Intoxication au monoxyde de carbone dans un avion de ligne

[invitef64c6f65]

Bonjour,
Je ne sais pas si quelqu'un pourra répondre - même approximativement - à ma question, mais voici l'énoncé du problème :

238 passagers (équipage inclus) dans un avion de type "liner" Boeing 777.
L'alimentation en oxygène (prélevé sur les moteurs est coupé).
Niveau volume d'air de la cabine, on doit être dans les 700 mètres cubes.
Combien de temps s'écoule-t-il avant l'intoxication au CO des 238 personnes à bord ?

(L'oxygène de secours en cabine offre 15 minutes supplémentaires)

Plus sur moi :
Je ne suis pas terroriste ... lol
Mais auteur de SF
L'information va me servir à crédibiliser la durée d'une scène.

Un grand merci par avance aux personnes qui enrichiront mon savoir.
Bien @ vous.
Stéphane.
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[JPL]

Tu fais une erreur. Seule une combustion imparfaite dégage de l’oxyde de carbone CO. En respirant nous rejetons uniquement du gaz carbonique ou dioxyde de carbone CO₂ et nous absorbons de l’oxygène (pardon, dioxygène pour les puristes). Le gaz carbonique n’est pas réellement toxique. En enceinte fermée il y a grosso modo une molécule d’oxygène consommée pour une molécule de gaz carbonique rejetée. Donc le problème essentiel est la chute du taux d’oxygène remplacé par le CO₂. La concentration de ce dernier dans le sang tend à accélérer le rythme ventilatoire et provoquera une acidose sanguine lorsque sa concentration deviendra importante et la pression partielle de l’oxygène devient trop faible pour permettre la vie.

En milieu ouvert, ce qui est le cas la plupart du temps, lorsque la pression partielle du CO₂ est trop élevée cela entraîne une chute corrélative de la pression partielle de d’oxygène puisque la pression atmosphérique totale reste constante. Lorsque cette pression partielle devient trop faible il y a asphyxie, non parce que le CO₂ serait toxique mais parce que la pression partielle devient insuffisante pour oxygéner correctement le sang. C’est une asphyxie par hypoxie.

Au contraire le CO est réellement toxique parce qu’il se fixe de façon presque irréversible sur l’hémoglobine, la rendant impropre à fixer l’oxygène.

[invitef64c6f65]

Ah ... Oui, donc je reformule parce qu'effectivement nous expirons du gaz carbonique.
C'est effectivement la chute du taux d'oxygène qui va entraîner des complications.
Je reformule :

238 passagers (équipage inclus) dans un avion de type "liner" Boeing 777.
L'alimentation en oxygène (prélevé sur les moteurs est coupé).
Niveau volume d'air de la cabine, on doit être dans les 700 mètres cubes.
Combien de temps s'écoule-t-il avant que la chute du taux d'oxygène à bord (remplacé par du gaz carbonique) ne provoque la perte de connaissance des passagers ?

[invitee05a3fcc]

Bonjour SDesienne et bienvenue sur FUTURA

L'alimentation en oxygène (prélevé sur les moteurs est coupé).

C'est de l'air et pas de l'oxygène qui est puisé à l'extérieur

Combien de temps s'écoule-t-il avant l'intoxication au CO des 238 personnes à bord ?

Il n'y a pas de production de CO (monoxyde de carbone) par un être humain. Le CO est produit par une combustion incomplète du carbone (par exemple, poil à pétrole/bois/charbon/gaz avec une mauvaise ventilation)

Quand à la perte de conscience d'un passager par absence d’oxygène, cela devrait dépendre du passager, de son activité physique (énervement), de son état physique (fumeur, cardiaque)

Il y a eu un accident de ce genre avec un avion vers la Grèce . La pressurisation de l'air avait été laissée sur manuel au lieu de automatique . Tout le monde est parti dans les vaps et l'avion, en pilote automatique, s'est crashé en panne de carburant.
https://www.lemonde.fr/europe/articl...2531_3214.html
C'est un peu différent du cas que tu veux utiliser dans ta S.F. car c'est un défaut de renouvellement de l'air et non un défaut de pressurisation que tu veux utiliser. Mais est ce matériellement possible ?
http://fr.rec.aviation.narkive.com/X...-air-en-cabine

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitef64c6f65]

>> Mais est ce matériellement possible ?

C'est effectivement un cas particulier.
Il faut considérer que les moteurs ne fonctionnent pas, donc pas de prélèvement d'air à l'extérieur.
Comme si l'avion était hermétiquement fermé, sans aucun renouvellement de l'air.

Pour les histoires de dépressurisation, c'est encore autre chose. J'ai exploité divers documents dans le cadre d'une dépressurisation lente (qui fait partie des hypothèses sur la disparition du vol MH370).
Là, c'est différent : l'air en cabine n'est pas renouvelé, donc chacune des 238 personnes exhale son gaz carbonique et consomme son oxygène.

