OPÉRATIONS AÉRIENNES

OXYGÉNE A BORD D'UN AVION



- Oxygène de premiers secours

- Oxygène de subsistance - Avions pressurisés

- Oxygène de subsistance - Avions non pressurisés

- Appendice - Avions pressurisés

- Appendice - Avions non pressurisés

- Distributions de l'oxygène


Généralités

L'exploitant ne doit pas exploiter un avion pressurisé à des altitudes-pression supérieures à 10 000ft, que s'il est équipé d'oxygène supplémentaire, capable de stocker et de distribuer les quantités d'oxygène nécessaires.
La quantité d'oxygène nécessaire doit être déterminé sur la base de l'altitude-pression de la cabine, la durée de vol et en supposant qu'une dépressurisation de la cabine se produira à l'altitude-pression ou au moment du vol est la plus critique du point de vue des besoins en oxygène, et que, l'avion descendra conformément aux procédures d'urgence spécifiées dans le manuel de vol à une altitude de sécurité pour l'itinéraire à suivre, laquelle permettra la sécurité du vol et de l'atterrissage.
Suite à une dépressurisation de la cabine, l'altitude-pression de la cabine sera considérée comme identique à l'altitude pression de l'avion, sauf s'il est démontré à l'Autorité qu'aucune défaillance probable du système de cabine ou pressurisation n'aura pour conséquence une altitude-pression de cabine égale à la pression de l'avion altitude. Dans ces circonstances, l'altitude de la pression maximale de la cabine peut être utilisée comme base pour la détermination de l'apport d'oxygène.

Oxygène de premiers secours CAT.IDE.A.230

a - L'exploitant n'exploite un avion pressurisé à des altitudes supérieures à 25 000ft, lorsqu'un membre d'équipage de cabine est requis à bord, que si l'appareil est équipé d'une alimentation en oxygène non dilué pour les passagers qui, pour des raisons physiologiques, pourraient avoir besoin d'oxygène à la suite d'une dépressurisation de la cabine.
b - La quantité d'oxygène est calculée en tenant compte d'un débit moyen égal à au moins 3 litres/minute/personne STPD, et doit être suffisante pour alimenter pendant toute la durée de vol, après une dépressurisation de la cabine, à des altitudes-pression de la cabine supérieures à 8 000ft, mais ne dépassant pas 15 000ft au moins 2 % des passagers transportés et, en tout état de cause, pas moins d'une personne. Les systèmes de distribution doivent être en nombre suffisant, en aucun cas moins de deux, et permettre à l'équipage de cabine d'utiliser l'oxygène. La quantité d'oxygène de premiers secours exigée pour un vol donné doit être déterminée sur la base des altitudes-pression de la cabine et de la durée du vol conformément aux procédures d'exploitation établies pour chaque opération et chaque route.
c - L'équipement d'oxygène fourni peut produire un débit d'au moins 4 litres par minute STPD pour chaque utilisateur. Un dispositif peut être prévu afin de réduire le débit à une quantité qui ne sera pas inférieure à 2 litres par minute STPD, quelle que soit l'altitude.

Note:1 S.T.P.D (Standard Température Pressure and Dry, débit de gaz considéré sec à la pression de 1013 hPa et à la température de 0°C).
Note:2 Cet oxygène peut être également utilisé sans qu'il y ait eu décompression et ce pour tout autre besoin thérapeutique.
Toutefois il doit être distingué de l’O2 thérapeutique embarqué spécifiquement pour certains passagers.

Ci-dessous dessin d'une bouteille d'oxygène de premier secours

 Bouteille oxygene secours

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Oxygène de subsistance - Avions pressurisés CAT.IDE.A.235

