Les aéronefs sont pilotés à haute altitude pour deux raisons. Premièrement, un avion volé à haute altitude consomme moins de carburant pour une vitesse donnée qu’il n’en fait pour la même vitesse à une altitude inférieure, car l’avion est plus efficace à haute altitude. Deuxièmement, les intempéries et les turbulences peuvent être évitées en volant dans un air relativement doux au-dessus des tempêtes. De nombreux avions modernes sont conçus pour fonctionner à haute altitude, en profitant de cet environnement. Pour voler à des altitudes plus élevées, l’avion doit être mis sous pression. Il est important que les pilotes qui pilotent ces avions soient familiers avec les principes de base.

Dans un système de pressurisation typique, la cabine, le compartiment de vol et les compartiments à bagages sont incorporés dans une unité étanche capable de contenir de l’air sous une pression supérieure à la pression atmosphérique extérieure. Sur les avions propulsés par des turbomoteurs, l’air de purge de la section du compresseur du moteur est utilisé pour mettre la cabine sous pression. Les compresseurs peuvent être utilisés sur un ancien modèle à turbine à turbine pour pomper de l’air dans le fuselage scellé. Les aéronefs à piston peuvent utiliser de l’air provenant de chaque turbocompresseur de moteur à travers un Venturi Sonic (limiteur de débit). L’air est libéré du fuselage par un appareil appelé valve de sortie. En régulant la sortie d’air, la valve de sortie permet un flux constant d’air dans la zone sous pression. [Figure 6-40]

Un système de pressurisation de la cabine maintient généralement une altitude de pression de cabine d’environ 8 000 pieds à l’altitude de croisière maximale conçue d’un avion. Cela empêche les changements rapides de l’altitude de la cabine qui peuvent être inconfortables ou causer

Blessure des passagers et de l’équipage. De plus, le système de pressurisation permet un échange d’air raisonnablement rapide de l’intérieur vers l’extérieur de la cabine. Ceci est nécessaire pour éliminer les odeurs et pour éliminer l’air vicié. [Figure 6-41]

La pressurisation de la cabine de l’avion est une méthode acceptée pour protéger les occupants contre les effets de l’hypoxie. Dans une cabine sous pression, les occupants peuvent être transportés confortablement

et en toute sécurité pendant de longues périodes, en particulier si l’altitude de la cabine est maintenue à 8 000 pieds ou moins, lorsque l’utilisation d’équipements à oxygène n’est pas nécessaire. L’équipage de conduite de ce type d’avion doit être conscient du risque de perte accidentelle de pression de cabine et être prêt à faire face à une telle situation d’urgence chaque fois qu’il se produit.

Les termes suivants aideront à comprendre les principes de fonctionnement des systèmes de pressurisation et de climatisation :

• Altitude de l’avion : la hauteur réelle au-dessus du niveau de la mer à laquelle vole l’avion
• Température ambiante : la température dans la zone entourant immédiatement l’avion
• Pression ambiante : la pression dans la zone entourant immédiatement l’avion
• Altitude de la cabine – pression de cabine en termes d’altitude équivalente au-dessus du niveau de la mer
• Pression différentielle—La différence de pression entre la pression agissant d’un côté d’un mur et la pression agissant de l’autre côté du mur. Dans les systèmes de climatisation et de pressurisation des avions, c’est la différence entre la pression de la cabine et la pression atmosphérique.

Le système de contrôle de la pression de la cabine fournit une régulation de pression de la cabine, un soulagement de la pression, un dégagement de vide et les moyens de sélectionner l’altitude de cabine souhaitée dans la plage isobare et différentielle. De plus, le déversement de la pression de la cabine est fonction du système de contrôle de la pression. Un régulateur de pression de cabine, une vanne de sortie et une soupape de sécurité sont utilisés pour accomplir ces fonctions.

Le régulateur de pression de cabine contrôle la pression de la cabine à une valeur sélectionnée dans la plage isobare et limite la pression de la cabine à une valeur différentielle prédéfinie dans la plage différentielle. Lorsqu’un avion atteint l’altitude à laquelle la différence entre la pression à l’intérieur et à l’extérieur de la cabine est égale à la pression différentielle la plus élevée pour laquelle la structure du fuselage est conçue, une augmentation supplémentaire de l’altitude de l’avion entraînera une augmentation correspondante de l’altitude de la cabine. Le contrôle différentiel est utilisé pour empêcher la pression différentielle maximale, pour laquelle le fuselage a été conçu, d’être dépassé. Cette pression différentielle est déterminée par la résistance structurelle de la cabine et souvent par la relation entre la taille de la cabine et les zones probables de rupture, telles que les zones de fenêtre et les portes.

