette altitude, il n'y a pratiquement plus d'humidité dans l'air ambiant: en dérivant l'air de pressurisation on évite la perte d'énergie qu'impose le séparateur. 5.2.2.4.4. LA RÉGULATION DE LA PRESSION A L'INTERIEUR DE L'AVION La vanne de régulation de l'échappement constitue l'organe essentiel du contrôle de la pres 20. sion dans la zone pressurisée. Cette vanne permet de maintenir une ventilation constante et des proportions de gaz au niveau de la cabine pressurisée. Elle n'est pas influencée par les fuites dans la cellule puisqu'elle constitue elle-même une fuite contrôlée qui s'ajoute aux autres de telle façon que l'échappement total est contrôlé. Selon le volume de la zone pressurisée, il peut y avoir une ou plusieurs vannes de régulation 25. dans un avion. Les vannes sont habituellement placées dans le compartiment inférieur du fuselage. Des ouvertures situées soit au niveau du carénage d'emplanture, soit dans le revêtement de fuselage, servent de passage à l'échappement. Le principe de fonctionnement de la vanne de régulation est simple: au fur et à mesure que l'avion monte, c'est-à-dire pendant que la pression ambiante s'abaisse, la vanne diminue son 30. débit afin de maintenir une pression respirable à l'intérieur de l'avion. En croisière à altitude constante, la vanne ajuste son ouverture pour maintenir une altitude cabine constante. La régulation se fait automatiquement. Une baisse de pression d'air de pressurisation ou une fuite supplémentaire soudaine provoquent - un mouvement de la vanne pour réduire l'échappement. La pression différentielle définit la différence entre la pression de l'air ambiant et celle de l'air à 5. l'intérieur de la cabine. La cellule de chaque avion est conçue pour supporter une pression différentielle donnée. Pour éviter de dépasser cette pression différentielle, on installe une soupape différentielle qui s'ouvre automatiquement quand on atteint la valeur définie par le constructeur. Cette soupape différentielle peut être intégrée à la vanne de régulation d'échappement ou en être séparée. Telle que nous l'avons succinctement décrite, la vanne de 10. régulation d'échappement maintiendrait la pression du niveau de la mer à l'intérieur de la zone pressurisée jusqu'à ce que la soupape différentielle entre en action. Si cela se produisait, l'avion atteindrait à un moment donné au cours de la montée, l'altitude de la pression différentielle maximale et le contrôle de la pression intérieure serait assuré, non plus par la vanne de régulation, mais par la soupape différentielle qui n'est pas faite pour ça et qui 15. est donc incapable de maintenir une pression interne (ou altitude cabine) constante. Chaque variation d'altitude de l'avion se traduirait par une variation symétrique de l'altitude cabine. Etant donné que l'être humain peut encore respirer confortablement jusqu'à 8 000 pieds, il est plus efficace de choisir à l'avance une altitude cabine de l'avion à partir de laquelle commence la pressurisation. 20. En disant que l'avion ne se trouve pas à la même altitude que la cabine, il n'est pas question, bien entendu, que l'avion abandonne sa cabine quelque part en chemin! Il s'agit tout simplement d'un jargon technique pour indiquer que cabine et avion sont à des altitudes pression différentes. Supposons qu'un avion soit équipé d'une vanne de régulation d'échappement qui commence 25. à pressuriser à 8 000 pieds. L'avion et la cabine montent (pas forcément au même rythme) jusqu'à 8 000 pieds, puis la vanne de régulation entre en action. Elle peut maintenir 8 000 pieds d'altitude cabine jusqu'à une certaine altitude pression, 24 000 pieds par exemple, où on atteint la pression différentielle maximale et la soupape prend le relais. De cette façon, depuis 8 000 pieds jusqu'à 24 000 pieds, on maintient une altitude cabine constante de 8 000 30. pieds. La marge d'altitude où la vanne de régulation peut maintenir l'altitude cabine constante correspond toujours aux altitudes normales de vol de l'avion. Puisque la cabine sert de lieu d'échange respiratoire de l'air conditionné et éventuellement d'anesthésique volatil, le réglage de régulation d'altitude cabine peut être fixe, comme dans le cas de notre exemple (8 000 pieds) et comme cela se fait régulièrement, ou réglable pour permettre au pilote de choisir l'altitude cabine en fonction du vol prévu et de façon à rester en dehors de la zone d'entrée en action de la soupape. L'altitude cabine doit pouvoir se régler également au niveau du PC, lorsque ce dernier prend la main pour le pilotage de façon à con- 5. contrôler parfaitement les échanges gazeux des organismes à bord. L'avion et la cabine montent jusqu'à 8 000 pieds, mais pas forcément au même rythme, nous entendons par là qu'ils n'ont pas le même taux de montée. La boîte de contrôle de la vanne de régulation incorpore un bouton de contrôle de la vitesse verticale de la cabine, car l'on sait que les variations rapides de pression lors des montées et des descentes sont très pénibles 10. pour les oreilles et les sinus des occupants. Pour les avions non commerciaux, on considère que 500 pieds par minute est une vitesse de montée confortable et 300 pieds par minute en descente permettent un équilibrage sans douleur de la pression dans les oreilles et les sinus. Pour les avions de transport commerciaux, on recommande des taux de montée et de descente d'environ 150 pieds par minute. 15. Au cours des montées et des descentes, un membre de l'équipage de conduite devra veiller à ce que la pression différentielle n'excède pas le maximum afin d'éviter que le contrôle soit pris en charge par la soupape. Si la pression différentielle approchait du maximum, il faudrait soit réduire la vitesse verticale de l'avion, soit augmenter la vitesse verticale de la cabine. La descente étant généralement plus rapide que la montée, on recommande de faire descendre 20. la cabine un peu avant l'avion pour leur permettre de se rencontrer quelque part juste avant l'atterrissage. Cela n'est possible, bien sûr, que si l'on n'a pas atteint en croisière l'altitude de pression différentielle maximale. L'important est d'éviter que l'avion ne rattrape la cabine trop tôt avant l'atterrissage, car dans ce cas la cabine descendrait au même taux que l'avion. Le taux de changement de pression est particulièrement rapide et éprouvant pour les oreilles 25. dans les quelques 2 000 ou 3 000 pieds qui précèdent l'atterrissage. Avec les dispositifs de contrôle évolués, on peut afficher sur un cadran l'information de pression barométrique (calage d'altimètre) et l'altitude de l'aéroport. De cette façon on a toutes les chances que cabine et avion se rencontrent à l'atterrissage. Le pilote peut choisir la vitesse verticale selon les circonstances. Toutefois, le bouton de vites- 30. se verticale est muni d'un seul repère qui correspond à environ 500 pieds par minute. Quant au calage altimétrique, il permet d'afficher le calage d'altimètre en vigueur. Cette particularité permet de faire les réglages précis de l'altitude cabine pour réduire le temps de pressurisation non contrôlée avant l'atterrissage. Les instruments qui accompagnent le système de pressurisation sont le variomètre de cabine et un cadran qui regroupe les indications d'altitude cabine et de pression différentielle. Ce sont des instruments barométriques reliés à une prise statique située à l'intérieur de la zone pressurisée, bien que la pression statique extérieure soit nécessaire au fonctionnement de 5. l'indicateur de pression différentielle. Ces données tout comme celles relatives à la dépressurisation doivent être transmises au PC lors de la prise en main du pilotage par le PC et au besoin corriger le vol depuis le PC en influant sur le mécanisme de régulation. En plus de la vanne de régulation d'échappement et de la soupape différentielle, un avion pressurisé est équipé d'un clapet de sécurité contre la dépression. Il permet d'équilibrer les 10. pressions au cas où la pression ambiante serait accidentellement plus forte que la pression interne du fuselage. Un avion est construit pour retenir la pression à l'intérieur et non pas pour subir des pressions de l'extérieur. Le clapet de sécurité est un petit volet papillon s'ouvrant vers l'intérieur et maintenu fermé par un ressort très léger. Sur certains avions, les joints d'étanchéité des portes servent de clapet de sécurité contre la dépression. 15. 5.2.3. LE MÉCANISME DE RÉGULATION Le type de régulateur d'échappement, encore largement utilisé sur les multimoteurs à pistons et sur la plupart des avions d'affaires à réaction, regroupe dans un même boîtier le mécanis- 20. me de régulation et la vanne elle-même. C'est un dispositif à commande pneumatique qui tire son énergie de la différence de pression pouvant exister entre l'intérieur et l'extérieur. Les avions de transport à réaction modernes sont équipés de commandes de vanne électriques, capables de fonctionner au courant alternatif en temps normal et au courant continu en cas d'urgence, avec une possibilité de transfert en mode mécanique. Toutefois, l'étude du systè- 25. me pneumatique devrait permettre de comprendre les objectifs d'un système de contrôle de pressurisation et la manière de les atteindre. Il s'agit ici d'une installation du type à altitude cabine prédéterminée, c'est-à-dire sans ajustement possible de la part du pilote. L'ensemble combiné régulateur-vanne d'échappement fonctionne selon deux modes: le mode isobarique, qui maintient la cabine à la pression choisie, et le mode différentiel qui 30. ajuste la pression cabine en fonction de la limite de pression différentielle. En mode différentiel, la vanne sert de soupape différentielle. A chaque mode correspond un dispositif particulier à l'intérieur de la vanne. 5.2.3.1. Le régulateur est une pièce cylindrique fixée sur la face interne du fuselage à l'intérieur de la zone pressurisée. La figure 4 représente la vue en coupe de l'ensemble combiné régulateurvanne d'échappement et les explications qui suivent font référence à l'illustration. La partie inférieure 5. de cet ensemble peut s'ouvrir à l'air ambiant pour laisser l'air pressurisé de la cabine s'échapper à un taux contrôlé. Elle comprend un socle ajouré à travers lequel circule l'air d'échappement. La vanne d'échappement, située à l'intérieur du socle, coulisse sur une tige pilote. Cette vanne est soumise, d'une part, à la pression régnant dans la chambre de référence (située dans le couvercle du régulateur) et à la tension d'un ressort calibré sur sa 10. face supérieure, et, d'autre part, à la pression dans la chambre pneumatique sur sa face inférieure. Cette chambre pneumatique est formée par la face inférieure de la vanne d'échappement et par la face supérieure de la plaque écran, elle-même reliée à la vanne d'échappement par l'intermédiaire d'un diaphragme en caoutchouc. Des orifices non restreints laissent pénétrer librement l'air de cabine à l'intérieur de la chambre pneumatique. Ainsi, la position de 15. la vanne d'échappement, et par conséquent le taux d'échappement de l'air hors de la cabine, est fonction de la différence entre la pression à l'intérieur de la chambre pneumatique (pression à l'intérieur de la cabine) et la pression à l'intérieur de la chambre de référence. La chambre de référence renferme les systèmes de commande des modes isobariques et différentiels. Elle est limitée par le couvercle du régulateur, par la face supérieure de la vanne 20. d'échappement et par un soufflet qui relie la vanne d'échappement au couvercle. L'air de cabine y pénètre par un orifice calibré et s'échappe par des clapets à bille. Tant que l'ouverture de ces clapets à bille est plus grande que l'orifice d'entrée d'air de la cabine, la pression qui règne dans la chambre de référence est inférieure à la pression dans la cabine puis-que l'air peut s'évacuer vers l'atmosphère plus vite qu'il ne rentre. Dans ce cas, la pression 25. dans la chambre pneumatique (pression cabine) est supérieure à la pression dans la chambre de référence. Si la force développée par cette différence de pression est supérieure à la tension du ressort de la vanne d'échappement, cette dernière est repoussée vers le haut et laisse une plus grande ouverture pour que l'air de la cabine s'échappe vers l'atmosphère. Plus la différence de pression est grande, plus le ressort est comprimé et plus l'air s'échappe 30. librement. Le diaphragme bascule et ouvre le clapet à bille du système de commande du mode différentiel. L'air de la chambre de référence a maintenant un autre orifice pour s'échapper et sa pression chute. Le soufflet de contrôle du mode isobarique s'allonge à cause de la baisse de pression et le clapet à bille qu'il contrôle se ferme complètement. Le diaphragme du mode différentiel prend maintenant le contrôle de la pression dans la cabine. Le système de contrôle de mode différentiel est équipé d'une vis de réglage qui agit sur la tension d'un petit ressort qui s'oppose à la différence de pression sur les faces du diaphragme. Si