1 - L'exploitant n'exploite un avion pressurisé à des altitudes supérieures à 10 000ft, que s'il est équipé d'un système de stockage et de distribution d'oxygène de subsistance tel qu'exigé au présent point.
     2 - La quantité d'oxygène de subsistance exigée est déterminée sur la base de l'altitude-pression cabine, de la durée du vol et en supposant qu'une dépressurisation de la cabine se produira à l'altitude ou au moment du vol les plus critiques du point de vue des besoins en oxygène et que suite à cette dépressurisation, l'avion descendra conformément aux procédures d'urgence spécifiées dans le manuel de vol jusqu'à une altitude de sécurité compte tenu de l'itinéraire à suivre, laquelle permettra de poursuivre le vol et d'atterrir en toute sécurité.
     3 - A la suite d'une dépressurisation de la cabine, l'altitude-pression de la cabine sera considérée comme étant identique à celle de l'avion, à moins qu'il ne soit démontré à l'autorité qu'aucune défaillance probable de la cabine ou du système de pressurisation n'aura pour conséquence une altitude-pression cabine identique à l'altitude-pression de l'avion. Dans ces conditions, l'altitude-pression maximale démontrée de la cabine peut servir de base à l'évaluation de l'alimentation en oxygène.

Exigences en matière d'équipements et d'alimentation en oxygène

Équipage de conduite

a - Chaque membre de l'équipage de conduite en fonction dans le poste de pilotage doit disposer d'une alimentation oxygène de subsistance gazeuse Voir Tableau 1. Si tous les occupants des sièges du poste de pilotage sont alimentés en oxygène à partir de la source d'alimentation pour les membres de l'équipage de conduite, ils sont alors considérés comme membres de l'équipage de conduite en fonction dans le poste de pilotage en ce qui concerne l'alimentation en oxygène. Les occupants des sièges du poste de pilotage non alimentés par cette source d'oxygène sont considérés comme des passagers, en ce qui concerne l'alimentation en oxygène.
b - Les membres d'équipage de conduite qui ne sont pas visés par les dispositions du point a) ci-dessus, sont considérés comme des passagers en ce qui concerne l'alimentation en oxygène.
c - Des masques à oxygène doivent être situés à portée immédiate des membres de l'équipage de conduite occupant le poste qui leur a été assigné.
d - Les masques à oxygène des membres d'équipage de conduite des avions pressurisés volant au-dessus de 25 000ft doivent être des masques à pose rapide, c'est à dire être placé sur le visage et attaché correctement d’une seule main en moins de 5 secondes, fournir de l’oxygène sur demande et rester ensuite en position, laissant libre l'usage des deux mains.
d - Et permettre, après sa pose, une communication immédiate entre l’équipage de conduite et les autres membres de l’équipage à l’aide du système d’interphone de l’avion ;

Ci-dessous dessin d'un masque à oxygène pour l'équipage de conduite.

 Masque  oxygene Pilote

Équipage de cabine, membres d'équipage supplémentaires et passagers

a - Les membres de l'équipage de cabine et les passagers doivent disposer d'une alimentation en oxygène de subsistance Voir Tableau 1, sauf lorsque le point d) s'applique. Les membres d'équipage de cabine transportés en plus du nombre de membres d'équipage de cabine minimal requis et les membres d'équipage supplémentaires sont considérés comme des passagers en ce qui concerne l'alimentation en oxygène.
b - Les avions susceptibles de voler à des altitudes-pression supérieures à 25 000ft doivent être équipés d'un nombre suffisant de prises et de masques en excédent ou d'équipements portatifs munis de masques, à l'usage de tous les membres de l'équipage de cabine requis. Les prises en excédent et les équipements portatifs doivent être répartis de manière uniforme dans toute la cabine afin que chaque membre de l'équipage de cabine requis puisse disposer immédiatement d'oxygène quel que soit l'endroit où il se trouve au moment de la dépressurisation de la cabine.
c - Les avions susceptibles de voler à des altitudes-pression supérieures à 25 000ft, doivent être équipés d'un système distributeur d'oxygène reliée à des terminaux d'alimentation en oxygène immédiatement utilisables par chaque occupant quel que soit le siège qu'il occupe. Le nombre total d'unités de distribution et de prises d'oxygène doit être supérieur d'au moins 10 % au nombre de sièges. Les équipements supplémentaires doivent être répartis de manière uniforme dans toute la cabine.
d - Les avions susceptibles de voler à des altitudes-pression supérieures à 25 000ft ou qui, lorsqu'ils volent à 25 000ft ou moins, ne peuvent pas descendre en toute sécurité à 13 000ft en 4 minutes, et dont le premier certificat de navigabilité individuel a été délivré à partir du 9 novembre 1998, doivent être équipés de masques à présentation automatique, immédiatement disponibles pour chaque occupant où qu'il soit assis. Le nombre total d'unités de distribution et de prises d'oxygène et d'alimentations doit être supérieur d'au moins 10 % au nombre de sièges. Les masques supplémentaires doivent être uniformément répartis dans toute la cabine. Ces équipements supplémentaires doivent être répartis de manière uniforme à l'intérieur de la cabine.
e - Pour les avions non certifiés pour voler à des altitudes supérieures à 25 000ft, les exigences en matière d'alimentation en oxygène prévues à l'appendice 1 peuvent être réduites à tout le temps de vol à des altitudes-pression de la cabine comprises entre 10 000ft et 13 000ft, pour l'ensemble des membres de l'équipage de cabine requis et pour au moins 10 % des passagers, à condition qu'en tout point de la route à suivre, l'avion puisse descendre en toute sécurité à une altitude-pression cabine de 13000 ft en moins de 4 minutes.

