Décompression incontrôlée

Une décompression incontrôlée est une chute indésirable de la pression d'un système scellé, tel qu'une cabine d'avion pressurisée ou une chambre hyperbare , qui résulte généralement d' une erreur humaine , d'une défaillance structurelle ou d'un impact , provoquant l'évacuation du récipient sous pression dans son environnement ou l'absence de pressurisation du tout.

Une telle décompression peut être classée comme explosive, rapide ou lente :

• La décompression explosive (DE) est violente et trop rapide pour que l'air puisse s'échapper en toute sécurité des poumons et d'autres cavités remplies d'air dans le corps, telles que les sinus et les trompes d'Eustache , ce qui entraîne généralement un barotraumatisme grave, voire mortel .
• Une décompression rapide peut être suffisamment lente pour permettre aux cavités de s'évacuer, mais peut néanmoins provoquer un barotraumatisme ou un inconfort grave.
• La décompression lente ou progressive se produit si lentement qu’elle peut ne pas être détectée avant que l’hypoxie ne s’installe.

Le terme décompression incontrôlée désigne ici la dépressurisation non planifiée de récipients occupés par des personnes, par exemple une cabine d'avion pressurisée à haute altitude, un vaisseau spatial ou une chambre hyperbare . Pour la défaillance catastrophique d'autres récipients sous pression utilisés pour contenir des gaz , des liquides ou des réactifs sous pression, le terme explosion est plus couramment utilisé, ou d'autres termes spécialisés tels que BLEVE peuvent s'appliquer à des situations particulières.

La décompression peut se produire en raison d'une défaillance structurelle du récipient sous pression ou d'une défaillance du système de compression lui-même. La vitesse et la violence de la décompression sont affectées par la taille du récipient sous pression, la pression différentielle entre l'intérieur et l'extérieur du récipient et la taille du trou de fuite.

La Federal Aviation Administration des États-Unis reconnaît trois types distincts d'événements de décompression dans les avions : la décompression explosive, rapide et progressive.

La décompression explosive se produit généralement en moins de 0,1 à 0,5 seconde, ce qui correspond à un changement de pression de la cabine plus rapide que la décompression des poumons. Normalement, le temps nécessaire pour libérer l'air des poumons sans restrictions, comme les masques, est de 0,2 seconde. Le risque de traumatisme pulmonaire est très élevé, tout comme le danger que représentent les objets non sécurisés qui peuvent devenir des projectiles en raison de la force explosive , qui peut être comparée à la détonation d'une bombe.

Immédiatement après une décompression explosive, un épais brouillard peut remplir la cabine de l'avion lorsque l'air se refroidit, augmentant l' humidité relative et provoquant une condensation soudaine. Les pilotes militaires équipés de masques à oxygène doivent respirer sous pression, ce qui fait que les poumons se remplissent d'air lorsqu'ils sont détendus, et qu'il faut faire un effort pour expulser à nouveau l'air.

La décompression rapide prend généralement plus de 0,1 à 0,5 seconde, ce qui permet aux poumons de se décompresser plus rapidement que la cabine. Le risque de lésions pulmonaires est toujours présent, mais considérablement réduit par rapport à la décompression explosive.

La décompression lente ou progressive se produit suffisamment lentement pour passer inaperçue et peut n'être détectée que par les instruments. Ce type de décompression peut également provenir d'un manque de pressurisation de la cabine lorsque l'avion monte en altitude. Un exemple de cela est le crash du vol 522 d'Helios Airways en 2005 , dans lequel le service de maintenance a laissé le système de pressurisation en mode manuel et les pilotes n'ont pas vérifié le système de pressurisation. En conséquence, ils ont subi une perte de connaissance (ainsi que la plupart des passagers et de l'équipage) en raison d' une hypoxie (manque d'oxygène). L'avion a continué à voler grâce au système de pilotage automatique et s'est finalement écrasé en raison d'une panne de carburant après avoir quitté sa trajectoire de vol.