la force produite par 5. la différence de pression excède la tension du ressort, le clapet à bille s'ouvre et laisse s'échapper l'air de la chambre de référence, ce qui provoque un mouvement de la vanne d'échappement vers une plus grande ouverture. Le point d'équilibre entre la tension du ressort et la force produite par la différence de pression correspond à la pression différentielle de calcul définie par le constructeur pour le type d'avion concerné. Une altitude cabine plus 10. basse (pression plus haute), il faut augmenter la tension du ressort. Les mécaniciens effectuent le réglage de la vis d'ajustement du mode isobarique lors du calibrage au sol. Habituellement, l'altitude cabine choisie est de l'ordre de 7 000 à 8 000 pieds. Dans d'autres systèmes, la vis de réglage est remplacée par un dispositif commandé à partir du poste de pilotage (sélecteur d'altitude cabine) pour que le pilote conserve le contrôle de l'altitude cabine 15. à l'intérieur de son appareil. Le mécanisme du régulateur est conçu de façon à ce que la vanne d'échappement ne puisse jamais être complètement fermée afin d'assurer le renouvellement continu de l'air dans la cabine. Ceci permet de maintenir un taux constant d'anesthésique volatil à inhaler dans l'air ambiant. Lorsque l'avion monte, la pression dans la cabine, et par conséquent dans la chambre de 20. référence diminue. Le soufflet à vide partiel (partie droite de la chambre de référence, soumis à une pression décroissante, s'allonge de la même façon que les capsules anéroïdes d'un altimètre se gonflent lors d'une baisse de pression. Le levier auquel est relié le soufflet repousse progressivement le clapet à bille vers la fermeture. L'air de la chambre de référence s'évacue alors moins facilement et sa pression augmente. La différence de pression entre la 25. chambre de référence et la chambre pneumatique diminue et le ressort calibré tend à fermer la vanne d'échappement. A ce moment, le régulateur commence à fonctionner en mode isobarique, c'est-à-dire qu'il maintient une pression constante à l'intérieur de la cabine. En effet, toute diminution de pression dans la cabine est immédiatement détectée par le soufflet à vide partiel qui s'allonge pour provoquer un mouvement du clapet à bille vers la fermeture. 30. Cela a pour conséquence de faire monter la pression dans la chambre de référence et de réduire la différence de pression entre les deux faces de la vanne d'échappement. La vis de réglage du mode isobarique qui s'oppose à la contraction du soufflet. Plus ce ressort est tendu, plus le clapet est attiré vers la fermeture et plus la pression dans la chambre de référence peut monter. Le point d'équilibre entre ces deux forces antagonistes définit le préréglage de l'altitude cabine de l'avion. 5.2.3.2. Mode différentiel Si l'avion continue son ascension, il atteint éventuellement une altitude où la différence entre 5. la pression ambiante et la pression de la chambre de référence est telle que le diaphragme de contrôle du mode différentiel (partie gauche de la chambre de référence), qui sépare les deux zones de pression, est repoussé vers le haut. En d'autres mots, la pression dans la chambre de référence est trop forte par rapport à la pression ambiante. A ce moment-là, le levier relié au régulateur. Si l'on veut accroître la pression différentielle, il faut augmenter la tension du 10. ressort. Le contrôle de la vitesse verticale de la cabine s'effectue au moyen d'un pointeau réglable qui restreint les échanges entre la chambre de référence et l'air ambiant. Ce dispositif n'est pas illustré sur le schéma. Quant au clapet mû par un solénoïde qui apparaît sur le schéma, il est commandé depuis le poste de pilotage pour mettre la chambre de référence en communica 15. tion directe non restreinte avec l'air extérieur. Cela a pour effet d'abaisser la pression à l'intérieur de cette chambre et d'ouvrir tout grand la vanne de régulation d'échappement pour dépressuriser la cabine. Certains avions sont en outre équipés de dispositifs d'évacuation rapide de l'air sous pression hors de certaines zones particulières. Ce sont souvent les soutes qui peuvent être dépressurisées rapidement pour étouffer un incendie qui aurait pu s'y 20. déclarer. Pour suppléer à une panne du dispositif de contrôle du mode différentiel, l'avion est muni d'une ou deux soupapes de sûreté qui laissent échapper l'air de la cabine quand la pression atteint une valeur légèrement supérieure à la valeur de réglage des clapets de contrôle différentiel du régulateur. 25. Telles sont les conditions de pressurisation et de conditionnement d'air qui conviennent parfaitement à une anesthésie légère ou une narcose. L'inconscience qui en découle est mise à profit pour rendre inoffensifs d'éventuels ravisseurs d'un vol, les neutraliser et les cueillir endormis et surtout vivants à l'atterrissage de l'avion. A partir de l'induction de l'anesthésie la main est aussitôt prise au sol ou dans la petite cabine isolée pour le pilotage et l'atterrissage 30. automatiques sur l'aéroport le plus proche et à même de procéder au réveil de l'ensemble des occupants de l'avion qui ont subi les effets des anesthésiques, en conditions de pressurisation. 5.2.4. ANALYSE D'UN PROFIL DE VOL EN PRESSURISATION Pour bien comprendre le fonctionnement d'un système de pressurisation, il est intéressant d'analyser le profil de vol d'un avion type où nous pouvons observer simultanément la situation des pressions à l'intérieur et à l'extérieur de la cabine. II s'agit par exemple ici de la desc- 5. ription du Boeing 737, dont le système de pressurisation est équipé d'un mode automatique. Avant le décollage, l'équipage affiche l'altitude prévue du vol et l'altitude de l'aéroport de destination. L'altimètre du pilote fournit à la boîte de contrôle les données de calage altimétrique. La boîte de contrôle programme un profil d'altitude cabine correspondant au profil de vol choisi pour exploiter la plus grande pression différentielle possible et elle envoie ses ordres au 10. régulateur d'échappement. Les taux de descente et de montée de la cabine sont gardés au niveau le plus faible compatible avec les taux réels de l'avion. 5.2.4.1. LA CIRCULATION D'AIR DANS LE FUSELAGE L'air circule dans des gaines en acier, en aluminium ou en matière plastique. L'air chauffé par compression et dont la température dépasse les 200 C exige des gaines en acier inoxydable. 15. Pour les températures inférieures à 100 C, un alliage d'aluminium souple convient parfaite-ment. Les gaines en plastique servent à distribuer l'air conditionné et forment la partie la plus longue du circuit de circulation d'air. Il peut charrier dans la même direction le rejet respiratoire d'anesthésiques inhalés avec l'air. Les variations considérables de température qui peuvent se produire dans les gaines vont 20. provoquer des contractions et des dilatations thermiques qu'il faut compenser par des soufflets et des supports articulés. Ces précautions s'imposent si l'on veut préserver l'étanchéité des gaines. L'air chaud provenant des groupes de conditionnement d'air circule habituellement dans une gaine installée le long de la ligne centrale. Les avions évoluant en haute altitude sont soumis 25. à des températures extrêmement basses; c'est pourquoi ils sont souvent équipés d'un circuit de distribution d'air qui passe dans les parois du fuselage pour les réchauffer. Le circuit débouche au-dessus de la tête des passagers auniveau des coffres à bagages. Ce serait en effet très désagréable pour les passagers de s'asseoir à côté d'un mur glacial qui créerait de plus un mouvement d'air descendant, générateur de courants d'air au niveau du plancher. 30. L'air circulant dans les parois maintient les surfaces intérieures à la température de la cabine et réduit les pertes en chaleur directes, puisque l'effort de refroidissement de l'air exigé des groupes de conditionnement est moindre. De plus, l'air est dès sa sortie à la température de la cabine. Il en sera de même des anesthésiques qui chemine parallèlement de les circuits appropriés. L'air froid circule habituellement dans des gaines situées à l'intérieur des compartiments de 5. rangement supérieurs et il est distribué par des buses d'air individuelles orientables. L'air de la cabine s'échappe généralement par le plancher pour aller alimenter en air frais les soutes à bagages et les compartiments d'équipements électroniques. II peut ainsi charrier dans la même direction le rejet respiratoire d'anesthésique inhalé avec l'air vicié. Des ventilateurs électriques placés à des endroits stratégiques aident à activer la circulation d'air. 10. Sur certains modèles, il est nécessaire d'installer des bouches d'évacuation d'air dans le plafond de la cabine pour éviter l'accumulation d'air chaud enfumé. Le poste de pilotage demande habituellement un approvisionnement d'air chaud plus important que la cabine des passagers à cause des grandes surfaces vitrées non isolées qui occupent une grande partie de la surface des parois. De plus, le désembuage de ces surfaces vitrées demande encore 15. plus de chaleur. Le circuit de ventilation du poste de pilotage comprend habituellement des arrivées d'air climatisé au plafond et dans la région des palonniers, des arrivées d'air chaud dans les dégivreurs du pare-brise et des buses orientables d'air froid au niveau du visage et de la poitrine des membres de l'équipage (figure 1). Les buses de sortie du mélange anesthésique sont disposées non seulement au plafond mais encore au plancher et dans les 20. flancs de l'avion et s'ouvrent automatiquement. Ce circuit sera emprunté par le gaz anesthésique volatile en cas de besoin de façon exclusive si destinée au cockpit et ou à la cabine: ceci indépendamment des circuits d'oxygènes que nous décrivons ci-après. 5.3. LES CIRCUITS D'OXYGÈNE DANS L'AVION 25. Lors de la dépressurisation brutale d'un avion, qui pourrait être causée par la rupture locale de l'enceinte pressurisée ou une panne du circuit d'alimentation en air comprimé, il faut pouvoir maintenir l'oxygénation normale des occupants. A 40 000 pieds, un être humain aurait seulement quelques secondes de conscience s'il se trouvait soudainement exposé à la pres- 30. sion d'air extérieure. Cette modalité peut également être utilisée pour induire l'inconscience dont l'entretien se ferait ensuite par inhalation d'anesthésique et de l'oxygène. La dépressurisation en altitude nuit aux passagers, c'est certain, mais elle pose un problème encore bien plus sérieux aux pilotes qui doivent avoir toute leur conscience pour établir une descente rapide et sécuritaire jusqu'à une altitude où l'on peut respirer normalement. Sans oxygène de secours, les passagers ne seraient. pas exposés, en fonctionnement normal, à un danger grave en cas de dépressurisation, à condition que l'avion descende rapidement jus- 5. qu'à environ 14 000 pieds. L'évanouissement qui survient à une altitude plus haute disparaît immédiatement et sans séquelle dès que les conditions s'améliorent ou dès que l'oxygénation reprend. C'est pourquoi il y a nécessité de l'entretenir, en cas de besoin, de sorte que pressurisation ou dépressurisation accidentelle ou non, les moyens d'agir ne manqueront pas à celui qui du sol 10. reprend les commandes de l'avion. Il est toutefois préférable de garder les passagers conscients avec de l'oxygène de secours en cas de dépressurisation accidentelle! L'oxygène peut aussi servir à assurer la respiration normale quelle que soit l'altitude cabine lorsque l'habitacle est envahi, par exemple, par des fumées toxiques. C'est une des raisons pour laquelle le masque à oxygène de secours des membres d'équipage de conduite couvre habi- 15. tuellement tout le visage afin d'assurer la protection des yeux. Si l'équipement d'oxygène ne comprend que le masque oro-nasal simple (c'est-à-dire couvrant le nez et la bouche), il est complété par des lunettes étanches que les membres d'équipage portent lorsque le poste de pilotage est envahi par la fumée. C'est l'oxygénation d'urgence, dont les circuits doivent rester absolument indépendants des circuits d'anesthésique et de conditionnement d'air avec buses 20. de sorties disposées, comme décrit ci-dessus, aussi bien au niveau du plafonnier que dans les flancs et le plancher de l'avion. II faut se rappeler aussi que la mise en route des circuits anesthésiques bloque automatiquement les circuits d'oxygène parallèles par un verrou des trappes enclenché automatiquement. Souvent, les petits avions capables de voler aux altitudes moyennes (entre 15 000 et 25 000) 25. sont régulés par du fil à freiner, lorsque la bouteille est installée sur l'avion. Les bouteilles sont souvent munies d'un disque de sûreté qui a la propriété de se rompre lorsque, à la suite d'un échauffement, la dilatation des gaz fait monter la pression à une valeur anormale (18 300 kPa). Lorsque le disque se brise, tout l'oxygène s'évacue par un conduit à l'extérieur de l'avion. C'est pourquoi il faut distinguer entre eux les différents circuits d'oxygène 30. en faisant la part de ce qui est des circuits normaux de l'avion et de ce qui fait partie des circuits anesthésiques, ceci dans la mesure où la mise en route du système anesthésique bloque automatiquement tout autre apport d'oxygène pur dans l'habitacle. 