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Inhalateurs d’oxygène pour les hautes altitudes de l’aviation

Dr Paul Garsaux, La Nature N°2712 - 27 Mars 1926

dimanche 1er mars 2009, par gloubik

C’est surtout pendant la guerre de 1914 qu’on s’est attaché, tant en France qu’à l’étranger, à réaliser des inhalateurs automatiques d’oxygène, car dès 1916, les avions de chasse, de reconnaissance et de prises de photographies atteignaient des altitudes telles que pilotes, observateurs ou mitrailleurs éprouvaient des malaises dus, ainsi que l’a démontré Paul Bert, au manque d’oxygène.

C’est au début de 1917 que j’eus à m’occuper de faire réaliser en France le premier des appareils de ce genre.

Il se compose essentiellement :
1° D’un réservoir d’oxygène comprimé (tolérance de 175 kg pendant la guerre, 150 kg actuellement), et de capacité variable suivant l’utilisation ;
2° D’un distributeur ou détendeur automatique de gaz, distribuant automatiquement l’oxygène à partir de l’altitude utile, et proportionnellement à l’altitude atteinte. Cet appareil fut construit sur mes indications par la maison Panhard et Levassor ;
3° D’un contrôleur de débit gazeux ;
4° D’un masque respiratoire chaufîant,

Le réservoir de gaz comprimé est d’un modèle commercial et ne présente aucune caractéristique spéciale.

Détendeur automatique,

Le détendeur automatique (fig. 2) se compose de :
1° Un détendeur : D ;
2° Une capsule barométrique : C ;
3° Un jeu de leviers : L ;
4° Un raccord d’admission de gaz à haute pression : K ;
5° Un ajutage de sortie du gaz à basse pression : J ;
6° Un manomètre à haute pression : T ;

Tous ces organes sont réunis et maintenus en place sur un châssis en aluminium.

Le détendeur à membrane est constitué par un réservoir cylindrique en aluminium étanche, divisé en deux compartiments.

Fig. 3. - Distributeur automatique de gaz Panhard et Levassor,

Le compartiment m’ inférieur est le compartiment de détente proprement dit. Il contient un jeu de leviers l, qui, par l’intermédiaire d’un pointeau, ouvre et ferme l’oriflce d’admission du gaz à haute pression.

Fig. 4. - Distributeur automatique de gaz Panhard et Levassor.

Le compartiment m supérieur renferme un ressort régulateur de la pression du compartiment de détente. La pression de ce ressort est réglée une fois pour toutes, mais elle peut être augmentée ou diminuée par le serrage ou le desserrage de la vis H. Une augmentation de pression correspond à une augmentation du débit global d’oxygène.

La membrane qui sépare ces deux compartiments est constituée par une toile caoutchoutée et armée au centre d’une large rondelle de cuivre solidaire à sa face supérieure d’une tige de guidage en laiton.

La capsule barometrique, entièrement amovible et interchangeable d’un appareil à l’autre, n’est autre qu’un faible réservoir d’air à la pression atmosphérique normale, constitué par une calotte et une face mobile en cuivre. Cette dernière, solidaire en son centre d’une tige de guidage en laiton (s), est traversée par elle. La calotte et la face mobile sont réunies entre elles à leur périphérie par une bande circulaire de caoutchouc souple en forme d’U renversé ; un gros ressort R, prenant point d’appui sur le châssis, maintient le couvercle enfoncé sur la calotte. Une soupape permet d’équilibrer la pression intérieure de la capsule avec celle de la pression atmosphérique au sol.

Un jeu de leviers transmet, en les amplifiant légèrement, les mouvements de la capsule à un pointeau de réglage du débit du gaz à l’extérieur. Il comprend un levier principal. (L) en acier ; qui bascule autour d’un support en aluminium fixé au châssis et un levier en laiton (L’) articulé avec le pointeau de réglage du débit.