Les blessures physiques suivantes peuvent être associées à des incidents de décompression :

• L'hypoxie est le risque le plus grave associé à la décompression, d'autant plus qu'elle peut passer inaperçue ou neutraliser l'équipage.
• Barotraumatisme : incapacité à égaliser la pression dans les espaces aériens internes tels que l' oreille moyenne ou le tractus gastro-intestinal , ou blessure plus grave telle qu'un poumon éclaté .
• Maladie de décompression .
• Mal des montagnes .
• Gelures ou hypothermie dues à une exposition à l'air glacial à haute altitude.
• Traumatisme physique causé par la violence de la décompression explosive, qui peut transformer les personnes et les objets détachés en projectiles.

Au moins deux cas confirmés ont été documentés d'une personne soufflée à travers une fenêtre passager d'avion. Le premier s'est produit en 1973 lorsque des débris provenant d'une panne de moteur ont heurté une fenêtre à peu près au milieu du fuselage. Malgré les efforts pour ramener le passager dans l'avion, l'occupant a été entièrement forcé à travers la fenêtre de la cabine. Les restes squelettiques du passager ont finalement été retrouvés par une équipe de construction et ont été formellement identifiés deux ans plus tard. Le deuxième incident s'est produit le 17 avril 2018, lorsqu'une femme à bord du vol 1380 de Southwest Airlines a été partiellement soufflée à travers une fenêtre passager d'avion qui s'était brisée à la suite d'une panne de moteur similaire. Bien que les autres passagers aient pu la ramener à l'intérieur, elle est décédée plus tard de ses blessures. Dans les deux incidents, l'avion a atterri en toute sécurité, la seule victime étant la personne assise à côté de la fenêtre concernée.

Selon le scientifique de la NASA Geoffrey A. Landis , l'effet dépend de la taille du trou, qui peut être agrandi par des débris qui y sont soufflés ; « il faudrait environ 100 secondes pour que la pression s'égalise à travers un trou d'environ 30,0 cm (11,8 pouces) dans le fuselage d'un Boeing 747. » Toute personne bloquant le trou serait poussée vers lui par une force d'une demi-tonne, mais cette force diminue rapidement à mesure que l'on s'éloigne du trou.

Les avions modernes sont spécifiquement conçus avec des nervures de renfort longitudinales et circonférentielles afin d'empêcher des dommages localisés de déchirer l'ensemble du fuselage lors d'un incident de décompression. Cependant, les événements de décompression se sont néanmoins révélés fatals pour les avions d'autres manières. En 1974, une décompression explosive à bord du vol 981 de Turkish Airlines a provoqué l'effondrement du plancher, sectionnant des câbles de commande de vol vitaux dans le processus. La FAA a émis une directive de navigabilité l'année suivante exigeant que les fabricants d'avions gros-porteurs renforcent les planchers afin qu'ils puissent résister aux effets de la décompression en vol causée par une ouverture allant jusqu'à 20 pieds carrés (1,9 m ² ) dans le compartiment de fret du pont inférieur. Les fabricants ont pu se conformer à la directive soit en renforçant les planchers et/ou en installant des évents de secours appelés « panneaux de dado » entre la cabine passagers et le compartiment de fret.

Les portes de cabine sont conçues pour qu'il soit presque impossible de perdre la pressurisation en ouvrant une porte de cabine en vol, que ce soit accidentellement ou intentionnellement. La conception des portes à clapet garantit que lorsque la pression à l'intérieur de la cabine dépasse la pression extérieure, les portes sont fermées de force et ne s'ouvrent pas tant que la pression n'est pas équilibrée. Les portes de cabine, y compris les issues de secours, mais pas toutes les portes de soute, s'ouvrent vers l'intérieur ou doivent d'abord être tirées vers l'intérieur puis tournées avant de pouvoir être poussées à travers le cadre de la porte car au moins une dimension de la porte est plus grande que le cadre de la porte. La pressurisation a empêché l'ouverture des portes du vol 163 de Saudia au sol après que l'avion ait réussi un atterrissage d'urgence, entraînant la mort des 287 passagers et des 14 membres d'équipage par le feu et la fumée.