5.3.1. LES DIFFÉRENTS CIRCUITS D'OXYGÈNE Selon l'objectif visé dans l'installation d'oxygène, on rencontre le circuit à débit continu ou le circuit de type dilution-demande, choisi pour le mode préférentiel de réalisation du dispositif d'invention. 5.3.1.1. Le circuit à débit continu C'est le type de circuit que l'on installe pour fournir l'oxygène d'urgence aux passagers dans les avions pressurisés. Le détendeur est situé à la sortie de la bouteille juste après le clapet de mise en circuit. Le role d'un détendeur est d'abaisser la pression d'un gaz. Dans le cas présent, le détendeur sert à maintenir la pression à une valeur convenable pour la respiration 10. en fonction de l'altitude cabine. Pendant la descente, la pression diminue et le détendeur ferme l'arrivée d'oxygène aux environs de 10 000 pi. C'est làdessus qu'est prélevé l'O2 pour le mélange gazeux anesthésique destiné à l'anesthésie. Un sélecteur permettant de choisir entre le mode automatique ou le mode manuel commande le circuit à débit continu. 15. - Le mode automatique Lorsque survient une décompression soudaine et que l'altitude cabine dépasse une valeur prescrite (de 12 000 à 14 000 pieds, selon les types de circuits), le détendeur d'oxygène pressurise la tubulure de distribution avec une forte pression initiale (coup de bélier) qui fait tomber les masques. Les trappes qui retiennent les masques audessus des passagers sont en effet 20. maintenues en place par un verrou à piston soumis à la pression d'oxygène. Le coup de bélier est assez puissant pour repousser le verrou des trappes. Les masques tombent, en cas de détresse, et se présentent suspendus au bout de leur tuyau souple au-dessus de chaque passager. En tirant sur le masque pour le mettre sur son visage, le passager libère la goupille qui tient le clapet d'arrivée d'oxygène fermé. C'est ce mode de fonctionnement qui se bloque 25. dès lors qu'entre en jeu les circuits d'anesthésique, tout comme le mode manuel d'appoint décrit ci-après. - Le mode manuel Dans le mode manuel, le sélecteur permet normalement au détendeur d'alimenter la tubulure de distribution d'oxygène quelle que soit l'altitude cabine. On alimente de cette façon les prises d'oxygène de premier soin et les masques supplémentaires. Les prises d'oxygène de premiers soins sont placées au voisinage de chaque trappe automatique des masques. Les masques de premiers soins sont habituellement conservés dans des placards de la cabine et sont branchés dans les prises d'oxygène en cas 5. de besoin. Les masques supplémentaires sont placés dans le logement des masques automatiques auxquels ils s'ajoutent en surnombre par rapport au nombre de fauteuils. Ainsi, une rangée de trois sièges génère trois masques automatiques et un masque supplémentaire derrière la même trappe. Ce masque supplémentaire sert d'abord à fournir de l'oxygène en cas de dépressurisation à un enfant tenu dans les bras d'un adulte, mais aussi à donner de 10. l'oxygène à une personne qui en éprouverait le besoin au cours d'un vol normal. Sur la plupart des avions commerciaux, la mise en route du circuit en débit continu de la cabine des passagers est suffisante pour fournir de l'oxygène aux passagers et au personnel de cabine pendant la durée d'une descente d'urgence jusqu'à 14 000 pieds, et à 10 % des passagers depuis l'arrivée à 14 000 pieds jusqu'à destination. 15. 5.3.1.2. Le circuit d'O2 type dilution-demande sur lequel se branche l'arrivée d'anesthésique On rencontre le circuit type dilution-demande dans le poste de pilotage des avions pressurisés et dans l'habitacle des avions non pressurisés qui volent à moyenne et à haute altitude. C'est 20. ce dernier type qui a été choisi pour constituer un système parallèle au circuit d'oxygène pour le dispositif de cette invention. Ce circuit comprend des détendeurs dont le rôle consiste à abaisser la haute pression de la bouteille à celle d'un circuit à basse pression (2 750 kPa) . L'oxygène se dirige ensuite vers des régulateurs. Il y a normalement un régulateur par masque d'oxygène et par buse d'anesthésique. De cette façon, chaque membre d'équipage 25. peut ajuster l'arrivée d'oxygène selon ses besoins. Il en est autrement de l'anesthésique qui lui est commandé à distance et de façon uniforme pour l'ensemble du cockpit, de la cabine ou des deux à la fois, selon les besoins (urgence), doté des moyens d'absorption de CO2 en même temps qu'un gaz frais découplé du ventilateur. Ce n'est donc pas un acte volontaire de la part du passager ou même de l'équipage. 30. Réglé sur NORMAL, le régulateur de dilution fournit une quantité d'oxygène équivalente à celle que l'on trouverait dans l'air à 5 000 pieds. Une certaine quantité d'air est mélangée à l'oxygène à chaque inspiration. Cela explique l'appellation de dilution, puisque l'oxygène est habituellement dilué dans l'air, et de demande puisque c'est l'utilisateur qui, en demandant, c'est-à-dire en inspirant, provoque le mélange d'air et d'oxygène et l'arrivée de ce mélange dans le masque. De même pour l'anesthésique volatile utilisé à la demande l'est par dilution dans l'air conditionné. D'ordinaire, il n'y a aucun débit d'oxygène à l'expiration, contrairement au circuit à débit continu. La quantité d'air mélangée à l'oxygène diminue progressivement 5. jusqu'à 28 000 pieds environ, altitude à laquelle cle l'oxygène pur est fourni sous pression tout comme le gaz anesthésique. Cette pression sert à aider l'utilisateur à inspirer le mélange tout en inhalant l'anesthésique. A partir de 28 000 pieds d'altitude cabine, la pression d'oxygène croît parallèlement à la pression d'anesthésique volatile pour atteindre son maximum à 30 000 pieds, puisque les deux systèmes fonctionnent en parallèle. 10. Tout comme pour l'anesthésique volatile à la demande, le sélecteur d'alimentation en oxygène (SUPPLY) est habituellement bloqué par du fil à freiner en position ON (ouverte). On le mettrait en position OFF s'il y avait une fuite dans le régulateur à un moment où il n'y aurait pas de demande d'oxygène. D'ordinaire, le sélecteur de mélange (NORMAL) permet à l'utilisateur de choisir entre de l'oxy- 15. gène dilué et de l'oxygène pur. En position NORMAL OXYGEN. Il n'y a aucun débit d'oxygène dans le masque en dessous de 5 000 pieds d'altitude cabine. Au-dessus de 5 000 pieds, l'oxygène est mélangé à l'air de la cabine pour fournir un mélange équivalent à celui qu'on respire normalement dans l'air à 5 000 pieds. En position 100 % OXYGEN, il n'y a aucun mélange d'air. L'oxygène arrive pur dans le masque, mais le débit est toujours contrôlé 20. par l'inspiration de l'utilisateur. Cette position sert tout particulièrement lorsqu'il y a de la fumée dans le poste de pilotage. Les mêmes moyens de régulation sont utilisés sous pression à la demande (via la buse et non le masque) non du passager mais de celui qui veut provoquer l'effet narcotique, pour l'anesthésique volatile. Tandis que le sélecteur d'urgence (EMERGENCY) a trois positions. En position NORMAL, 25. l'oxygène arrive d'ordinaire au masque à chaque inspiration de l'utilisateur. Si, dans le régulateur, l'élément sensible à l'inspiration vient à faire défaut, l'utilisateur, en plaçant le sélecteur en position EMERGENCY, reçoit un débit continu d'oxygène pur sous pression, peu importe qu'il inspire ou non. La position TEST MASK provoque un flux d'oxygène dans le masque. Cela permet à l'utilisateur de vérifier le fonctionnement du circuit en sentant le 30. courant d'oxygène sur son visage. Le sélecteur est soumis à un ressort de rappel en position d'essai du masque. Un protecteur empêche la mise accidentelle en position d'urgence. L'actionnement du gaz anesthésique n'est pas, répétons-le, un acte volontaire mais une 2881551 67 action télécommandée, déclenchée à distance à partir du sol, et ne fait pas transiter l'anesthésique par le masque mais plutôt par la buse. L'indicateur de débit (FLOW INDICATOR) indique à l'utilisateur s'il reçoit ou non un flot d'oxygène et d'air dans le masque. Sa couleur blanche indique que le circuit débite dans le 5. masque, mais non l'anesthésique volatile. Quand le débit est commandé par l'utilisateur, l'indicateur clignote en montrant du blanc à l'inspiration seulement. En position EMERGENCY et TEST MASK, un courant continu circule vers le masque et seul le blanc continu est visible sur l'indicateur. Le déclenchement de l'anesthésique volatile bloque automatiquement le déclenchement du masque d'oxygène. 10. L'indicateur de quantité d'oxygène ne donne qu'une notion approximative de ce qui reste disponible dans la bouteille. En fait, cet indicateur est un manomètre et, sur certains modèles, il est gradué en unités de pression plutôt qu'en fractions de quantité totale. 5.3.2. FONCTIONNEMENT DU RÉGULATEUR À DILUTION 15. Le régulateur à dilution représente l'organe essentiel du circuit du type dilution-demande de l'oxygène tout comme de l'anesthésique volatile associé aux moyens d'absorption de dioxyde de carbone en même temps qu'un gaz frais découplé du ventilateur, réalisant ainsi une machine d'anesthésie. Sur la partie gauche du schéma, nous reconnaissons les sélecteurs 20. dont nous avons décrit la fonction plus haut. Le sélecteur d'alimentation commande un pointeau qui dégage l'arrivée d'oxygène au régulateur. Une fois entré, l'oxygène sous pression passe à travers l'indicateur de débit et arrive au clapet de demande. Le clapet de demande peut être commandé automatiquement pour l'oxygène par le diaphrag- 25. me ou manuellement par le sélecteur d'urgence et bloqué par le déclenchement d'anesthésique. Le diaphragme ouvre en fonctionnement normal d'oxygénation le clapet chaque fois qu'une dépression se produit dans le régulateur, c'est-à-dire à chaque inspiration de l'utilisateur. En position d'urgence, le clapet de demande d'oxygène est maintenu ouvert en permanence, ce qui laisse passer l'oxygène en débit continu vers le masque tout en étant 30. quand même mélangé à l'air ou à l'anesthésie, à la demande. Certains modèles, comme celui que nous avons décrit précédemment, ont un sélecteur d'urgence qui ferme aussi l'arrivée d'air de façon que l'utilisateur reçoive en permanence de l'oxygène pur en débit continu. C'est ce circuit qui se bloque lors de l'administration d'anesthésique volatile. Il est bien évident que cette position produit la consommation maximale d'oxygène et ne sert qu'en cas d'oxygénation d'urgence, à la demande. Le sélecteur de mélange en position 100 % ferme l'arrivée d'air et ouvre le clapet d'oxygène 5. supplémentaire de sorte que l'oxygène ne passe plus par le répartiteur d'air. C'est ce clapet justement qui se ferme quand est enclenché l'anesthésique volatile. L'arrivée d'oxygène au masque, en fonctionnement normal, ne se fait toutefois qu'en fonction de la demande (inspiration). Le sélecteur de mélange en position normale laisse passer l'air qui rencontre l'oxygène dans le répartiteur. Ce dernier est un mélangeur commandé par une capsule ané- 10. roïde. A basse altitude, la capsule est écrasée par la pression atmosphérique et le pourcentage d'oxygène est au plus bas. Comme l'altitude augmente, la capsule se dilate et déplace le répartiteur qui laisse une ouverture croissante au passage de l'oxygène. Le clapet d'entrée d'air est à sens unique afin d'éviter l'échappement de l'oxygène par cet orifice. La soupape sert d'échappement à une augmentation accidentelle de pression à l'intérieur 15. du régulateur. Cette surpression serait éventuellement causée par la chaleur. Quant au masque, disons brièvement qu'il est équipé de deux clapets. Le premier est placé à l'arrivée d'oxygène et empêche l'air expiré de passer dans le tuyau d'amenée. L'autre est lingé vers l'extérieur et sert d'échappement à air expiré. Ce circuit est exclusivement réservé à l'oxygène. 5.3.3. LES AUTRES TECHNIQUES L)E STOCKAGE DE L'OXYGÈNE Nous avons déjà mentionné que les bouteilles oxygène gazeux comprimé constituaient la méthode la plus courante pour transporter cet élément à bord des avions, tout comme d'anesthésiques volatils. Il existe toutefois autres méthodes, moins utilisées dans l'avion 25. commercial, mais que nous présentons considération faite du développement toujours possible de leur application, notamment dans le domaine du dispositif d'anesthésique dont le réseau fonctionne en parallèle avec celui de l'oxygène. 