Sous l’action de la poussée du gaz à haute pression, le pointeau (v) s’ouvre et le gaz pénètre dans le compartiment inférieur du détendeur ; il s’établit dans ce compartiment une pression d’environ 170 gr., par suite de l’action de la membrane et des leviers qui commandent le pointeau. Cette pression se maintient constante, quels que soient le débit du gaz, la pression initiale dans le réservoir et la pression atmosphérique extérieure.

En établissant l’équilibre entre la pression atmosphérique au sol et l’intérieur de la capsule, on enferme dans cette capsule un certain volume d’air à la pression du sol. Quand on s’élève, la pression atmosphérique diminuant, le fond mobile de la capsule est soumis à une poussée considérable équilibrée à chaque instant par le ressort R, convenablement calculé. La compression progressive de ce ressort amène un déplacement de la tige (s) qui commande le jeu de leviers. On obtient ainsi un réglage du débit proportionnel à l’altitude. L’avantage de cette disposition est que res efforts produits par la capsule sous l’action de l’altitude sont considérables (25 kg à 3500, m. ; 54 kg à 7 500 m.) ; il en résulte que le mouvement de la manœuvre du levier et, par suite, la position du pointeau (v’) sont impérieusement assurés quels que soient les frottements du mécanisme.
Fig.5. - Distributeur automatique de gaz Gourdou

D’autres distributeurs automatiques de gaz sont nés depuis, de volume plus réduit, basés sur un principe analogue, et où le distributeur et le détendeur sont confondus ; je citerai le Panhard et Levassor (fig. 3 et 4) et le Gourdou (fig. 5), ce dernier tendant à se généraliser aujourd’hui en raison de sa construction exclusivement métallique. Tous sont établis pour assurer un débit convenable à toute altitude.
On les règle habituellement pour que leur débit commence vers 3000 mètres.

Le contrôleur de débit (fig. 6) a pour but de permettre au pilote de s’assurer du bon fonctionnement de son appareil à une altitude déterminée.

Il est constitué par une petite turbine et placé dans une boite ronde, traversée par le gaz débité qui imprime à la turbine un mouvement de rotation.

Enfin, le masque respiratoire (fig. 7) est constitué par une petite calotte en aluminium dont les contours épousent la partie inférieure du nez et le pourtour de la bouche. A la partie inférieure est aménagé un orifice de 2cm de diamètre par lequel se fait la respiration normale et par où s’écoule la vapeur d’eau de condensation. Cet orifice est prolongé en bas sur 1 cm1/2 par un tuyau en aluminium de même diamètre que lui et qui maintient l’intérieur du masque à l’abri des courants d’air. Tout le pourtour du masque est serti dans une bordure en caoutchouc creux lui permettant d’épouser d’une façon absolue la forme des parties du visage sur lesquelles il repose. L’arrivée de l’oxygène à l’intérieur du masque se fait par l’intermédiaire d’une petite tubulure en cuivre, percée de trous, qui diffuse le gaz de chaque côté des narines ; le masque se fixe à l’aide d’élastiques, de mème que les lunettes.

Fig. 7. - Masque du D<sup class="typo_exposants">r</sup> Garsaux

Pour remédier à la congélation de la vapeur d’eau de condensation de la respiration à la sortie du masque, les masques sont, munis. d’un dispositif chauffant électrique.

Cet appareil est utilisé aujourd’hui au laboratoire pneumatique du Bourget, il nous permet des expériences qui atteignent actuellement près de 12 500 m., et c’est avec lui que les pilotes français ont ramené chez nous le record d’altitude par plus de 12 000 m.

Pour de telles profondeurs atmosphériques, on règle les appareils pour un débit plus grand et l’on ajoute au masque une deuxième ou même une troisième arrivée de gaz. .

Malgré les résultats obtenus, nous avons presque terminé la mise au point d’un distributeur automa­ tique à oxygène liquide, et nous envisageons toujours l’utilisation pour les très hautes altitudes de la cabine à pression constante.

Dr Paul Garsaux chef du Service médical à l’Aérodrome du Bourget,

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