Pour le volume donné de 700 m3, je cherche à déterminer une fourchette approximative : deux, trois, quatre heures ? Plus ? Moins ?

[XK150]

Salut ,

Yaka ouvrir la fenêtre ...

Calcul approché mais ordre de grandeur correct :
1 personne : 6 à 8 L air/minute
238 personnes : 1430 à 1900 L air/ minute
700 000 L : on tient entre 370 et 490 minutes .

[f6bes]

Salut ,

Yaka ouvrir la fenêtre ...

Calcul approché mais ordre de grandeur correct :
1 personne : 6 à 8 L air/minute
238 personnes : 1430 à 1900 L air/ minute
700 000 L : on tient entre 370 et 490 minutes .

Bjr à toi,

Les 100 000 derniers litres ( de "mélange" ) sont ils respirables ( si on peut le dire de cette façon !) ?
Bonne journée

[SK69202]

Je dirais que ça dépend de la fuite de polluant (résidus de combustion, vapeur d'huile) au niveau du réchauffeur du système de climatisation en vol. exemple
En tout cas ça doit agir vite, sinon le ou les pilotes s'en apercevront et feront le nécessaire( descente, masques, déroutement etc) pour préserver leur vie et celles de ceux qui les suivent.

[Flyingbike]

Salut ,

Yaka ouvrir la fenêtre ...

Calcul approché mais ordre de grandeur correct :
1 personne : 6 à 8 L air/minute
238 personnes : 1430 à 1900 L air/ minute
700 000 L : on tient entre 370 et 490 minutes .

Absolument pas !
On ne consomme pas de l’air (au bout de 400 min la cabine est sous vide ???)
On consomme de l’oxygène, rien à voir avec le volume courant. Il faut déterminer la consommation d’oxygène (ppO2 insp - ppO2 exp x fréquence respiratoire)
Ce qui permet de connaître la vitesse de consommation de l’oxygène contenu dans la cabine
Il faut aussi trouver le seuil de ppO2 en dessous duquel on perd conscience ou meurt

[XK150]

J'ai écrit que c'était une méthode approchée qui donnait un résultat acceptable , il ne s'agit pas d'un calcul physique rigoureux .
Maintenant , faites donc votre calcul élaboré et nous comparerons les résultats .

[Flyingbike]

non ce n'est pas une méthode approchée

vous avez divisé le volume d'air total par ce que ventile l'ensemble des personnes présentes. ca n'a rien à voir

au bout de 400 minutes, il y a toujours 700m3, garanti !

[XK150]

Je sais bien ce que j'ai fait ... , je n'aurais jamais dû mettre mon calcul …

Donc , je réponds directement au demandeur : " Vos passagers peuvent survivre de de 370 à 490 minutes , c'est mon estimation personnelle "

Maintenant , j'attends votre calcul rigoureux pour comparer , à vous .

[invite9dc7b526]

j'ai trouvé le chiffre de 0.3l O2/minute pour un adulte au repos. Si chaque passager dispose d'environ 3 m^3 d'air et si l'air contient 20% d'O2, il dispose donc de 600 litres d'02 et peut respirer pendant 1800 minutes.

[JPL]

Attention, lorsqu’un avion vole à grande altitude la pression interne est certes nettement plus élevée qu’à l’extérieur mais quand même nettement sensiblement inférieure à la pression atmosphérique au sol. C’est pour cela qu’on a des problèmes d’équilibration de pression de l’oreille moyenne.

Donc si la pression partielle de l’oxygène est la même qu’au sol, la quantité d’oxygène présente dans l’appareil est inférieure.

[Ikhar84]

Tu as vu cette page qui détaille la problématique de "l'oxygènation" en avion?

[invite9dc7b526]

Je pense que SDesienne a raison: l'épuisement de l'oxygène n'est pas le premier problème, c'est plutôt l'augmentation de la teneur en CO2, lequel est toxique à une concentration relativement faible. Du coup mon calcul (qui de plus m'a l'air foireux) n'a pas de valeur.

[f6bes]

Bjr à toi, Y a qu'à demander aux astronautes d'Appolo 13! ( ils ont réussi à s'en sortir au final )
Bonne journée

[JPL]

c'est plutôt l'augmentation de la teneur en CO2, lequel est toxique à une concentration relativement faible.

Faux, il faudrait relire (ou lire ) ce que j’ai posté au début.

[harmoniciste]

Vous supposez là que la cabine pressurisée d'un avion est totalement étanche.
Certes, l'air extérieur est comprimé puis envoyé dans la cabine pour y rétablir une altitude-pression normale. Mais cet air s'évacue en permanence à l'extérieur, grace à une vanne automatique.
L'arrêt du turbo-réacteur empèchera certainement le rétablissement de la surpression en cabine, mais je doute que rien ne soit prévu pour son renouvellement.

[Touche-à-tout]

Bonjour,

L'atmosphère en cabine est quelque chose de surveillé de près par des instruments de mesure de pression avec affichage en cabine de pilotage (analogique+électronique). Par contre, cette surveillance ne se fait pas sur la composition du mélange, mais plutôt sur une équivalence avec l'altitude: le paramètre surveillé s'appelle donc "altitude cabine".