5.3.3.1. L'oxygène liquide L'oxygène liquide est d'utilisation très courante dans les avions militaires. Il offre sur les bouteilles l'avantage d'un poids et d'un encombrernent réduits. Un circuit d'oxygène liquide est 20. environ 70 % plus léger et 80 % plus petit que le circuit équivalent d'oxygène gazeux à haute pression. L'élément principal du circuit est un convertisseur d'oxygène liquide qui produit du gaz à basse pression. Il n'est donc pas nécessaire d'inclure un détendeur avant l'alimentation du 5. régulateur qui, lui, reste absolument identique au régulateur à dilution classique. La pression de fonctionnement normale de ce circuit oscille entre 480 et 760 kPa selon le niveau de charge. Une soupape de surpression libère l'oxygène à l'extérieur de l'avion lorsque la pression dépasse 760 kPa. Le convertisseur d'oxygène liquide se présente sous la forme d'une sphère en acier inoxydab- 10. le à parois doubles et isolées par un vide partiel, constituant ainsi une sorte de bouteille isolante (thermos). Pour le recharger, on remplit le contenant intérieur d'oxygène liquide sous pression. Lorsque le circuit est sollicité, l'oxygène liquide passe par un échangeur de chaleur qui le réchauffe et le rend gazeux, pour aboutir ensuite au régulateur. Comme aucune bouteille isolante ne peut être parfaite, il est évident qu'au bout de quelques 15. heures sans utilisation, la chaleur ambiante finit par traverser l'isolant et vient réchauffer l'oxygène liquide qui se vaporise partiellement. Au bout d'une vingtaine d'heures à température moyenne, la soupape de sûreté laisse partir l'oxygène dans l'air extérieur. Cette particularité impose donc de recharger le convertisseur avant chaque vol, ce qui élimine cette méthode comme application au circuit d'oxygène de secours des avions commerciaux. Le 20. coût de cette méthode serait prohibitif sur les avions de transport, quand on sait que les bouteilles à haute pression ne demandent qu'une inspection de routine pour s'assurer qu'elles ont conservé leur charge. Dans les avions militaires, comme on utilise de l'oxygène à chaque vol, cet inconvénient n'existe pas puisqu'il faut de toute façon refaire le plein à chaque fois. 5.3.3.2. L'oxygène chimique 25. À la différence des bouteilles et des convertisseurs d'oxygène, le générateur chimique fabrique de l'oxygène au moment de la demande. Parmi toutes les techniques de stockage, le générateur chimique est le champion de l'encombrement minimal. Le générateur chimique utilise la propriété du chlorate de sodium (NaCIO3) de dégager une grande quantité d'oxygène lorsqu'il est chauffé à 248 C. On peut ainsi obtenir une masse d'oxygène égale 45 % de la 30. masse totale de chlorate. Du fer mélangé au chlorate fournit l'élément de combustion, et l'ensemble est formé d'un pain solide placé dans un récipient cylindrique. Un dispositif de mise à feu (à percussion ou électrique) enflamme ce pain qui se consume lentement et l'oxygène libéré s'échappe du contenant par un raccord approprié. L'oxygène produit est à faible pression, ce qui permet d'utiliser des contenants légers. La distribution dans la tubulure d'amenée aux masques se fait directement, sans détendeur ni régu- 5. lateur, d'où une autre économie de masse. De plus, une installation modulaire, comme par exemple trois masques sur un même générateur, permet d'éviter des tubulures qui courent à travers tout le fuselage. Ainsi, une rupture Vocale n'entraîne par la défaillance de toute l'installation. Il est convenable dans un autre mode de réalisation d'avoir cette usine d'oxygène comme source d'oxygène. 10. II apparaît évident qu'un tel système n'est utile qu'en tant qu'oxygène de secours en débit continu pour la cabine des passagers. Son inconvénient majeur vient du fait que la distribution d'oxygène est préprogrammée et qu'elle ne peut être par conséquent ni contrôlée, ni inter-rompue lorsqu'elle est commencée. Celle-ci peut intervenir par exemple en post-anesthésique, lors de la réanimation et du réveil des passagers et/ou de l'équipage. 15. Un des objectifs principaux de ces moyens de stockage étant d'atteindre l'encombrement et le poids minimaux, nous présentons un schéma comparatif montrant une bouteille d'oxygène comprimé à haute pression, un convertisseur d'oxygène et un générateur d'oxygène chimique. Tous les trois fournissent 3,4 m3 d'oxygène dans les conditions standard. Cependant, il faut se rappeler que ces réservoirs ne peuvent tous répondre à l'ensemble des 20. besoins. C'est pourquoi il est parfois nécessaire de les associer sur un seul et même aéronef, surtout si celui- ci est du type et de la capacité d'un A380. Voyons maintenant les différentes propriétés des gaz anesthésiques volatils. 5.4. Circuits des Gaz anesthésiques associés au conditionnement d'air 26. L'anesthésie générale peut être définie comme une dépression irrégulière descendante du système nerveux. Elle peut être davantage définie comme un état dans lequel certains systèmes physiologiques du corps sont amenés à un état de régulation externe par l'action de 30. divers agents chimiques. Elle est atteinte en fournissant au cerveau par la voie du système respiratoire une concentration suffisante d'un agent en vue de provoquer l'inconscience. C'est l'objectif poursuivi par le dispositif de cette invention, afin d'administrer ces état d'inconscience à toutes ou à une partie des personnes ayant pris place à bord d'un vol détourné. En 1914, Foregger construisit une machine oxyde nitreux oxygène sans réduire les valves. C'était déjà une approche différente des concepts de Heidbrink. Le premier appareil de Gwa- 5. thmey était en effet construit sans valves réduisantes, mais il avait des valves de contrôle. Boyle modifia l'unité de Foregger, et avec peu d'autres modifications c'est la machine d'anesthésie standard utilisée aujourd'hui en Angleterre dont nous reprenons le principe dans le dispositif de notre invention. A travers des années, Foregger améliora le système de va et vient (to-andfro). La compagnie 10. était toujours prête à faire et à fournir des nouveaux instruments et des accessoires d'anesthésie, et l'habileté d'outillage de la compagnie fut appréciée par les anesthésiologistes inventifs pendant de nombreuses années. En 1928 Foregger construisit le premier canister moderne d'absorption de dioxyde de carbone. PI devrait être mentionné que Foregger n'était pas en 1915 seulement intéressé par le problème d'absorption de dioxyde de carbone, mais 15. était également stimulé par les conditions de vie sous-marine pour utiliser le peroxyde de sodium et l'eau pour produire l'oxygène. Du Département de Chirurgie au College des Médecins et de Chirurgiens de Columbia est venu une nouvelle machine d'anesthésie en 1913 appelée l' anesthésiomètre conçu par Karl Connell. Cet appareil pouvait mesurer et mélanger automatiquement vapeurs et gaz, et il 20. était démontré que la tension de vapeur d'éther nécessaire pour produire la narcose chez l'homme était d'environ 50 mm Hg. Plus tard Connell fit un rapport sur l'usage d'un intercoupling de haute résistance pour la prévention des feux et d'explosions du à l'électricité statique. Pendant la dernière décade, l'intérêt dans les agents par inhalation a eu tendance être supp- 25. Ianté par l'anesthésie intraveineuse. L'anesthésie intraveineuse n'a certainement pas supplanté l'anesthésie par inhalation; la vaste majorité d'anesthésiques donnés dans chaque pays utilise des agents par inhalation. Il y a que pour chaque indication cet état de choses continuera dans la pratique clinique, bien que l'usage d'oxyde nitreux décline en ce moment. Une raison en faveur de l'usage continue d'agents par inhalation est, aujourd'hui, la large et 30. croissante disponibilité de machines d'anesthésie qui incorporent l'absorption de dioxyde de carbone en même temps qu'un gaz frais découplé au ventilateur. II y a donc lieu d'adopter sans réserve cette modalité dans le cadre de cette invention, sous réserve d'adapter convenablement le dispositif aux exigences d'un vol aérien. 5.4.1. Anesthésie par inhalation: Les anesthésiques volatils Tous les anesthésiques volatils, excepté le cyclopropane, peuvent être utilisés avec une bonne connaissance de leur spécificité, à savoir: 5.4.1. 1. L'éther 5. S'il est exact que l'éther, en tant qu'agent anesthésique, a quelques propriétés très intéressantes. Qu'à la différence de l'halothane, qui déprime la respiration du patient, l'éther, aux concentrations habituellement utilisées, stimule la ventilation et la fonction circulatoire et, de ce fait, encourage en quelque sorte le patient à l'absorber. Que ceci vous permet, chez les sujets en bon état général, d'utiliser l'air ambiant comme gaz vecteur, tandis qu'avec la plupart 10. des autres agents anesthésiques, dont l'halothane, vous devez utiliser l'oxygène. Que même si vous donnez à une personne une quantité d'éther telle que sa respiration se trouve déprimée, sa fonction cardiaque reste assez bonne, et vous disposez ainsi d'une grande marge de sécurité... Que par ailleurs, c'est le seul agent, parmi ceux décrits ici, que vous pouvez donner à une concentration assez élevée pour obtenir un relâchement musculaire 15. suffisant au cours des interventions chirurgicalesmajeures, tout en ne compromettant pas la sécurité du patient. II n'en reste pas moins vrai que l'éther présente cependant quelques inconvénients, qui limite son utilisation dans l'aviation commerciale: (1 ) Si vous l'utilisez seul, l'induction est lente et désagréable. (2 ) Il est très inflammable dans l'air. (3 ) Le mélange éther-oxygène ou éther-protoxyde d'azote est explosif; mais, le mélange éther-air ne 20. l'est heureusement pas. (4 ) Les nausées et vomissements postopératoires sont très fréquents. (5 ) Son point d'ébullition est si bas que son emploi est peu commode au-dessus de 2 000 mètres d'altitude, encore qu'il ait été utilisé jusqu'à 3 500 mètres. Si vous devez vous servir d'éther à haute altitude, ajouter l'oxygène pour pallier l'insuffisance de la pression partielle d'oxygène dans ces conditions. (Stade d'analgésie jusqu'à l'endormissement 2 ou 3 25. % (induction d'anesthésie avec évaporateur et sans masque), sans atteindre le stade suivant d'agitation). Il faut toujours se souvenir du risque d'incendie et d'explosion avec l'éther et donc du manque de maniabilité en altitude de ce produit qui le disqualifie d'emblée pour cet usage précis à bord d'un aéronef de transport commercial. La description qui en est faite ici étant destinée à rendre attentif sur la problématique auquel on peut être confronté dans le choix 30. d'anesthésique, qui peut être dicté par des desiderata et contraintes purement économiques, par rapport au coût des halogénés, comme l'halothane. 2881551 73 5.4.1.2. L'Halothane (Fluothane ) Incolore, ininflammable, inexplosif dans les conditions normales d'utilisation, l'halothane est un anesthésique volatil halogéné cher et puissant, mais qui convient parfaitement à l'utilisation en aéronef. Présenté sous forme de flacon de 250 ml (brun), il s'administre par absorption par 5. voie respiratoire à la posologie suivante: circuit semi-ouvert le plus souvent. Sa pharmacocinétique montre un coefficient de partage sang/gaz à 37 C: adulte: 2,3; adulte jeune: 2,65; nouveau-né : 2,14; sa concentration alvéolaire atteint 50 % de la concentration inspirée en 15 minutes. MAC 02 pur adulte: 0,74 MAC mélange 02/N2O 70 % adulte: 0,29. MAC 02 pur nouveau-né : 0,87; nourrisson 1 à 6 mois: 1,20; nourrisson 6 à 12 mois: 0, 97; 10. enfant de 3 à 5 ans: 0,97. Passe la barrière foeto-placentaire. Métabolisme: hépatique à 12 25 % (oxydation par cytochrome P450, et réduction en métabolites volatiles potentiellement hépatotoxiques). Induction enzymatique. Elimination: 70 % sous forme inchangée par voie pulmonaire et métabolites par voie rénale. Bon narcotique, faiblement analgésique convient, chez l'adulte, en ventilation spontanée: 1 à 15. 2 % ; tandis que chez l'enfant, une induction avec un mélange 02/N2O; ensuite 1 % au début puis augmentation par paliers de 0,5 % de la concentration sans dépasser 3 %. Il nécessite en circuit fermé un analyseur de CO2-02-halogénés; un vaporisateur spécifique en amont du circuit d'anesthésique et le réveil s'obtient en 7 à 15 min. Il suffit de 2 à 4 % de vapeur d'halothane pour anesthésier un patient alors qu'il faut parfois jusqu'à 20 % de vapeur d'éther. 20. Mais: (1 ) L'halothane a un effet dépresseur myocardique, surtout après surdosage; bradycardique et il diminue la pression artérielle. (2 ) L'halothane déprime la respiration, qui devient de plus en plus superficielle, de sorte qu'il faut toujours ajouter de l'oxygène. Par contre l'halothane est un anesthésique très puissant et très utile: (1 ) C'est un bon agent d'induction avant une anesthésie à l'éther, et si vous l'utilisez en petites quantités de cette 25. façon, la méthode reste peu coûteuse. (2 ) L'halothane peut être utilisé avec de l'air seul, pour des interventions courtes de moins de 15 minutes. S'il est employé pour des anesthésies plus longues, il faut ajouter de l'oxygène. 