La pressurisation, pourquoi et comment ?

Dans un précedent article « Pourquoi les avions volent-ils si haut ? », nous nous intéressions à la diminution de densité de l’air avec l’altitude. Nous avions représenté l’air comme étant composé de particules en suspension, moins nombreuses à mesure que l’on s’éloigne du sol.

Mais au fait, de quoi est composé l’air que nous respirons ?

Contrairement à ce que l’on pourrait imaginer, le composant principal de l’air n’est pas l’oxygène, qui arrive en seconde position, mais l’azote. Plus précisément, il est constitué à 78% d’azote et à 21% d’oxygène. Le 1% restant est un mélange de gaz rares, de dioxyde de carbone (le fameux CO2) et de vapeur d’eau.

Cette proportion est la même partout et quelque soit l’altitude à laquelle on se trouve !

Cela signifie qu’en altitude la proportion d’oxygène dans l’air est la même qu’au sol mais vu que l’air est moins dense, il y a donc moins d’oxygène, le gaz dont nous avons besoin pour respirer. C’est pour cette raison qu’il est plus difficile d’effectuer un effort physique au sommet des Alpes et qu’il devient tout simplement impossible de respirer au-delà d’une certaine altitude.

On peut alors imaginer différentes solutions pour palier à ce problème, comme de porter un masque qui permettrait d’apporter suffisamment d’oxygène aux poumons. Pourquoi pas, mais avouez que ce n’est pas super pratique au moment de déguster le délicieux biscuit qui vous a été servi ou quand vous devez aller aux toilettes… Ou encore la solution qui consisterait à ajouter de l’oxygène à l’air ambiant serait trop compliquée à mettre en œuvre et obligerait à emporter à bord de grandes quantités d’oxygène (donc du poids en plus, et une consommation de carburant plus élevée…).

Le système retenu est beaucoup plus simple dans le sens où il utilise ce que l’on a à portée de main : l’air extérieur !

Vu que le problème est la trop faible densité de cet air, celui-ci est compressé à l’intérieur de l’avion jusqu’à atteindre une densité d’air proche de celle au sol et permettant de respirer. En fait, on va « gonfler » l’avion comme un ballon de foot en faisant augmenter la pression à l’intérieur. Concrètement, des vannes vont laisser entrer plus d’air qu’elles n’en laissent sortir.

Pour avoir un ordre d’idée, pendant la phase de croisière la pression à l’intérieur de l’avion est équivalente à celle qui règne à 2000m d’altitude, comme sur les pistes de stations de ski alpines. Augmenter davantage la pression dans l’avion n’améliorerait pratiquement pas le confort des passagers mais la différence de pression entre l’extérieur et l’intérieur conduirait à des efforts trop importants sur la structure de l’avion.

Vous aurez compris que c’est à cause de la pressurisation qu’il est impossible d’ouvrir les portes ou les fenêtres d’un avion en vol : comme dans le cas du ballon de foot ou d’un pneu de voiture, la différence de pression entre l’intérieur et l’extérieur fait que l’on ne peut se permettre la moindre ouverture qui amènerait l’avion à se « dégonfler ».

Dans le cas peu probable où l’avion se « dégonflerait » quand même, les avions de ligne actuels sont programmés pour automatiquement présenter devant les passagers des masques à oxygène dès que la pression intérieure atteint celle équivalente à une altitude de 4200m.

En bref, la pressurisation compresse l’air extérieur afin de « gonfler » l’avion et de faire augmenter la pression à l’intérieur de celui-ci jusqu’à atteindre un niveau acceptable pour notre organisme. En fonction du type d’avion, soit les pilotes règlent manuellement la pression désirée dans la cabine, soit des ordinateurs effectuent le calcul automatiquement, pour le plus grand confort des passagers !

PS : Vous vous demandez peut-être (ou pas) quel est le rapport entre cet article et la photo qui l’illustre… Vous remarquerez  que l’avion au premier plan (un DC3) possède des hublots carrés alors que ceux de l’A320 à l’arrière sont ovales ! D’un côté le DC3 (mis en service en 1936) n’est pas pressurisé; de l’autre l’A320, avion de ligne moderne, dont la structure doit prendre en compte la différence de pression entre l’intérieur et l’extérieur dont nous parlions précédemment. Il s’avère qu’avec des hublots carrés, les parties les plus fragiles sont les coins : on a donc tout simplement enlevé les coins et c’est pour cette raison que les hublots des avions pressurisés ont des formes arrondies !