Ci-dessous dessin d'une bouteille d'oxygène portable pour permettre à l'équipage de se déplacer en cabine. Sa capacité est de 310l d'oxygène gazeux.

 bouteille oxygene PNC
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Oxygène de subsistance - Avions non pressurisés CAT.IDE.240

a - L'exploitant n'exploite un avion non pressurisé à des altitudes supérieures à 10 000ft, que s'il est équipé d'un système de stockage et de distribution de l'oxygène de subsistance requis.
b - La quantité d'oxygène de subsistance exigée pour une opération donnée est déterminée sur la base d'altitudes et d'une durée de vol cohérentes avec les procédures d'exploitation établies pour chaque opération dans le manuel d'exploitation, compte tenu des itinéraires à suivre, et conformément aux procédures d'urgence spécifiées dans le manuel d'exploitation.
Un avion susceptible de voler à des altitudes-pression supérieures à 10 000ft devra être doté d'équipements permettant de stocker et de distribuer les quantités d'oxygène prévues.

Exigences en matière d'équipements et d'alimentation en oxygène

Équipage de conduite

Chaque membre de l'équipage de conduite en fonction dans le poste de pilotage doit disposer d'une alimentation en oxygène de subsistance Voir Tableau 2. Si tous les occupants des sièges du poste de pilotage sont alimentés en oxygène à partir de la source d'alimentation réservée aux membres de l'équipage de conduite, ils sont alors considérés comme membres de l'équipage de conduite en fonction dans le poste de pilotage en ce qui concerne l'alimentation en oxygène.

Équipage de cabine, membres d'équipage supplémentaires et passagers

Les membres de l'équipage de cabine et les passagers doivent disposer d'une alimentation en oxygène de subsistance Voir Tableau 2. Les membres d'équipage de cabine transportés en plus du nombre de membres d'équipage de cabine minimal requis et les membres d'équipage supplémentaires sont considérés comme des passagers en ce qui concerne l'alimentation en oxygène.

Équipement de protection respiratoire pour l'équipage CAT.IDE.A.245

a - Les avions pressurisés ou les avions non pressurisés dont la masse maximale certifiée au décollage est supérieure à 5 700 kg ou dont une configuration maximale approuvée en sièges passagers est supérieure à 19 , seront équipés d'équipements de protection respiratoire PBE: pour protéger les yeux, le nez et la bouche et de fournir du gaz respirable pendant une durée d'au moins 15 minutes:
     1 - équipements de protection respiratoire pour chaque membre d'équipage de conduite en fonction dans le poste de pilotage, doivent être facilement accessibles en vue d'une utilisation immédiate ;
     2 - de l'oxygène pour chaque membre d'équipage de cabine requis, à côté de son lieu d'affectation,
     3 - de l'oxygène d'un équipement portatif pour un membre de l'équipage de conduite , à côté de son lieu d'affectation, dans le cas des avions exploités avec un équipage de vol de plus d'un et aucun membre d'équipage de cabine.
b - Une protection respiratoire destinés pour utilisation en vol de l'équipage doit être installé dans le compartiment d'équipage de conduite et être accessible pour une utilisation immédiate par chaque membre d'équipage de conduite requis à son poste de travail.
c - Un PBE destiné à un usage personnel de cabine doit être installé à côté de chaque membre d'équipage de cabine nécessaire près de sa place d'affectation.
d - Un équipement supplémentaire de protection respiratoire portable, facilement accessible, doit être fourni, et situé à l'endroit où à proximité immédiate des extincteurs à main prévus à l'article CAT.IDE.A.250, ou à proximité de l'entrée de la soute, dans le cas où l'extincteur est situé à l'intérieur d'un compartiment cargo.
e - Les équipements de protection respiratoire ne doivent pas empêcher les communications


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Tableau 1

Exigences minimales pour l'oxygène supplémentaire pour les avions pressurisés.