5.4.1.3. Chloroforme 30. Si le chloroforme est autant critiqué, c'est en grande partie parce qu'il a été découvert long temps avant que la manière correcte de l'administrer soit connue. En dépit de sa mauvaise réputation, nous en parlons ici parce que: (1 ) II peut être très utile en cas d'urgence et dans des conditions difficiles. (2 ) C'est un agent d'induction très efficace qui coûte dix fois moins cher que l'halothane. (3 ) Certains hôpitaux s'en servent et s'en sont servi depuis des années sans ennuis... Le chloroforme est encore plus puissant que l'halothane. L'induction sera donc 5. réellement très rapide, et le surdosage facile. Il est également plus analgésique que l'halothane. Non seulement il est très bon marché, mais il est ininflammable et facile à transporter: avec un petit flacon, vous pourrez anesthésier de nombreux patients. Par contre: (1 ) Il est si puissant que vous risquez facilement de surdoser le patient et de provoquer une dépression cardiaque et respiratoire, non seulement pendant l'induction, mais même quand 10. l'anesthésie semble très légère. (2 ) Le chloroforme a des effets toxiques sur le coeur et sur le foie, en particulier si vous l'employez pour entretenir l'anesthésie, ce qui est donc à éviter. Ne l'utiliser que pour l'induction, où il se montrera très efficace, et substituer lui rapidement de l'éther... Si besoin est, vous pouvez administrer le chloroforme avec un évaporateur, à la place de l'halothane [Maurice King et coll., 1986]. Notre préférence va au mélange de protoxy- 15. de d'azote air et oxygène dans l'air ambiant de l'aéronef. 5.4.1.4. Enflurane (Ethrane ) Présentation - Flacon de 250 ml (brun) 20. Liquide incolore, ininflammable, inexplosif (dans les conditions normales d'utilisation). Indications: Anesthésique volatile halogéné ; - Induction et entretien de l'anesthésie chez l'enfant; - Entretien de l'anesthésie chez l'adulte; Intérêt en Anesthésie ambulatoire. Posologie 25. - Circuit semi-ouvert le plus souvent. En circuit fermé, nécessité d'un analyseur de CO2 et d'halogénés. - Vaporisateur spécifique en amont du circuit anesthésique ou du respirateur. - Chez l'adulte: concentration de 0,5 à 3 %. - Chez l'enfant: 30. * induction: mélange O2/N2O. Au début, 1 % puis augmentation par paliers de 0,5 % de la concentration sans dépasser 3 %. * entretien: concentration de 1 à 2 %. - Réveil en 5 à 10 min. Pharmacocinétique: absorption par voie respiratoire. - Coefficient de partage sang/gaz à 37 C adulte:. 1,9; adulte jeune: 2, 07; n-né : 1,78. - La concentration alvéolaire atteint 50 % de la concentration inspirée en 5 minutes. 5. - MAC 02 pur: 1,68. MAC mélange 02/N20 70 % : 0,56. MAC 02 pur nourrisson: 2,4; enfants - Passe la barrière foeto-placentaire. - Métabolisme: hépatique (2,4 %, par cytochrome P450 essentiellement) Métabolites: fluorures organiques, fluor inorganique (seuil de toxicité rénale du fluor inorga-10. nique = 50 pmol/l) -Elimination: * 80 % sous forme inchangée par voie pulmonaire; * 2,4 % sous forme métabolisée par voie rénale. 15. Pharmacologie Système nerveux central - Effet narcotique, faiblement analgésique; - Dépression du SNC, des centres respiratoires et thermorégulateurs; - Augmentation du débit sanguin cérébral; Augmentation de la pression intracrânienne; - Diminution de la consommation d'oxygène cérébral 20. Cardio-vasculaire dose dépendant Pulmonaire - Dépression respiratoire supérieure aux autres halogénés; Diminution du volume courant et de la fréquence respiratoire; et Bronchodilatation... 25. 5.4.1.5. Iso fluran e (Forèn e ) Présentation - Flacons de 100 ml (brun) - Liquide incolore, inflammable, inexplosif (dans les conditions normales d'utilisation). Indications: Anesthésique volatile halogéné - Entretien de l'anesthésie pour tout type de chirurgie chez l'adulte et l'enfant; et -intérêt en Anesthésie ambulatoire Posologie - Circuit semi-ouvert le plus souvent. En circuit fermé, nécessité d'un analyseur de 002 et 5. d'halogénés. - vaporisateur spécifique en amont du circuit anesthésique ou du respirateur - système de filtre expiratoire ou d'aspiration des gaz expirés * Induction o 02 pur: 2 à 3 % d'isoflurane, o mélange 02/N2O: 1 à 1,5 % d'isoflurane - Réveil en 5 à 15 min. Contre-indications Absolues et relatives comme tous les autres halogénés. Interaction médicamenteuse (IAM) - Potentialise la dépression myocardique en association aux Rbloquants; - Potentialisation des troubles du rythme ventriculaire avec l'acirénalisne (moindre que l'halogène) ; et Prévention des troubles du rythme dus à l'aminophyline. Pharmacocinétique Absorption par voie respiratoire - Coefficient de partage sang/gaz à 37 C adulte: 1,4; adulte jeune: 1,46; n-né : 1,19. La concentration alvéolaire atteint 50 % de la concentration inspirée en 4 à 8 min 25. - MAC 02 pur: 1,15. MAC mélange 02/N2O 70 % : 0,50. MAC 02 pour n-né : 1,60; nourrisson: 1,80; enfant 3 à 5 ans: 1,60. - Passe la barrière foeto-placentaire - Métabolisme: hépatique à 0, 5 % (oxydation par cytochrome P450). Métabolites: o acide trifluoroacétique non toxique o fluorure organique (taux = 4,4 pmol/l, nettement inférieur au seuil de toxicité rénale du fluor inorganique 50 pmol/l). 15. 20. - Elimination: o 95 % sous forme inchangée par voie pulmonaire. o 0,2 % sous formes métabolisées par voie rénale. 5. Pharmacologie S.N.C. - effet narcotique, sans analgésie; - Dépression du SNC, des centres respiratoires, vasomoteurs et thermorégulateurs; - Augmentation du débit sanguin cérébral au-delà d'un MAC de 1% ; - Augmentation de la pression intracrânienne moindre que pour les autres halo- 10. génés; et Diminution de la consommation d'oxygène cérébral. Cardiovasculaire Dépression faible de la contractilité myocardique; - Augmentation de la fréquence cardiaque; - Diminution de la pression artérielle dosedépendante; - Débit cardiaque inchangée ou faiblement diminué ; Diminution modérée du débit coronarien; - Conservation 15. des débits sanguins régionaux des organes vitaux; - Peu arythmogène; et - Diminution de la consommation d'oxygène du myocarde Pulmonaire - Dépression respiratoire dose-dépendante; Diminution du volume courant et de la fréquence respiratoire; - Bronchodilatation 20. Divers - Action myorelaxante; - Diminution de la pression intra-oculaire; - Hypothermie; Diminution de la contractilité utérine; et - Très bonne tolérance hépatique Effets indésirables 25. - Toux, laryngospasme, hypersécrétion bronchique, bronchospasme rare - Nausées, vomissements; - Frissons au réveil; - Hyperthermie maligne; - Tolérance hépatique meilleure que l'halothane; et - Arythmie Surdosage Hypotension, collapsus, dépression respiratoire - Traitement: arrêt de l'administration du Forène , Oz pur, traitement symptomatique. 5.4.1.6. Sevoflurane (Sévorane ) Présentation - Flacons de 250 ml (brun) ; - Liquide incolore, stable, inflammable, inexplosif. 5. Indications: Anesthésie volatil halogéné - Induction, et Entretien de l'anesthésie pour tout type de chirurgie chez l'adulte et l'enfant Intérêt en anesthésie ambulatoire. Posologie - Circuit semi-ouvert le plus souvent. En circuit fermé, nécessité d'un analyseur de CO2 et 10. d'halogénés. - Vaporisateur spécifique en amont du circuit anesthésique ou du respirateur. - Système de filtre expiratoire ou d'aspiration des gaz expirés. o Induction: enfant: 5 % de sevoflurane, perte du réflexe ciliaire en 1 à 2 minutes; adulte:1 à4%; o Entretien: 1 à 3 % de sevoflurane, -Pas d'aggravation d'une atteinte hépatique ou rénale préexistante -Réveil en8à10min Contre-indications Absolues et Relatives: idem que les autres halogénés. Interaction médicamenteuse (IAM) - Potentialise la dépression myocardique en association aux 8-bloquants; - Potentialisation des troubles du rythme ventriculaire avec l'isuprel, l'adrénaline, (moindre que l'halothane) ; - Potentialisation de l'effet hépato-toxique de l'isoniazide. Pharmacocinétique: Absorption par voie respiratoire - Coefficient de partage sang/gaz à 37 C adulte: 0,63; n-né : 1,19. - La concentration alvéolaire atteint 50 % de la concentration inspirée en 4 à 8 min - MAC 02 pur: 2,05. MAC mélange O2/N2O 60 % : 1,1; MAC 02 pur enfant 3 à 5 ans 2,60. 20. 25. - Passe la barrière foeto-placentaire. - Métabolisme: biotransformation hépatique inférieure à 5 % de la dose administrée (oxydation par cytochrome P450). Métabolites: -Elimination: o par voie pulmonaire à 95 %. o par voie rénale du métabolite conjugué Pharmacologie Système Nerveux Central 10. - Effet hypnotique, et sans analgésie; - Dépression du SCN, des centres respiratoires, vasomoteurs et thermorégulateurs; -Pas de stimulation du système sympathique - Maintien du débit sanguin cérébral et de l'auto-régulation à 1,5 % ; - Maintien de la stabilité de la pression intra-crânienne; - Diminution de la consommation de l'oxygène cérébral Cardiovasculaire 15. - Diminution de la contractilité myocardique; Stabilité de la fréquence cardiaque; - Diminution de la pression artérielle concentration dépendante; - Diminution des résistances vasculaires systémiques; - Débit cardiaque maintenu, voire légèrement diminué ; - Diminution modérée du débit coronarien; -Stabilité des résistances coronaires, absence de vol coronaire; -Conservation des débits sanguins régionaux des organes vitaux; - Peu arythmo- 20. gène, mais sensibilisation à l'adrénaline exogène; -Diminution de la consommation d'oxygène du myocarde Pulmonaire -Dépression respiratoire dose-dépendante; - Diminution du volume courant et de la fréquence respiratoire; Bronchodilatation 25. Divers - Action myorelaxante; - Diminution de la pression intra-oculaire; - Hypothermie; -Très bonne tolérance hépatique Effets indésirables 30. - Toux, laryngospasme, hypersécrétion bronchique Nausées, vomissements -Frissons au réveil - Hyperthermie maligne Surdosage - Hypotension, collapsus, dépression respiratoire - Traitement: arrêt de l'administration du Suprane, 02 pur, traitement symptomatique. 541.7. Desflurane (Suprane ) Présentation - Flacon de verre ambré de 240 ml (362 g) ; - Flacon de 240 ml (brun) ; - Liquide incolore, 10. inflammable; - Odeur âcre Indications: Anesthésie volatile halogéné Induction: tolérance médiocre au masque aussi bien chez l'adulte que chez l'enfant. - Entretien de l'anesthésie pour tout type de chirurgie de l'adulte et de l'enfant o Maniabilité aisée et réveil plus rapide et de meilleure qualité que les autres halogénés. o Utilisable en neurochirurgie, en l'absence d'hypertension intracrânienne et chez le patient épileptique équilibré. - Intérêt en anesthésie ambulatoire Posologie - Circuit semi-ouvert le plus souvent. En circuit fermé, nécessité d'un analyseur de CO2 et déhalogénés. - Vaporisateur spécifique en amont du circuit anesthésique ou du respirateur 25. - Système de filtre expiratoire ou d'aspiration des gaz expirés. o Induction anesthésique en 2 à 4 min avec des concentrations de Suprane de 4 à 11 % o Entretien de l'anesthésie selon le mélange inhalé : Suprane 2-6 % avec protoxyde d'azote. Suprane (2,5 8,5 %) avec l'association oxygène-protoxyde d'azote. Ne pas utiliser de concentration de Suprane > 17 % 30. - Réveil en 5 à 10 min 5. 20. Contre-indications 1 Antécédents personnels ou familiaux d'hyperthermie maligne; 2 Hypersensibilité aux halogénés; 3 Induction de l'anesthésie pédiatrique (risque de laryngospasme) ; 4 - Hypovolémie, état de choc; 5 Hypertension intra-crânienne; 6 Pathologies cardiaques 5. (hyperactivités sympathique) ; 7 Grossesse, en l'absence de données suffisantes. IAM - Potentialise les curares non dépolarisants, les autres anesthésiques; Potentialise les benzodiazepines, les opiacés; -L'assosication desfluranepropofol peut générer des bradycardies; -Potentialise la dépression myocardique en association aux R-bloquants; -10. potentialise l'effet inotrope négatif des inhibiteurs calciques. Pharmacocinétique - Absorption par voie respiratoire. - Coefficient de partage sang/gaz à 37 C adulte: 0,42 15. - La concentration alvéolaire atteint 50 % de la concentration inspirée en 1 min. - MAC 02 pur: 6 à 7,25*. MAC mélange O2/N2O 60 % : 1,75 4,25* (*1865 ans) - Métabolisme: 1 hépatique 0,02 % de la dose inhalée (oxydation par cytochrome P450) ; 2 ions fluorures, acide trifluoroacétique 3 métabolites non toxiques - Elimination: É- 99 % sous forme inchangée par voie pulmonaire. Pharmacologie Système nerveux central 25. - Effet narcotique, analgésique, concentration dépendante; - Dépression du SNC, des centres respiratoires, vasomoteurs et thermorégulateurs; Augmentation du débit sanguin cérébral; - Diminution des résistances vasculaires cérébrales; - Augmentation de la pression intracrânienne audelà de 1 MAC; - Diminution de la consommation d'oxygène cérébral Cardiovasculaire - Dépression faible de la contractilité myocardique; Augmentation de la fréquence cardiaque, dose dépendante, limitée par le N2O; - Diminution des résistances vasculaires et de la pression artérielle dose-dépendante; - Débit cardiaque inchangé ; - Débit coronarien maintenu; - Conservation des débits sanguins régionaux des organes vitaux; - Pas arythmo gène, pas de trouble du rythme avec l'adrénaline; - Diminution de la consommation de l'oxygène du myocarde 5. Pulmonaire - Dépression respiratoire dose-dépendante pour 1,25 à 2 MAC; - Diminution du volume courant; - Augmentation de la fréquence respiratoire; - maintien de la ventilation minute; - Bronchodilatation, mais action irritante sur la muqueuse. Divers 10. - Action myorelaxante; - Diminution de la pression oculaire; Hypothermie; - Effet utérorelaxant; - Très bonne tolérance hépatique. Effets indésirables - toux, hypersalivation, laryngospasme, bronchospasme fréquents à l'induction 15. - Chez l'enfant: 41 % de blocage de la respiration, laryngospasme chez 7 à 49 %, toux chez 58 %. - Nausées, vomissements; - Frissons au réveil (?) ; - Hyperthermie maligne; - Tolérance hépatique meilleure que l'halothane; et - Arythmie 20. Surdosage - Hypotension, collapsus, dépression respiratoire Traitement: arrêt de l'administration de Desflurane , 02 pur, traitement symptomatique. 