Pressurisation : comment respire-t-on à 11 000 mètres ?

À 35 000 pieds, soit environ 10 700 mètres, la pression de l'air ne représente qu'environ un quart de sa valeur au niveau de la mer et la température avoisine -50 °C. Sans protection, un passager perdrait connaissance en quelques dizaines de secondes. Si l'on voyage pourtant en tee-shirt, c'est grâce à la pressurisation, l'un des systèmes les plus discrets mais les plus indispensables d'un avion de ligne.

Le principe : gonfler la cabine

Le fuselage d'un avion de ligne est conçu comme un récipient étanche. On y fait entrer de l'air en permanence, plus vite qu'on ne le laisse sortir. La pression intérieure monte alors au-dessus de la pression extérieure.

Sur la plupart des appareils, cet air provient des compresseurs des moteurs : c'est l'air prélevé (bleed air). Comme le détaille SKYbrary, il est filtré et refroidi, puis pris en charge par le système de conditionnement d'air, qui assure à la fois le chauffage, le refroidissement et la pressurisation. Certains avions récents utilisent plutôt des compresseurs électriques dédiés, mais le principe reste le même.

La vanne de sortie, chef d'orchestre

La pièce maîtresse du système est la vanne de sortie (outflow valve), généralement située à l'arrière du fuselage. En s'ouvrant plus ou moins, elle règle la quantité d'air qui quitte la cabine et donc la pression intérieure. Un régulateur automatique la pilote en fonction de la phase de vol : montée progressive de l'« altitude cabine » au décollage, palier en croisière, retour progressif à la pression de l'aéroport d'arrivée.

Deux dispositifs de sécurité complètent l'ensemble :

• une soupape de surpression, qui s'ouvre si la pression intérieure devient excessive, par exemple en cas de défaillance de la vanne de sortie ;
• une soupape de dépression, qui s'ouvre si la pression extérieure dépasse la pression intérieure, notamment lors d'une descente rapide.

L'« altitude cabine » : une montagne moyenne

On ne remet pas la cabine à la pression du niveau de la mer : la différence de pression avec l'extérieur imposerait une structure bien plus lourde. On parle donc d'altitude cabine, c'est-à-dire l'altitude à laquelle régnerait la pression mesurée à bord.

La réglementation de certification des avions de transport, reprise en Europe dans des termes équivalents, impose que cette altitude cabine ne dépasse pas 8 000 pieds (environ 2 440 mètres) en conditions normales d'exploitation. SKYbrary donne un exemple typique : 8 000 pieds en cabine lorsque l'avion vole à 35 000 pieds, 5 000 pieds lorsqu'il vole à 25 000 pieds.

Selon un rapport des Académies nationales américaines, la limite de 8 000 pieds correspond à une pression d'environ 75 kPa ; la pression partielle d'oxygène y atteint environ 74 % de sa valeur au niveau de la mer. C'est suffisant pour un passager en bonne santé, même si l'on peut ressentir une légère fatigue ou des gênes aux oreilles lors des variations de pression.

Un air renouvelé et filtré

La pressurisation va de pair avec le renouvellement de l'air. Le même rapport indique qu'une partie de l'air de cabine, typiquement 30 à 55 % de l'air distribué, est recirculée après filtration et mélangée à de l'air extérieur. Sur la plupart des avions récents, les filtres de recirculation sont de type HEPA, d'une efficacité de 99,97 % pour les particules de 0,3 micron. L'air extérieur, très sec en altitude, explique une humidité relative en cabine souvent comprise entre 10 et 20 %.

Et en cas de dépressurisation ?

Les règles de certification exigent que le système limite les conséquences d'une panne : pour les avions certifiés au-dessus de 25 000 pieds, une défaillance probable ne doit pas exposer les occupants à une altitude cabine supérieure à 15 000 pieds. En cas de perte de pression, des masques à oxygène tombent devant chaque siège et l'équipage engage une descente d'urgence vers une altitude où l'on respire sans assistance. La consigne est connue : mettre son propre masque avant d'aider les autres.

À retenir

• L'avion est pressurisé en injectant de l'air comprimé dans un fuselage étanche.
• La vanne de sortie règle en permanence la pression intérieure.
• L'altitude cabine ne doit pas dépasser 8 000 pieds en exploitation normale.
• L'air est en partie recirculé à travers des filtres HEPA, et des masques à oxygène protègent en cas de dépressurisation.