ALIMENTATION POUR DUREE ET ALTITTUDE PRESSION CABINE
Tous membres d'équipage occupants un siége dans ​​le poste de pilotage Totalité du vol à des altitudes-pression supérieures à 13 000ft et totalité du temps de vol à des altitudes pression cabine supérieures à 10 000ft, mais ne dépasse pas 13 000ft après les 30 premières minutes à ces altitudes, mais en aucun cas inférieure à:
(a) 30 minutes pour les avions certifiés pour voler à des altitudes ne dépassant pas 25 000ft (Note 2)
(b) 2 heures pour les avions certifiés pour voler à plus de 25 000ft (Note 3).
Tous les membres d'équipage de cabine requis Totalité du vol à des altitudes-pression supérieures à 13 000ft, mais pas moins de 30 minutes (note 2), et tout le temps de vol à des altitudes pression cabine est supérieure à 10 000ft, mais ne dépasse pas 13 000ft après les 30 premières minutes à ces altitudes.
100% des passagers
(note 5)
Totalité du vol à des altitudes pressions supérieures à 15 000ft, mais en aucun cas moins de 10 minutes. (Note 4)
30% des passagers
(note 5)
Totalité du vol à des altitudes pressions supérieures à 14 000ft, mais ne dépassant pas 15000ft. (Note 4)
10% des passagers
(note 5)
Le reste du temps de vol à des altitudes-pression supérieures à 10 000ft, mais ne dépasse pas 14 000ft, après les 30 premières minutes passées à ces altitudes.

Note 1: L'alimentation prévue doit tenir compte de l'altitude-pression de la cabine et du profil de descente pour les routes concernées.
Note 2: L'alimentation minimale requise correspond à la quantité d'oxygène nécessaire pour un taux de descente constant à partir de l'altitude d'exploitation maximale certifiée de l'avion jusqu'à 10 000ft en 10 minutes, suivie de 20 minutes à 10 000ft
Note 3: L'alimentation minimale requise correspond à la quantité d'oxygène nécessaire pour un taux de descente constant à partir de l'altitude d'exploitation maximale certifiée de l'avion jusqu'à 10 000ft en 10 minutes, suivie de 110 minutes à 10 000ft. L'oxygène nécessaire peuvent être inclus dans le calcul de l'alimentation requise.
Note 4: L'alimentation minimale requise correspond à la quantité d'oxygène nécessaire pour un taux de descente constant à partir de l'avion l'altitude d'exploitation maximale certifiée de 15 000 ft en 10 minutes.
Note 5: Pour les besoins de passagers ce tableau signifie passagers réellement transportés et comprend les bébés de moins de 2ans.

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Tableau 2

Supplément d'oxygène pour avions non pressurisés



ALIMENTATION POUR DUREE ET ALTITTUDE PRESSION CABINE
Tous membres d'équipage occupants un siége dans ​​le poste de pilotage Totalité du vol à des altitudes-pression supérieures à 10 000ft .
Tous les membres d'équipage de cabine requis Totalité du vol à des altitudes-pression supérieures à 13 000ft, et pour une durée supérieure à 30 minutes, à des altitudes-pression cabine supérieure à 10 000ft, mais n'excédant pas 13 000ft.
Membres d'équipage supplémentaires et 100% des passagers Totalité du vol à des altitudes-pressions supérieures à 13 000ft.
10% des passagers
(note)
Temps de vol après 30 minutes à des altitudes-pression supérieures à 10 000ft mais ne dépassant pas 13 000ft

Note: Pour les besoins de passagers ce tableau signifie passagers réellement transportés et comprend les bébés de moins de 2 ans.