La soupape de sécurité de la pression de l’air de la cabine est une soupape de pression combinée, une soupape de vide et une vanne de décharge. La soupape de décharge de pression empêche la pression de la cabine de dépasser une pression différentielle prédéterminée au-dessus de la pression ambiante. La décharge de vide empêche la pression ambiante de dépasser la pression de la cabine en permettant à l’air externe d’entrer dans la cabine lorsque la pression ambiante dépasse la pression de la cabine. Le commutateur de commande du poste de pilotage actionne la vanne de décharge. Lorsque cet interrupteur est positionné sur la RAM, une électrovanne s’ouvre, provoquant la décharge de l’air de la cabine dans l’atmosphère.

Le degré de pressurisation et l’altitude de fonctionnement de l’avion sont limités par plusieurs facteurs de conception critiques. Principalement, le fuselage est conçu pour résister à une pression différentielle maximale particulière dans la cabine.

Plusieurs instruments sont utilisés en conjonction avec le contrôleur de pressurisation. Le manomètre différentiel de la cabine indique la différence entre la pression intérieure et extérieure. Cette jauge doit être surveillée pour s’assurer que la cabine ne dépasse pas la pression différentielle maximale admissible. Un altimètre de cabine est également fourni pour vérifier les performances du système. Dans certains cas, ces deux instruments sont combinés en un seul. Un troisième instrument indique le taux de montée ou de descente en cabine. Un instrument de taux de montée de la cabine et un altimètre de cabine sont illustrés à la figure 6-42.

La décompression est définie comme l’incapacité du système de pressurisation de l’avion à maintenir son différentiel de pression conçu. Cela peut être dû à un dysfonctionnement du système de pressurisation ou à des dommages structurels à l’avion. Physiologiquement, les décompressions se répartissent en deux catégories :

• Décompression explosive : une modification de la pression de la cabine plus rapide que les poumons ne peut se décompresser, causant éventuellement des lésions pulmonaires. Normalement, le temps nécessaire pour libérer de l’air des poumons sans restriction, comme les masques, est de 0,2 seconde. La plupart des autorités considèrent que toute décompression qui se produit en moins de 0,5 seconde est explosive et potentiellement dangereuse.

• Décompression rapide : une modification de la pression de la cabine dans laquelle les poumons se décompressent plus rapidement que la cabine, ce qui n’entraîne aucune probabilité de lésions pulmonaires.

Au cours d’une décompression explosive, il peut y avoir du bruit et on peut se sentir étourdi pendant un moment. L’air de la cabine se remplit de brouillard, de poussière ou de débris volants. Le brouillard se produit en raison de la chute rapide de la température et du changement d’humidité relative. Normalement, les oreilles s’effacent automatiquement. L’air se précipite de la bouche et du nez en raison de la fuite d’air des poumons et peut être remarqué par certaines personnes.

La décompression rapide diminue la période de conscience utile car l’oxygène dans les poumons est rapidement expiré, réduisant la pression sur le corps. Cela diminue la pression partielle d’oxygène dans le sang et réduit le temps de performance effectif du pilote d’un tiers à un quart de son temps normal. Pour cette raison, un masque à oxygène doit être porté lors d’un vol à très haute altitude (35 000 pieds ou plus). Il est recommandé aux membres d’équipage de sélectionner le réglage à 100 % d’oxygène sur le régulateur d’oxygène à haute altitude si l’avion est équipé d’un système d’oxygène à la demande ou à la pression.

Le principal danger de décompression est l’hypoxie. Une utilisation rapide et appropriée de l’équipement d’oxygène est nécessaire pour éviter la perte de connaissance. Un autre danger potentiel que les pilotes, l’équipage et les passagers sont confrontés lors des décompressions à haute altitude est le mal de décompression des gaz. Cela se produit lorsque la pression sur le corps chute suffisamment, que l’azote sort de la solution et forme des bulles qui peuvent avoir des effets néfastes sur certains tissus corporels.

La décompression causée par des dommages structurels à l’avion présente un autre type de danger pour les pilotes, les membres d’équipage et les passagers – qui sont jetés ou soufflés de l’avion s’ils sont situés à proximité des ouvertures. Les personnes proches des ouvertures doivent porter des harnais de sécurité ou des ceintures de sécurité à tout moment lorsque l’avion est sous pression et qu’ils sont assis. Les dommages structurels ont également le potentiel de les exposer à des souffles de vent et à des températures extrêmement froides.

Une descente rapide de l’altitude est nécessaire pour minimiser ces problèmes. Des systèmes d’avertissement visuels et auditifs automatiques sont inclus dans l’équipement de tous les avions sous pression.