25. 5.5.5. Protoxyde d'azote (N20), air et oxygène. 5.5.5.1. Protoxyde d'azote (N20) Présentation - Gaz incolore, ininflammable (dans des conditions normales d'utilisation). - Stockage en bouteille de couleur bleue. Prise à 4 crans. 30. - Entonox : mélange équimolaire d'oxygène et de protoxyde d'azote. Le mélange N20/02 ou N20/air entretient la combustion -Identification: vapeurs rousses avec une allumette. Indications Analgésie: transport des brûlés, polytraumatisés; et - douleurs obstétricales, dentaires. 5. Anesthésie: - potentialisation des anesthésiques et analgésiques utilisés en anesthésie générale ou neuroleptanalgésie; -complément des analgésie locales ou loco-régionales. Examens complémentaires à contraste gazeux. Posologie 10. - Ne pas utiliser en circuit fermé ; - Utilisation habituelle du mélange 02/N2O à 50 % ; - Ne pas dépasser une concentration de N2O supérieure à 70 % ; - Oxygénation à 100 % après arrêt du N2O (effet Finck). Contre-indications 15. Absolue: - Traumatisme crânien avec perte de connaissance; - Pneumothorax Relatives: - Distensions gazeuses intestinales; - Etat de choc, hémorragie, anémie sévère non compensés; Insuffisance cardiaque ou coronarienne à une concentration supérieure à 50 % ; - Drépanocytose, thalassémie. 20. Interactions médicamenteuses - Potentialise les autres anesthésiques et analgésiques centraux. - Potentialise la dépression respiratoire des morphiniques. Pharmacocinétique 25. - Absorption par voie respiratoire -Coefficient de partage sang/gaz à 37 C = 0,47 - La concentration alvéolaire atteint 50 % de la concentration inspirée en 5 min -MAC=101 %. - Diffusion très rapide dans les cavités naturelles ou artificielles (supérieure à celle de 30. l'azote) : o augmentation de volume: anses intestinales, pneumopéritoine, pneumothorax, 5. o aggravation des embolies gazeuses, o augmentation de pression: oreille interne, sinus, ventricules cérébraux, ballonnets de sonde d'intubation. - Effet du 2nd gaz Pharmacologie Système nerveux central Effet anesthésique médiocre du N2O administré seul à une concentration compatible avec une oxygénation suffisante; - Effet analgésique à faible concentration, augmentant avec la concen 10. -tration jusqu'à la perte de connaissance; - Effet amnésique et psychodysleptique; - Potentialisation des autres anesthésiques et analgésiques centraux; - Débit sanguin cérébral: discrète augmentation; - Augmentation de la pression intracrânienne; - EEG: augmentation rapide de l'activité au début, puis augmentation de l'amplitude avec diminution de la fréquence. 15. Cardiovasculaire - Dépression myocardique dose-dépendante (diminution de 10 % de la contractilité à une concentration de 40 %), pouvant être masquée par la décharge adrénergique concomitante. -Augmentation de la fréquence cardiaque; - Diminution du débit cardiaque; -Pression artérielle inchangée ou diminuée 20. Pulmonaire - Non irritant à l'état pur; Discrète augmentation du volume courant et de la fréquence respiratoire au début de l'administration. Divers - Pas de modification de la pression oculaire Effets indésirables hypoxémie à une concentration supérieure à 70 % ; - CEdème lésionnel en cas d'impuretés du gaz; - Nausées, vomissements - Lors de l'administration prolongée: o oxydation de la vitamine B12 (temps d'administration supérieure à 12 heures), o leuconeutropénie par hypoplasie médullaire, o diminution des défenses cellulaires, 25. o tératogénicité, o hyperthermie maligne (un cas). Surdosage 5. - Concentration supérieure à 70 % : hypoxémie. - Traitement: arrêt de l'administration du N2O, oxygénation à 100 %. 5.5.5.2. Généralités sur l'Anesthésie par inhalation L'anesthésie générale par un mélange protoxyde d'azote, d'air et d'oxygène présente de nom- 10. breux avantages. Sa réalisation demande peu de temps, elle rend le corps tout entier insensible à la douleur, et - ce qui est l'objectif poursuivi ici - elle abolit la conscience. Mais: l'anesthésie générale peut donner lieu comme on le sait à des complications respiratoires et circulatoires. C'est pourquoi dans l'usage en vol la simple narcose devrait suffire. L'anesthésie générale en général se déroule en plusieurs étapes: induction, entretien, et réveil. 15. L'induction se pratique avec un agent volatil (halogéné de préférence) : halothane ou trichloréthylène, etc. Le patient perd conscience et atteint le stade d'anesthésie pré-chirurgicale. Pendant cette période, il s'installe dans la narcose. On peut poursuivre avec un agent volatil uniquement, mais les stades ultérieurs que nous décrivons ci-après ne seront nécessaires que si l'aéroport le plus proche est éloigné de l'endroit où se trouve l'avion au 20. moment de cette intervention extérieure. Entretien de l'anesthésie. C'est normalement la phase chirurgicale de l'anesthésie. L'entretien de l'anesthésie nécessite un agent volatil, mais en vol cet entretien consiste à maintenir l'état d'inconscience le temps nécessaire pour attendre l'atterrissage de détresse. Réveil. Pendant cette période, l'équipage et/ou les passagers éliminent par les poumons et/ou 25. métabolise l'agent volatil. L'une des méthodes les plus pratiques et les moins onéreuses consiste à laisser l'équipage et/ou les passagers respirer des vapeurs d'halogénés ou même de chloroforme, dans un mélange gazeux vecteur qui peut être, soit de l'air, soit du protoxyde d'azote et de l'oxygène. L'air atmosphérique présente de nombreux avantages. II ne coûte rien, mais il faut l'enrichir 30. en oxygène systématiquement, en altitude et augmenter au besoin la pressurisation. Qui plus est, il ne risque pas de manquer! Quand on y ajoute seulement des vapeurs d'éther, le mélange n'est pas explosif. Enfin, quand l'air est emprisonné dans les alvéoles pulmonaires, l'azote qu'il contient n'est absorbé que très lentement, et le risque de collapsus alvéolaire est donc très minime. Le protoxyde d'azote a beaucoup d'inconvénients. II faut obligatoirement le donner avec de 5. l'oxygène: si le débit d'oxygène s'interrompt sans que vous vous en aperceviez c'est l'anoxie grave et votre patient peut même mourir. Enfin, l'oxygène enferme dans les alvéoles est rapidement absorbé, ce qui favorise le collapsus alvéolaire. Pour toutes ces raisons, l'air est de loin le gaz vecteur le plus indiqué pour les aéronefs, il faut sinon adjoindre au réseau anesthésique un appareil d'anesthésie du type Boyle équipé de ce 10. gaz: voici comment il faut procéder: 5.5.5.2.1. Comment utiliser le protoxyde d'azote ? Le protoxyde d'azote est un analgésique puissant mais un narcotique faible. Relativement peu toxique, il permet un réveil rapide. Relativement peu toxique, il permet un réveil rapide. Ajouter au prototype d'azote un minimum d'oxygène nécessaire pour maintenir le sujet en vie 15. (jamais moins de 30 % pour tenir compte d'éventuelles erreurs de mesure des débits) diminue encore la puissance de cet agent. Le mélange obtenu, qui ne contient que 70 % de protoxyde d'azote, est en général insuffisamment efficace, tant pour l'induction que comme agent anesthésique unique en ventilation spontanée. 19. Le protoxyde d'azote peut être utilisé de diverses façons: (1) induire l'anesthésie avec quelques inhalations de protoxyde d'azote pur. L'absence totale d'oxygène entraîne obligatoirement une anoxie passagère, qui peut être dangereuse. (2) le mieux à faire est d'associer au protoxyde d'azote à 0,5 à 1 % d'halothane, à condition d'utiliser une cuve calibrée. Le mélange n'est pas explosif. Cette méthode a l'intérêt de permettre une induction plus rapide qu'avec le mélange halothane-air. 25. Les appareils modernes comportent des évaporateurs calibrés pour les anesthésiques volatils, ce qui vous permet de connaître avec précision la concentration de vapeur délivrée au patient. Il est plus économique d'utiliser le protoxyde d'azote en circuit fermé, en absorbant le gaz car-30. bonique expiré sur de la chaux sodée. 5.5.5.2.2. Comment utiliser dans les circuits d'anesthésiques un appareil du type de celui de Boyle ? A. Vérifications L'oxygène est contenu dans des bouteilles noires à sommet blanc (Attention! Selon les nor- 5. mes françaises, ce sont des bouteilles blanches, et les bouteilles d'()2 américaines sont vertes...) ; le protoxyde d'azote est bleu. Le gaz carbonique est gris. Ce codage couleur doit être utilisé sur les bouteilles réservoirs ou les centrales embarquées sur l'avion. Dans ces bouteilles ou dans la centrale, l'oxygène comprimé reste gazeux (à 136 kPa = 135 atmosphères quand la bouteille est pleine), de sorte que la pression indiquée par le imanoimè- tre donne une idée de la quantité de gaz contenue dans la bouteille_ Par contre, le protoxyde d'azote comprimé est pour la plus grande part sous forme liquide, si bien que ce n'est que lorsque la bouteille est presque vide que la pression tombe brusquement à zéro: la pression indiquée par le manomètre n'est donc p- bon indice de la quantité de protoxyde d'azote pas un un qui reste dans la bouteille ou la centrale. 15. tl faut établir un débit de protoxyde d'azote de 13 à 10 litres/minute par buse individuelle de sortie, jusqu'à la perte de conscience puis réduisez le débit à 6 I/min et introduisez un débit d'oxygène de 3 I/min.(Si l'oxygène vient à manquer, faire une préoxygénation avec de l'air...) et actionner ensuite la commande des halogénés de façon régulière et sans à-coups, jusqu'au maximum, aussi vite que les différents sujets observés par vidéo le tolèrent. 5.5.5.3. Le risque d'anesthésie 1. Surveillance de l'état de conscience Il est important de prévoir une surveillance du déroulement de l'anesthésie jusqu'au réveil pour l'ensemble des occupants de l'avion non seulement pendant le vol mais également à 25. l'atterrissage, ceci à la mesure de l'ampleur de l'événement. Des centaines des personnes à réanimer en même temps. II faut pour ce faire identifier les risques prévisibles et dépister les personnes à risque en cours d'anesthésie pendant le vol, afin de hiérarchiser l'intervention médicale, une fois l'avion posé, en fonction de la gravité du risque anesthésique. Les conditions sont en tout point identiques à celles du réveil post- chirurgical eu égard à l'expé30. rience d'un grand centre hospitalier, comme le Massachusetts General Hospital (MGH) (Paul R. Barach, Stephen D. Small, and Jeffrey B. Cooper: Safety in Anesthesia. In Clinical Anesthesia Procedures of the Massachusetts General Hospital. Fifth Edition: pp 117-127.). Mais, avant cela l'état de narcose doit être surveillé en cours de vol, aussi longtemps que cela sera nécessaire, par une équipe d'anesthésistes basée au sol au PC de l'aéroport d'accueil de l'avion en détresse, par des moyens de visualisation en temps réel par balayage cameras 5. CCD de l'ensemble des occupants de l'avion avec transmission des données au PC, en vue de dépister les cas à risque ou tout malaise et de déclencher ainsi l'application automatique du masque d'oxygène sur le visage de la personne en cause. 1. Il n'y a pas de mesure exacte du risque global d'anesthésie, on ne peut pas non plus prévoir le risque individuel, mais il faut voir l'intérêt de l'ensemble des passagers ainsi que de 10. l'équipage d'un aéronef. Dans les années 195(1, on avait estimé que les soins d'anesthésie contribuaient en général à 3 décès sur 10 000 procédures chirurgicales. Des données plus récentes suggèrent des blocs opératoires que les fréquences peuvent être seulement de l'ordre de 1 pour 10 000, mais toutes les études sont spéculatives, puisque le contrôle exact des ces conditions est impossible. De plus le dispositif d'invention prévoit une anesthésie 15. légère (narcose), qui elle n'est pas incriminée dans ces statistiques. Les taux de mortalité des patients bien portants (classes 1 et 2 de l'American Society of Anesthesiologist, ASA) subissant une chirurgie pourrait être, à partir de l'extrapolation des études en Grande-Bretagne et en Australie, de l'ordre de 1 pour 100 000. Les passagers sont de prime abord jugés tous bien portants, tandis que les patients sont presque tous à risques plus élevés en 20. général, subissent des interventions chirurgicales complexes, et restent de ce fait plus à même d'être affectés par les effets secondaires. Ils peuvent aussi se rencontrer parmi les passagers d'un vol détourné et subir le processus de narcose décrite ci-dessus. C'est pourquoi il est toujours prudent de faire un relevé le plus complet possible à l'embarquement des médications en cours quand on pose la question de savoir éventuellement si l'on préfère 25. un siège hublot ou couloir, fumeur ou non fumeur, etc. , d'y ajouter les habitudes médicamenteuses. Sinon en pratique, les passagers sont jugés de prime abord bien portants alors que les patients, en milieu hospitalier, souffrent en plus des lésions sérieuses et onéreuses, telle que la lésion neurologique permanente; et nécessitent plus de précautions. 