Avant 1996, environ 6 000 gros avions de transport commercial étaient certifiés pour voler jusqu'à 45 000 pieds (14 000 m), sans avoir à respecter des conditions particulières liées au vol à haute altitude. En 1996, la FAA a adopté l'amendement 25-87, qui imposait des spécifications supplémentaires de pression cabine à haute altitude, pour les nouveaux types d'avions. Pour les avions certifiés pour voler au-dessus de 25 000 pieds (FL 250 ; 7 600 m), ils « doivent être conçus de manière à ce que les occupants ne soient pas exposés à des altitudes de pression cabine supérieures à 15 000 pieds (4 600 m) après toute condition de défaillance probable du système de pressurisation. » En cas de décompression résultant d'une « condition de défaillance qui ne se révèle pas extrêmement improbable », l'aéronef doit être conçu de manière à ce que les occupants ne soient pas exposés à une altitude cabine supérieure à 25 000 pieds (7 600 m) pendant plus de 2 minutes, ni à une altitude supérieure à 40 000 pieds (12 000 m) à aucun moment. En pratique, ce nouvel amendement du FAR impose un plafond opérationnel de 40 000 pieds à la majorité des aéronefs commerciaux nouvellement conçus.

En 2004, Airbus a demandé avec succès à la FAA d'autoriser la pression de la cabine de l' A380 à atteindre 43 000 pieds (13 000 m) en cas d'incident de décompression et à dépasser 40 000 pieds (12 000 m) pendant une minute. Cette exemption spéciale permet à l'A380 de voler à une altitude plus élevée que d'autres avions civils nouvellement conçus, qui n'ont pas encore bénéficié d'une exemption similaire.

L'intégrale d'exposition à la dépressurisation (DEI) est un modèle quantitatif utilisé par la FAA pour faire respecter les directives de conception liées à la décompression. Le modèle repose sur le fait que la pression à laquelle le sujet est exposé et la durée de cette exposition sont les deux variables les plus importantes en jeu lors d'un événement de décompression.

D’autres normes nationales et internationales pour les essais de décompression explosive comprennent :

• Norme MIL-STD -810, 202
• RTCA/DO-160
• NORSOK M710
• API 17K et 17J
• NACE TM0192 et TM0297
• TOTALELFFINA SP TCS 142 Annexe H

Les incidents de décompression ne sont pas rares sur les avions militaires et civils, avec environ 40 à 50 événements de décompression rapide se produisant chaque année dans le monde. Cependant, dans la plupart des cas, le problème est gérable, les blessures ou les dommages structurels sont rares et l'incident n'est pas considéré comme notable. Un cas récent notable a été le vol 1380 de Southwest Airlines en 2018, où une panne de moteur non contenue a rompu une fenêtre, provoquant l'explosion partielle d'un passager.

Les incidents de décompression ne se produisent pas uniquement dans les avions. L' accident du Byford Dolphin est un exemple de décompression explosive violente d'un système de plongée en saturation sur une plate-forme pétrolière . Un événement de décompression est souvent le résultat d'une défaillance causée par un autre problème (comme une explosion ou une collision en vol), mais l'événement de décompression peut aggraver le problème initial.

En 2004, l'émission télévisée MythBusters a examiné si la décompression explosive se produit lorsqu'une balle est tirée à travers le fuselage d'un avion de manière informelle au moyen de plusieurs tests utilisant un DC-9 pressurisé hors service. Un seul tir à travers le côté ou la fenêtre n'a eu aucun effet - il a fallu de véritables explosifs pour provoquer une décompression explosive - suggérant que le fuselage est conçu pour empêcher les personnes d'être expulsées. Le pilote professionnel David Lombardo affirme qu'un trou de balle n'aurait aucun effet perçu sur la pression de la cabine car le trou serait plus petit que l'ouverture de la soupape de sortie de l'avion .

