Aéronefs militaires modernes et facteur humain
TPE Maxime Duparc, Thomas Brullé et Léa Fauh 1°S5
Les Effets des G
Les G sont une unité d'accéleration correspondant à l'accélération de la pesanteur à la surface de la terre. Elle résulte de la somme des vecteurs des forces non gravitationnelles appliquéé a un objet libre de mouvement. Nous subissons des accélerations de facon continue, mais la quantité de G est infime c'est pourquoi nous ne les ressentons pas. Dans un avion de chasse les loopings et les virages sont des accélerations et ont un impact direct sur le poid du pilote. Ces forces se mesurent en G. Il existe trois formes de G, les G positifs, négatifs et obliques. Les G constituent l'un des phénomène les plus contraignants auxquels le pilote doit faire face.
Les G positifs:
Les G positifs sont les accélerations qui écrasent le piltote dans son siège (de la tête aux pieds). Durant ces accélérations le pilote a l'impression de faire plusieurs fois son poids et ceci est vrai. En effet si un pilote pesant 75kg subit une acceleration de 5G positifs il pesera pendant l'accéleration 5fois son poids soit 375kg. Le probléme durant cette accéleration est le manque de sang au niveau du cerveau car le sang descend dans les jambes. On observe ces effets grace à la mesure de la pression arterielle (PA). Cette pression artérielle correspond à la somme de trois autres pressions et est d'environ 16kpa:
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La pression d'ejection systolique (PES). Elle est fournie par la contraction de la myocarde qui est un épais muscle du coeur, la valeur de cette pression est d'environ 16kPa
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La presion hydrostatique (phyd). Elle correspond à la pression de la collonne h (hauteur du cerveau au coeur et du coeur aux jambes). Elle varie en fonction de l'accélération de la pesanteur donc des G. Elle est d'environ -3kPa entre le coeur et le cerveau et 10kPa entre le coeur et les jambes.
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La pression cinetique est quand à elle très faible la valeur de cette pression dépend de la vitesse du sang (environ: 0,03kPa)
Circulation du sang et pressions à l'état normal soit 1G.
Photo prise dans le livre "manuel du pilote d'avion"
Circulation du sang et pression à 5G.
Photo prise dans le livre manuel du pilote d'avion cépaduès
Le manque de sang dans le cerveau lors de l'accélération provoque plusieurs conséquances sur le pilote:
Au niveau de la vision il se produit ce que l'on appelle le voile gris (a partir de 2-3 G). Il sagit de la perte de la vision periphérique de l'oeil ainsi qu'une diminution de la vision centrale. Le voile gris est du à la diminution de la pression arterielle à l'arriere de l'oeil qui provque l'arrêt du flux sanguin et l'arrêt du fonctionnement de l'oeil. Si l'accéleration dure trop longtemps le pilote peut devenir aveugle quelques seconde et même perdre connaissance. La perte de connaissance due aux G s'appelle le GLOC (gravity-induced loss of counsciousness). Le GLOC est du au fait que les neurones dans le cerveau ont besoin du dioxygène apporté grace à la circulation. Or, durant l'accélération l'aflût sanguin diminue dans le cerveau. En effet, le sang a du mal à circuler jusqu'au cerveau à cause de la pression. De ce fait, les neurones ne peuvent plus fonctionner correctement et le pilote perd conscience.
Vue d'un pilote à 1 G. La vue est normale.
http://pierre.mf.free.fr/tpe2/partie2/2_B_1_cs_gpositifs.html
Vue d'un pilote à 3 G. Il y a perte de la vision péripherique
Vue d'un pilote au dessus de 3G. Le pilote est aveugle et ne voit plus rien.
Cerveau irrigué normalement à 1G.
Cépaduès, "manuel de pilote d'avion"
Cerveau qui n'est plus irrigué sous 6G.
Pilote victime du GLOC dans une centrifugeuse à 9G
La mauvaise irrigation du cerveau pendant l'accélération cause aussi chez les pilotes une amnésie partielle après avoir repris connaissance, ce qui peut être très dangereux si le pilote est en vol. Dans l'exemple de la video precédente, apres que le pilote a récupéré ses esprits, son instructeur lui demande s'il sait ce qui vient de se passer, mais ce dernier a tout oublié. Son instructeur dit alors "GLOC". Cette amnésie peut se faire ressentir aussi differement et peut dans ce cas la être comparée à un état d'ébriété. Si le pilote subit une accéleration insuffisemmant forte ne provoquant pas le GLOC, le sang ne circule pas pour autant aussi bien et les neurones ne fonctionnent pas normalement. Le jugement du pilote est alors altéré, il devient euphorique , et perd la mémoire pendant un moment. On dit alors que "le temps de conscience utile" est dépassé. Il s'agit du moment où le pilote possède encore ses capacités mentales, ce temps peut être très bref en fonction du nombre de G subis.
Les G négatifs:
Les G négatifs sont bien plus durs à supporter pour le corps humain et sont très désagréables pour le pilote. Les G négatifs proviennent des accélérations que le pilotes reçoit des pieds vers la tête. Le sang monte alors beaucoup plus dans la tête que dans les jambes, à l'inverse des G positifs. Les pilotes qui peuvent supporter jusqu'à 6G positifs sans équipements ne peuvent pas supporter plus de 3G négatifs.
Les effets des G négatifs consistent en des maux de tête très désagréables pour le pilote, mais surtout et plus gravement, les G négatifs provoquent le phénomène du voile rouge. Il est du à la trop grande pression arterielle dans les yeux, ce qui a pourconséquence un dysfonctionnement sur les cônes et les batonnets dans l'oeil. Le pilote commence à voir flou et d'une couleur rouge. En plus du voile rouge l'acroissement soudain de la pression peut provoquer des hémoragies cérébrales.
Vue d'un pilote victime de G négatifs. Il subit le voile rouge et sa vision est troublée.
http://pierre.mf.free.fr/tpe2/partie2/2_B_1_cs_gpositifs.html
Les vaisseaux de l'oeil se remplissent de sang à cause du trop grand afflux sanguins dû aux G négatifs.
http://fr.wikipedia.org/wiki/G_(accélération)
Test de la centrifugeuse, ces personnes ne sont pas des pilotes de chasse et ce n'est pas un entrainement spécifique le but est de tenir jusqu'à 7G. Toute les personnes sont équipées de combinaisons spéciales.
Un pilote et son naviquateur dans un mirage 2000D. Le pilote est victime de GLOC et à son réveil il ne se rappelle pas de ce qu'il ce passé. L'avion se retrouve alors en piqué mais c'est finalement le naviqueteur qui va redrésser l'appareil.
Ce "gribouilli" est en réalité un test efectué sur un pilote dans une centrifugeuse. le but est d'écrire les nombres de 100 à 0 alors que la centrifugeuse est en marche à environ 7G. Le cerveau du pilote n'étant pas suffisement oxygéné ce dernier commet des erreurs et écrit n'importe quoi sans s'en rendre compte.
Cepadués "manuel du pilote d'avion"