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Distribution de l'oxygène

Il existe deux systèmes de distibution d'oxygène à d'abord d'un aéronef:
- Circuit gazeux
- Circuit chimique

Circuit gazeux

L'oxygène est comprimé en bouteilles métalliques (de différentes contenances) situées en soute. Ces bouteilles sont reliées à une unité de contrôle du flux d'oxygène délivré. L'unité de contrôle régule la pression de l'oxygène en fonction de l'altitude cabine. Un circuit de tuyauteries alimente chaque masque.
La technologie basique est de faible coût ; mais le poids et le volume limitent rapidement la quantité embarquée. Le conditionnement peut, en outre s'avérer dangereux dans le cas de surchauffe, fuites avec réactions chimiques pouvant déclencher une explosion.
Ci-dessous les dégâts dus à l'explosion d'une bouteille d'oxygène en vol sur un Boeing 747-400 (le nom de la compagnie a été volontairement effacé).

 bouteille oxygene explosion

Circuit chimique

Le système est simplifié par des cartouches d’oxygène chimique indépendantes dans chaque bloc passager, qui porte le nom de P.S.U. (Passenger Service Unit).
L’Équipement PSU se présente sous la forme du circuit fixe et comporte un nombre de masque plafonnier correspondant :
au nombre de sièges + 10 % ; + 2 masques par poste PNC (personnel navigant commercial).

Principe de fonctionnement d'un circuit chimique

Les générateurs par voie chimique et les masques à oxygène sont montés dans des boîtes à oxygène se trouvant dans les porte-bagages de la cabine, dans les dossiers des sièges (très gros avions), les consoles des PNC et les toilettes.
Chaque boîte à oxygène contient un générateur d'oxygène par voie chimique qui alimente en oxygène deux, trois ou quatre passagers pendant au moins +15 minutes.
Des panneaux de module donnent accès aux masques à oxygène et aux générateurs.
Les panneaux sont automatiquement ouverts par l'intermédiaire d'un contacteur anéroïde si la pressurisation dans la cabine s'élève au-delà d'environ 14 000ft.
Si les panneaux ne s'ouvrent pas automatiquement, un voyant d'avertissement s'allumera sur le tableau de bord dans le poste de pilotage. L'équipage de conduite peut ouvrir les panneaux en appuyant sur un bouton-poussoir. On peut ouvrir également les panneaux manuellement pour la maintenance en exerçant une pression sur le levier du verrou avec une pointe.
Une fois qu'un générateur d'oxygène a été activé, la décomposition thermique du coeur du générateur se poursuit jusqu'à ce que le coeur soit consumé. Chaque masque à oxygène pour passager est équipé d'un sac-réservoir qui est attaché au générateur d'oxygène à l'aide d'un tuyau souple. Lorsqu'un générateur est activé, le sac-réservoir se déploie et peut se gonfler (selon l'altitude) jusqu'à ce que la personne commence à respirer.

Pour expliquer le principe d'un générateur, nous allons prendre comme modèle le générateur SCOTT.
Le coeur du générateur d'oxygène Scott est logé dans un blindage au nickel et un boîtier en acier inoxydable. Les générateurs pour trois et pour quatre personnes sont équipés d'un blindage interne supplémentaire au cuivre. Une fois activé, le blindage au nickel ternira rapidement en raison de l'exposition à la chaleur. Le coeur cylindrique est isolé avec des granules et des tampons afin de maintenir la température extérieure du boîtier sous la température de fonctionnement, qui est d'environ 260 °C.
On actionne le générateur d'oxygène en tirant sur la goupille reliée à un cordon, ce qui libère un percuteur à ressort contre une amorce à percussion. Il faut exercer une traction assez forte pour dégager le cordon. Le générateur brûle un mélange de chlorate de sodium et de fer pour produire de l'oxygène et il est conçu pour fournir un écoulement accru d'oxygène peu après le début de la séquence de combustion. Pendant les 15 minutes de la décomposition, le générateur d'oxygène pour deux personnes produira au moins 42 L d'oxygène, contre au moins 62 L d'oxygène dans le cas du générateur pour trois personnes et au moins 84 L d'oxygène pour un générateur destiné à quatre personnes.

OBOGS

Actuellement la société Air Liquide travaille sur OBOGS ou On Board Oxygen Generating System
Il s'agit d'un dispositif destinée à enrichir la teneur en oxygène de l'air prélevé soit à l' extérieur (à la décompression des moteurs) de l aéronef, soit en enrichissement de l'air ambiant.

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