Geoffrey A. Landis, scientifique de la NASA, souligne cependant que l'impact dépend de la taille du trou, qui peut être agrandi par des débris qui y sont projetés. Landis a poursuivi en disant qu'« il faudrait environ 100 secondes pour que la pression s'égalise à travers un trou d'environ 30,0 cm (11,8 pouces) dans le fuselage d'un Boeing 747 ». Il a ensuite déclaré que toute personne assise à côté du trou serait attirée vers lui par une force d'environ une demi-tonne. Au moins deux cas confirmés ont été documentés d'une personne projetée à travers la fenêtre d'un passager d'avion. Le premier s'est produit en 1973 lorsque des débris provenant d'une panne de moteur ont heurté une fenêtre à peu près au milieu du fuselage. Malgré les efforts pour ramener le passager dans l'avion, l'occupant a été entièrement poussé à travers la fenêtre de la cabine. Les restes squelettiques du passager ont finalement été retrouvés par une équipe de construction et ont été identifiés avec certitude deux ans plus tard. Le deuxième incident s'est produit le 17 avril 2018, lorsqu'une femme à bord du vol 1380 de Southwest Airlines a été partiellement projetée à travers une fenêtre passager d'avion qui s'était brisée à la suite d'une panne de moteur similaire. Bien que les autres passagers aient pu la ramener à l'intérieur, elle est décédée plus tard des suites de ses blessures. Dans les deux incidents, l'avion a atterri en toute sécurité, la seule victime étant la personne assise à côté de la fenêtre concernée. Les récits fictifs de cet incident incluent une scène dans Goldfinger , lorsque James Bond tue le méchant éponyme en le faisant exploser par la fenêtre d'un passager et Meurs un autre jour , lorsqu'un coup de feu errant brise une fenêtre d'un avion cargo et s'étend rapidement, provoquant l'aspiration de plusieurs fonctionnaires ennemis, hommes de main et du méchant principal vers la mort.

Ce mythe persistant repose sur l'absence de distinction entre deux types de décompression et sur leur représentation exagérée dans certaines œuvres de fiction . Le premier type de décompression correspond au passage d'une pression atmosphérique normale (une atmosphère ) à un vide (zéro atmosphère), ce qui est généralement le cas lors de l'exploration spatiale . Le deuxième type de décompression correspond au passage d'une pression exceptionnellement élevée (plusieurs atmosphères) à une pression atmosphérique normale (une atmosphère), comme cela peut se produire lors de la plongée sous-marine .

Le premier type est plus courant, car la réduction de la pression atmosphérique normale à un vide peut être observée à la fois dans l'exploration spatiale et dans l'aviation à haute altitude . Les recherches et l'expérience ont montré que si l'exposition au vide provoque un gonflement, la peau humaine est suffisamment résistante pour résister à la chute d'une atmosphère . Le risque le plus grave lié à l'exposition au vide est l'hypoxie , dans laquelle le corps est privé d' oxygène , ce qui entraîne une perte de connaissance en quelques secondes. Une décompression rapide et incontrôlée peut être beaucoup plus dangereuse que l'exposition au vide elle-même. Même si la victime ne retient pas sa respiration, l'évacuation par la trachée peut être trop lente pour empêcher la rupture mortelle des alvéoles délicates des poumons . Les tympans et les sinus peuvent également être rompus par une décompression rapide, et les tissus mous peuvent être affectés par des ecchymoses suintantes de sang. Si la victime survivait d'une manière ou d'une autre, le stress et le choc accéléreraient la consommation d'oxygène, entraînant une hypoxie à un rythme rapide. Aux pressions extrêmement basses rencontrées à des altitudes supérieures à environ 63 000 pieds (19 000 m), le point d'ébullition de l'eau devient inférieur à la température corporelle normale. Cette mesure d'altitude est connue sous le nom de limite d'Armstrong , qui est la limite pratique de l'altitude de survie sans pressurisation. Les récits fictifs de corps explosant en raison d'une exposition au vide incluent, entre autres, plusieurs incidents dans le film Outland , tandis que dans le film Total Recall , les personnages semblent souffrir des effets de l'ébullition et de l'ébullition du sang lorsqu'ils sont exposés à l' atmosphère de Mars .

Le deuxième type est rare car il implique une chute de pression de plusieurs atmosphères, ce qui nécessiterait que la personne ait été placée dans un récipient sous pression. La seule situation probable dans laquelle cela pourrait se produire est lors de la décompression après une plongée sous-marine. Une chute de pression aussi faible que 100 Torr (13 kPa), qui ne produit aucun symptôme si elle est progressive, peut être mortelle si elle survient soudainement. Un tel incident s'est produit en 1983 en mer du Nord , où une décompression explosive violente de neuf atmosphères à une a causé la mort instantanée de quatre plongeurs d' un barotraumatisme massif et mortel . Les récits fictifs dramatisés de cet incident comprennent une scène du film Permis de tuer , lorsque la tête d'un personnage explose après que sa chambre hyperbare a été rapidement dépressurisée, et une autre dans le film DeepStar Six , où une dépressurisation rapide provoque une hémorragie abondante d'un personnage avant qu'il n'explose de manière similaire.