2. Comme dans d'autres domaines techniques à haut risque (par exemple, aviation, éner- 30. gie nucléaire, industrie chimique, espace aérienne) 70 % d'accidents en anesthésie classique peuvent être attribués à un certain niveau d'erreur humaine, aggravée en cela par une défaillance des systèmes. C'est sur cet élément objectif que l'on peut escompter agir efficacement dans le cadre de cette invention par un automatisme très fiable. Le nombre d'effets secondaires est aujourd'hui relativement petit par rapport au nombre d'anesthésies sures pratiquées, mais des quasimésaventures sont au moins plusieurs fois plus prévalentes que ceux qui aboutissent à coup sur à la lésion. Ces événements de quasi-manque sont, selon l'expérience du MGM, un indicateur de la sécurité globale du système qu'il faut appren- 5. dre à dépister systématiquement. 3. Au moins la moitié des décès et dommages pourraient en général avoir été prévenus et peuvent avoir abouti à des déviations des pratiques acceptées de l'anesthésie. 4. En voi, dans la mesure où les résultats fâcheux ne sont pas en général rapportés de façon uniforme, mais sont en revanche usuellement attribués aux causes en relation avec 10. l'hypovolémie, l'hypoxie, l'hypotension, l'hypoventilation, l'obstruction des voies aériennes, le surdosage de la drogue, l'aspiration, et la préparation inadéquate comme c'est le cas a priori chez les occupants d'un vol, la supervision, ou la gestion de la crise éventuelle. II y a rarement une seule cause pouvant conduire aux accidents; la plupart évoluent à partir d'un ou plusieurs événements déclenchants, compliqués par une défaillance des systèmes, comme 15. par exemple, une panne du système des vérifications ainsi que des équilibres qui sont requis dans le fonctionnement régulier du système. L'approche admise de la prévention d'accident se focalise de nos jours sur les imperfections du système plutôt que sur les imperfections de l'opérateur, au PC au sol ou selon le mode de réalisation, en petite cabine isolée. C'est pourquoi un automatisme parfait de télécommande et un système fiable de transmission des 20. données sont de rigueur dans le cadre de cette invention. 5. Au sol, au PC d'accueil des passagers et de l'équipage à l'atterrissage, la vigilance et l'attention sur le détail sont essentielles pour une anesthésie et surtout un réveil prudemment conduits. Les ressources ainsi que le temps de perception et d'incorporation sélectives des données sont limitées et doivent être réparti aux données comprenant le rassemblement des 25. tâches manuelles, ainsi que la résolution rapide de problèmes. Coordonner les différents niveaux cognitifs (penser vs agir) et gérer simultanément de nombreux problèmes sont les parties essentielles de la décision dynamique de faire et de distinguer le clinicien compétent de l'expert. C'est pourquoi il faut non seulement former le personnel de bord mais encore entretenir leur habilité en permanence, équiper les aéroports des départements d'anesthésie 30. réanimation avec service SAMU opérationnel pour s'occuper entre autres du réveil des passagers et de l'équipage, une fois l'avion posé au' sol. 6. Des mésaventures graves sont typiquement le résultat d'une combinaison des manquements et des erreurs de vigilance et de jugement, qui peuvent en général être déclenchées par les interactions du sujet anesthésié, de l'équipement, de l'anesthésiste, du chirurgien, et de l'environnement. Ces facteurs peuvent être combinés pour rendre opaque la prompte détection ou la correction appropriée d'un problème. Les routines personnelles habituellement exécutées de façon désordonnée, l'ergonomie de l'espace de travail désorga- 5. nisée, et la mise en graphique fautive et intermittente peuvent contribuer en anesthésie-réanimation aux accidents. Il est nécessaire d'organiser au mieux toutes ces tâches au sol, dans l'attente de la pose de l'avion. C'est pourquoi, outre le PC qui prend la main du pilotage et atterrissage de l'avion, une cellule locale autour de laquelle vient se greffer d'autres SAMU d'appoint a à nos yeux une importance capitale, dans l'organisation au sol. Les aéroports im- 10. portants doivent de ce fait disposer d'une telle unité entraînée d'Anesthésie réanimation équipée et très opérationnelle. 5.5.6. Stratégies générales de sécurité et d'organisation au sol. Les stratégies à adopter pour prévenir les résultats fâcheux peuvent, comme nous l'avons 15. déjà dit, s'organiser systématiquement autour des SAMU existant dans les hôpitaux proches des aéroports, mais avec une équipe importante au sol propre à chaque aéroport, entraînée et rompue aux opérations suivantes: A. Préparation du réveil de masse: construire un plan de réveil (comprenant la prioritarisation des buts, planifiée des points d'interruption, et des contingences en prévision 20. d'une crise) ; se familiariser avec la procédure, l'équipement, et la technique d'anesthésie volatile; préparer l'espace de travail (comprenant les considérations ergonomiques de manoeuvrabilité, le champ de vue non obstrué, et l'accès aux sujets anesthésiés et à la machine au sol) ; l'équipement de sauvegarde de la vérification; et marquer toutes les doses et concentrations avec un système de double-vérification des médications. Connaître l'empla- 25. cernent des fournitures d'urgence (p. ex. le défibrillateur). B. Développer la prise de conscience de la situation d'anesthésie de masse et des exigences particulières de réveil, dans les conditions. Arrangez l'équipement et les moniteurs appropriés, tel que dans une salle des soins intensifs, de façon à faciliter le balayage des moniteurs et les premiers soins (p. ex. les drains, les aspirations, les produits sanguins). 30. Evaluer constamment le grand tableau; suivre et construire les plans mentaux des différents résultats possibles. C. Mettre l'accent sur le travail d'équipe et communiquer entre les différents membres de ladite équipe. Le travail d'équipe rehausse le niveau de sécurité et peut être critique pour la prévention de ou la récupération à partir d'une situation critique entre par exemple SAMU hospitaliers et SAMU aéroport, qui doivent pouvoir et avoir l'habitude de collaborer 5. efficacement sur une situation de crise. Des borines équipes sont plus que la somme de leurs parties respectives. Une équipe saine a toujours un respect collégial mutuel; les différents membres partagent les tâches, les buts, et l'information clé pour permettre à tous de bien faire leurs parts du travail. Rehausser le niveau du travail d'équipe et communiquer effectivement; s'adresser aux anesthésistes et aux infirmières assez tôt dans le processus en connaissant 10. les noms et en établissant un contact oculaire (visuel). Faire des requêtes et déléguer claire-ment les tâches et spécifiquement par le nom; la confirmation de la requête doit être verbale. Déléguer les tâches à ceux qui peuvent mieux les exécuter. Ne jamais assumer sans confirmation que les interventions cruciales ou les médications ont été administrées tel que planifié. D. Compensez les stress. Reconnaître les conditions qui diminuent la performance: pres- 15. sion de production, bruit, température ambiante basse, faibles niveaux de luminosité, heures longues, fatigue, ennui, maladie, faim, et tension interpersonnelle (p.ex., collègue, infirmières, ou staff non coopératif). E. Vérifier les observations par monitoring. Répéter les observations, vérification croisée avec systèmes redondants (p.ex., contrôle électrocardiographique de la fréquence cardiaque), 20. contrôle des variables covariantes (p.ex. attendre un changement concomitant dans la fréquence cardiaque avec augmentation dans la pression sanguine), recalibrer les transducteurs, remplacer les instruments, obtenir une seconde opinion. F. Améliorer les réponses compensatoires. Réagir à un problème se développant en améliorant les mesures d'affectation de temps jusqu'à ce qu'une solution plus définitive du 25. problème soit trouvée (p.ex., augmenter la fraction d'oxygène inspiré lorsque la saturation d'oxygène chute, donner des liquides lorsque la pression sanguine tombe), revoir régulièrement la pertinence des protocoles (Advanced Cardiac Life Support, Advanced Trauma Life Support System, malignant hyperthermia). G. Préparer la résolution de la crise dans l'attente de l'atterrissage de l'avion. Etre préparé 30. pour les événements critiques. Etre anticipatif, planifier les contingences, et être éventuellement préparé à réviser rapidement le plan. Apprendre à appeler tôt à l'aide, puisqu'elle ne peut pas être immédiatement disponible. Appeler à l'aide est une réponse appropriée lorsqu'on est confronté à des circonstances potentiellement écrasantes. La pratique périodique et la recertification des protocoles de réveil sont requises pour maintenir les aptitudes. H. Compenser la fatigue par une meilleure planification du travail. Attention à la fatigue, la planification schématique du travail, et les rythmes circadiens peuvent être plus importants 5. que la fatigue ellemême, en tant que causes de la faible performance. Si quelqu'un se sent fatigué, il est probablement plus fatigué qu'il rie le pense. Pour compenser, demandez les breaks de récupération plus souvent durant le cas, particulièrement lorsque vous êtes malade. Si vous êtes incapable de finir le cas, demandez à être remplacé ou assisté. 1. Reconnaître et résister aux pressions de production. Reconnaître les pressions de pro- 10. duction, et compensez en conséquence. Reconnaître et s'intéresser également aux contraintes de temps (p.ex., celles prévenant l'évaluation préopératoire adéquate, la préparation, ou le monitorage) et les contraintes économiques. La pression pour mettre en avant l'efficience et le rendement de sécurité a causé des accidents catastrophiques dans diverses industries. La contingence du coût dans le soin de santé peut compromettre l'équilibre entre production et 15. sécurité. En dépit des pressions évidentes ou à couvertes et des récompenses d'encouragement du personnel pour souligner la production, la sécurité du patient doivent rester de la plus haute priorité. J. Apprendre des structures proches. Un événement qui aboutit presque à un résultat contraire doit être utilisé pour modifier la technique ou le comportement et pour améliorer la 20. performance dans des circonstances similaires. Chaque faute est une opportunité d'apprendre et de s'améliorer; l'opportunité ne devrait pas être ignorée ou gaspillée. 5.5.7. Assurance de qualité. Les programmes d'assurance de qualité prennent plusieurs formes différentes mais doivent 25. inclure un spectre d'activité visant à maintenir et améliorer la qualité de soin et minimiser le risque de dommage à partir d'une anesthésie en vol, en procédant par: A. Une Documentation. Un rapport d'incident est complété pour n'importe quel occurrence inusuelle ou résultat imprévu, spécialement si l'action de suivi peut être requise pour prévenir la récurrence. Le rapport doit inclure les faits pertinents et le document les résul- 30. tats non anticipés, en évitant les affirmations de jugement. Des incidents sont revus par le comité départemental au sol d'assurance de qualité, qui reçoit l'information additionnelle de ceux qui sont impliqués dans l'incident et peut suggérer des étapes remèdes tels que les facteurs systématiques sont identifiés. Des cas avec une valeur éducationnelle spéciale seraient présentés aux staffs de présentation des cas cliniques. Il y aurait une analyse permanente et les rétroactions sur des effets secondaires véritables et des inci- 5. dents fâcheux, pour identifier et évaluer les problèmes des systèmes et développer des modèles. B. Une consultation postanesthésique par l'anesthésiste est la composante clé de soin de qualité et est requise par le Joint Commission on Accreditation of Healthcare Organizations (JCAHO). La discussion devrait s'intéresser au bien être global du sujet anesthésié. 