L'air est effectivement fourni par les moteurs (enfin un ou deux seulement), et conditionné par des "packs" qui le refroidissent et régulent l'humidité. Sur cette partie, il y a effectivement plus de paramètres surveillés pour le confort des passagers mais ce n'est pas ce qui prime pour la sécurité, en cas de panne on bascule simplement sur un autre pack.

L'air est renouvelé en permanence: une valve contrôle une fuite par une ouverture dans le fuselage, en proportion de ce qui est fourni en entrée.
Cela fait que si l'alimentation devait cesser, la pression en cabine baisserait (le paramètre altitude cabine augmente) et les pilotes en sont immédiatement informés. Il n'y a pas trente-six procédures à appliquer en pareil cas: descente à une altitude respirable sans pressurisation !

De là, l'intoxication par confinement est très hautement improbable, voire impossible, car si l'oxygène est aspiré par la dépressurisation, le CO² aussi... D'autre part,le blocage de la valve de sortie en position fermée causerait un excès de pression qui serait lui aussi détecté.

Quelque chose de nettement plus probable et très proche de ce que vous cherchez à utiliser et l'apparition d'émanations toxiques. C'est une cause connue de déroutement par précaution: dès qu'une odeur suspecte de brûlé ou de produit chimique est signalée, les pilotes doivent passer leurs masques et demander à se poser au plus vite. A noter une différence importante: si les passagers sont alimentés temporairement en oxygène par des générateurs chimiques par des masques à enrichissement (ils peuvent quand-même être intoxiqués), les pilotes sont protégés plus durablement par des masques isolants alimentés par bouteilles de grande capacité.
Les émanations peuvent être d'origines diverses: avarie de l'avion, cargaison dangereuse, terrorisme par arme binaire (très surveillé de nos jours), feu de batterie d'appareil électronique de passager, etc.
Mais même dans pareil cas, les pilotes ont des possibilités pour gérer la situation, le drame de la compagnie Hélios est vraiment un cas extrême et les leçon en ont été tirées.

Cordialement,
Nicolas.

[RomVi]

Bonjour

Faux, il faudrait relire (ou lire ) ce que j’ai posté au début.

Non, il a raison, le CO2 est bien toxique...

[JPL]

J’ai écrit au début :

Le gaz carbonique n’est pas réellement toxique. En enceinte fermée il y a grosso modo une molécule d’oxygène consommée pour une molécule de gaz carbonique rejetée. Donc le problème essentiel est la chute du taux d’oxygène remplacé par le CO₂. La concentration de ce dernier dans le sang tend à accélérer le rythme ventilatoire et provoquera une acidose sanguine lorsque sa concentration deviendra importante et la pression partielle de l’oxygène devient trop faible pour permettre la vie.

En milieu ouvert, ce qui est le cas la plupart du temps, lorsque la pression partielle du CO₂ est trop élevée cela entraîne une chute corrélative de la pression partielle de d’oxygène puisque la pression atmosphérique totale reste constante. Lorsque cette pression partielle devient trop faible il y a asphyxie, non parce que le CO₂ serait toxique mais parce que la pression partielle devient insuffisante pour oxygéner correctement le sang. C’est une asphyxie par hypoxie.

Je ne nie donc pas que le CO₂ a une influence physiologique qui peut devenir nocive a forte dose mais je maintiens que dans les conditions habituelles c’est l’hypoxie qui est le facteur dominant, comme le ferait par exemple un excès d’azote.
Le CO₂ a un rôle physiologique important puisque c’est l’équilibre CO₂ dissous/carbonate acide/carbonate qui maintient stable le pH sanguin.

[RomVi]

Tu as dis que le Co2 n'est pas réellement toxique, ce qui est faux.
Pour s'en convaincre il suffit de chercher des articles avec les termes "toxicité CO2", les références ne manquent pas...
Je constate néanmoins que depuis mon message tu as pris le terme de faire quelques recherches pour réajuster un peu le tir, mais ta remarque initiale n'en est pas moins fausse.

[JPL]

Je n’ai fait que répéter ce que j’avais dit dans mon premier message. Bien sûr il est commode de parler toxicité puisqu’il a un effet nocif à forte concentration, sauf que ça occulte le mécanisme par lequel il est nocif.

[agitateur]

Dans le cas hypothétique décrit ( avion en enceinte close ), il me semble que l'hypercapnie sera problématique avant l'hypoxie.
Une fois arrivé à 4 ou 5% de CO2, avec donc encore "pas mal" de O2 en réserve dans la cabine, les passagers ne seront pas en forme du tout.....Sur la base de calcul de minushabens, çe ferait donc le quart des 1800 minutes. XK150 serait donc arrivé au bon résultat avec un mauvais calcul, illustrant parfaitement la nécessité d'une bonne démonstration comme on dit à l'école !