10. Des Normes et directives (recommandations). Les départements au sol devraient développer les politiques de sécurité appropriées aux pratiques locales; les politiques devraient être facilement disponibles. Celles-ci devraient inclure mais sans être limitées à celles de monitoring, des unités de soin postanesthésl!e, de la réponse à un incident adverse, du protocole de relief, et des protocoles de réveil. En développant les indications et les critè- 15. res de consensus de l'essai préopératoire pour une intervention anesthésique sure et opportun pourrait réduire les pressions de production. C. Un entraînement de sécurité. La formation à la sécurité de diverses formes est nécessaire pour enseigner et maintenir les techniques basiques et pour développer et entretenir une culture de sécurité. Une telle formation doit cornprendre 1. La sécurité environnementale basique. Feu et évacuation, sécurité électrique, et prévention et évitement de l'infection croisée. 2. Technique de gestion de crise, comprenant mais de façon non limitée à ce qui suit: Advanced Cardiac Life Support, Advanced Trauma Life Support, Pediatric Advanced Life Support, (and Anesthesia Crisis Resource Management (ACRM)) et la Gestion de 25. Ressource de Crise d'Anesthésie (ACRM). 3. Simulateurs. Les simulateurs d'anesthésie sont utilisés pour assister à l'entraînement et à la formation du personnel de la salle d'anesthésie au sol. Ils peuvent être utilisés pour le training dans les techniques basiques, pour l'éducation des sujets plus avancés, et pour la formation et la répétition dans la gestion des évènements critiques. D. Gestion de Ressource de la crise d'Anesthésie (Anesthesia Crisis Resource Management, ACRM) est une forme de training en gestion de crise, justement adoptée de l'aviation. II met l'accent sur le fait de faire de décision dynamique comprenant la gestion de ressource (i.e., affectation du personnel, du temps, et de l'équipement), délégation de tâche, l'attribution des responsabilités, évaluation de la priorité, monitorage et vérification croisée recoupement d'information, évaluation de problème, communication et coordination effectives de l'équipe, et développement du leadership. 5. La sécurité est fonction de la culture de travail de l'institution. Elle est une qualité qui doit être une partie intégrale de l'évaluation continue de qualité et de résultat d'une institution. La nature des erreurs et fautes est telle que la majorité réside en dehors du contrôle des gestionnaires des systèmes. La chaîne de responsabilité pour prévenir l'occurrence de n'importe quel incident peut être long et complexe; le système entier doit être concerné. 10. Un engagement constant à la sécurité est nécessaire dans la culture d'organisation, comprenant la présence des systèmes redondants, de formation continue, et une consécration à enseigner à partir des erreurs. 5.5.8. Normes et protocoles 15. A. L'American Society of Anesthesiologists Standards for Basic Anesthetic Monitoring (validé par le House of Delegates le 21 octobre 1986, et amendé dernièrement le 25 octobre 1995). Ces normes s'appliquent à tout soin d'anesthésie, bien que, dans des circonstances aéronautiques d'urgence, des mesures appropriées de sauvegarde de la vie prennent la préséance. Ces normes peuvent être excessifs à n'importe quel moment, 20. se basant sur le jugement de l'anesthésiste responsable. Ils sont destinés à encourager le soin de qualité du patient, mais se contenter de les observer ne peut pas garantir n'importe quel résultat spécifique du patient. Ils sont sujets à révision de temps en temps, en tant que garantie de l'évolution de la technologie et de la pratique. Ils s'appliquent à toutes les anesthésies générales, et au soin d'anesthésie surveillée. Cet ensemble des 25. normes concerne seulement la question du monitorage anesthésique basique, qui est une composante de soin d'anesthésie. Dans certaines circonstances rares ou inhabituelles, 1) certaines de ces méthodes de monitoring peuvent être cliniquement irréalistes, et 2) l'utilisation appropriée des méthodes décrites de monitoring peuvent échouer de détecter les développement cliniques fâcheux. Des interruptions brèves de monitoring continue 30. peuvent être inévitable*. Si toutefois cela devait se produire ce sera selon la procédure habituelle au sol: Notez que continuai est défini comme répété régulièrement et fréquemment dans la succession rapide de l'étude whereas continuous signifie prolongé sans aucune interruption à n'importe quel moment . B. Recommandations pour l'action au sol suivant un événement adverse de l'anesthésie en 5. vol (extraits de J.B. Cooper, D.J. Cullen, J.H. Eichhorn, J.H. Philip, R.S. Holzman: Administrative Guidelines for Responses to an Adverse Anesthesia Event, J Clin Anesth 5: 79-84, 1993). Les recommandations suivantes pour l'action devrait être utilisées, lorsqu'un sujet anesthésié est décédé ou a été lésé par de causes suspectes d'être en relation avec la gestion de l'anesthésie: 10. 1) Les objectifs sont de limiter la lésion du sujet anesthésié à partir d'un événement adverse spécifique associé à l'anesthésie et de s'assurer que les causes de l'événement sont identifiées, de telle sorte qu'une récurrence peut être prévenue. Le but des activités assurant le soin du patient, en prévenant la perte ou l'altération de l'équipement ou des fournitures en rapport avec l'événement, en documentant l'informa- 15. tion, en informant le personnel approprié, et en fournissant la guidance nécessaire et le soutien aux soigneurs. 2) Les recommandations dictent les responsabilités pour l'anesthésiste primaire, le superviseur de l'incident (de préférence quelqu'un d'autre que le(s) anesthésiste(s) primaire(s) impliqués dans l'événement), le manager de l'équipement, et 20. le superviseur du suivi. 3) L'anesthésiste impliqué dans un événement adverse devrait: a. Procurer le soin continue du sujet, sous contrôle vidéo. b. Notifier à l'administrateur de la salle d'opération de l'anesthésieréanimation (ou si un anesthésiste résident ou infirmier diplômé, le personnel pour soigner aussi tôt que 25. possible. c. Documenter l'incident dans le dossier de suivi du sujet. d. Ne pas modifier le dossier. e. Rester impliqué dans le soin de suivi. f. Contacter des consultants autant que nécessaire, g. Soumettre un dossier de suivi (follow-up) h. Documenter le soin en continue dans le dossier du sujet. Références 1. Jane C. Ballantyne and Jeffrey B. Cooper: Chap 9: The Anesthesia Machine. In Clinicat Anesthesia Procedures of the Massachusetts General Hospital. Fifth Edition. Edited by 5. William E. Hurford, Michael T. Bailin, J. Kenneth Davison, Kenneth L. Haspel, and Cari Rosow. Lippincott-Raven Publishers, 227 East Washington Square, Philadelphia, PA 19106-3780. Printed in United States of America, pp 128- 141. 2. Maurice King et coll.: Éléments d'anesthésie pratique. Traduction française par Médecins du Monde sous la direction de Marie-Rose Gilles Ed Arnette, Paris, 1988. Primat)/ 10. Anaesthesia , GTZ, Oxford University Press, 1986. 3. U. Beckman, and W. Runciman: The role of incident reporting in continuous quality improvement in the intensive care setting. Anesth Intensive Care 24: 311; 1996. 4. D.A. Berwick: A primer of leading the improvernent of systems. Br Med J 312: 619; 1996. 5. S.M. Bognar: Human Errorin Medicine. N.J. Hillsdale: Lawrence Erlbaum, 1994. 15. 6. F.W. Cheney, et al: Standard of care and anesthesia liability. JAMA 261: 1599; 1989. 7. J.B. Cooper, and D.M. Gaba: A strategy for preventing anesthesia accidents. Int Anesthesiol Clin North Am 27: 148, 1989. 8. M.C. Derrington, and G. Smith: review of studies of anaesthetic risk, morbidity and mortality. Br J Anaesth 59: 815, 1987. 20. 9. J.H. Eichhorn, et al: Anesthesia practice standards at Havard: A review. J Clin Anesth 1: 55, 1988. 10. J.B. Forrest, et al: Multicenter study of general anesthesia: Part III. Predictors of severe perioperative adverse outcomes. Anesthesiology 76: 3, 1992. 11. D.M. Gaba, K. Fish, and S. Howard: Anesthesia Crisis Management. New York: Churchill 25. Livingston, 1994. 12. S. Howard et al: Anesthesia crisis resource management training: Teaching anesthesiologists to handle critical incidents. Aviat Space Environ Med 63: 763, 1992. 13. A.S. Keats: Anesthesia mortality in perspective. Anesth Analg 71: 113, 1990. 14. H.S. Schwid, and D. O'Donnel:Anesthesioiogist's management of simulated critical incidents. Anesthesiology 76: 495, 1992. 15. Paul R. Barach, Stephen D. Small, and Jeffrey B. Cooper: Safety in Anesthesia. In Clinicat Anesthesia Procedures of the Massachusetts General Hospital. Fifth Edition. Edi- 5. ted by William E. Hurford, Michael T. Ballin, J. Kenneth Davison, Kenneth L. Haspel, and Cari Rosow. Lippincott-Raven Publishers, 22.7 East Washington Square, Philadelphia, PA 19106-3780. Printed in United States of America, pp. 117-127. Revendications 1. Dispositif d'anesthésie par inhalation, caractérisé en ce qu'il comporte: une centrale 5. respective par gaz utilisé et/ou plusieurs bouteilles de gaz respectif et ou une ou plu-sieurs usines à gaz; un ensemble des circuits en pipelines parallèles au circuit d'oxygène, des vaporisateurs dédiés pour les halogénés montés en série aboutissant ensuite dans des mélangeurs et enfin des répartiteurs communs et délivrés au niveau des buses de sortie avec l'air du conditionnement d'air; ainsi que des moyens d'analyse 10. d'analyse de la teneur respective dans le gaz frais, de la teneur respective dans l'air ambiant de l'avion, des moyens de prélèvement du gaz carbonique expiré dans l'habitacle et des moyens d'évacuation de l'habitacle de l'air vicié, en vue du renouvellement continu et permanent de l'air ambiant. 2. Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif anesthésique est 15. commandé, selon le mode de réalisation, soit à partir d'un PC, disposé sous forme d'une petite cabine à accès indépendant par un personnel embarqué disposant du code de déclenchement du mécanisme, soit encore mieux à partir d'un PC ad hoc au sol par télécommande. 20. 3. Dispositif, selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le déclenchement de l'anesthésie inhalationnelle bloque automatiquement au niveau de la buse juxtaposée tout accès au masque à oxygène et entretien l'état de narcose aussi longtemps que cela sera nécessaire avant l'atterrissage programmé par ledit PC ad hoc au sol sur l'aéroport le plus proche. 25. 4. Dispositif, selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que pour un vol de fret par exemple le déclenchement de l'anesthésie inhalationnelle peut concerner uniquement le compartiment cockpit. 5. Dispositif, selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est selon le mode de réalisation enclenché à partir d'un PC au sol ou d'une petite cabine connexe aménagé à 30. cet effet dans l'avion et d'accès strictement réservé, disposant des moyens de codage secret. 6. Dispositif, selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il utilise quel que soit le produit, déjà existant ou à venir, le principe d'anesthésie inhalationnelle avec circuits intégrés à l'ensemble du réseau de conditionnement d'air de l'aéronef. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il peut 5. être adapté, selon les modes de réalisation, sur un aéronef pressurisé ou sur un aéronef non pressurisé. 8. Dispositif, selon les revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il incorpore des moyens de surveillance vidéo de l'habitacle et de transmission au PC ad hoc au sol des données relatives à la teneur des différents gaz de l'atmosphère ambiante ainsi que de 10. celles relatives au déroulement de l'anesthésie, pendant toute sa durée jusqu'à l'atterrissage, permettant d'infléchir différents paramètres à la demande et en fonction des besoins à bord. 9. Dispositif, selon les revendications là 8, caractérisé en ce que des moyens d'émission d'un signal codé vers un ou plusieurs blocs d'alimentation électronique automatisée 15. branchés sur les différentes systèmes de contrôle de vol, telle qu'alimentation électrohydrauliques des ailerons, volets, gouvernails de profondeur et de direction mais aussi alimentation d'anesthésique et d'oxygène, analyse des différentes teneurs de l'air ambiant ainsi que sur le coeur du pilote automatique, tout comme les moyens de leur mise en oeuvre, afin de passer la main au PC au sol en ce qui concerne la suite du pilo- 20. tage en vol, l'approche de l'aéroport et l'atterrissage dans les meilleures conditions possibles. Les ondes électromagnétiques codées du signal sont détectées à bord et les signaux ayant des inflexions appropriées reçus à bord sont fournis au pilote automatique, pour ces différentes tâches, de sorte qu'en cas d'erreur matérielle un retour d'alarme signal l'anomalie sollicitant une correction du pilote automatique et des 25. systèmes de contrôle de vol. L'action restant donc toujours sous le contrôle d'une série de systèmes à boucle fermée, dont la rétroaction permet de maintenir l'état voulu jusqu'à ce que le vol se pose sur un aérodrome le plus proche choisi par ledit PC au sol. Comme dans de nombreux systèmes vitaux, certains éléments de ce schéma sont doublés, triplés, voire quadruplés, de sorte que toute erreur dangereuse, comme un 30. signal de modification radicale involontaire transmis vers une surface de contrôle, est tout simplement réduite ou évitée.