III) Les moyens naturels ou artificiels de se protéger

 

Les G sont des forces qui sont subis par l’homme, cette force d’accélération peut engendrer des dégâts sur le corps humain, c’est pour cela que des recherches permanentes sont effectuées partout dans le monde. Suite à ces recherches, deux sortes de technique sont apparues : les moyens naturels et les moyens artificiels.

a) Les moyens naturels

Les pilotes suivent un entraînement physique régulier afin de pouvoir résister aux G. En effet, une des techniques naturelle est de contracter ses muscles, mais en plus de devoir les contracter il faut pouvoir effectuer cela un certain temps. Parmi les moyens naturels pour résister aux G, il y a la contraction des abdominaux qui accélère la circulation du sang et qui ralentit l'apparition des « voiles ». Ces contractions permettent un gain de tolérance de 1,5G et on peut atteindre jusqu'à 2G. La crispation musculaire des jambes qui serrent les vaisseaux sanguins retarde aussi l'apparition des symptômes. Elle permet ainsi au pilote d'être dans la capacité de contrôler l'avion. Afin de pouvoir contracter ses cuisses et ses mollets, le pilote prend appui sur le palonnier situé sous ses pieds (dans des conditions normales le palonnier sert à utiliser la dérive de l'avion, cependant lorsqu'il effectue des manœuvres créant des G, il l'utilise pour réduire l’effet de ces derniers.)

L’effort musculaire au niveau du cou est très important pour résister aux roulis violents. Le roulis est un mouvement de rotation autour d’un axe horizontal.

 

Le pilote doit abaisser sa tête entre ses épaules, sans l’incliner en avant, permettant ainsi de réduire au maximum la distance entre le cœur et le cerveau afin d’optimiser l’afflux sanguin. Il est très important que le pilote garde sa tête dans le prolongement de son corps. En cas de problème et donc d’éjection de l’avion cela pourrait lui briser la nuque.

L'anticipation aide aussi à mieux résister aux G, c'est à dire qu’il faut commencer la manœuvre avant même de subir les G. En effet, ces techniques n'empêchent pas l'apparition des G mais cela ralentit leur arrivée. Elles sont généralement utilisées par le pilote à partir de 4 G pour les G positifs et à partir de 2,5 G pour les G négatifs. Par ailleurs, ces techniques fatiguent le pilote, elles ne peuvent pas être employées pendant très longtemps.

Les G engendrent aussi la compression des poumons qui provoquent une difficulté respiratoire. Il est aussi important de réguler les respirations par à-coups en faisant un blocage expiratoire et une reprise inspiratoire rapide toutes les trois secondes, afin d'oxygéner le cerveau et les muscles. Ces reprises demandent une décontraction de moins d'une seconde entre chaque cycle. Ces techniques appelées « Manœuvres anti-G volontaires » ont deux inconvénients : l'un entraîne une fatigue rapide de l'individu qui varie selon le nombre de G subit, l'autre est un effet transitoire, c'est à dire que l'aide apportée par ces techniques de résistance aux G est éphémère, cet effet ne s'applique que sur la technique par blocage respiratoire.

Un entraînement en centrifugeuse peut augmenter la résistance de l’individu de 4G. L’exercice régulier en centrifugeuse est très important, en effet il permet différentes choses. Tout d’abord la pratique en centrifugeuse permet de placer les pilotes dans des conditions réelles, et de « les habituer » à la prise de G. En effet, cet exercice permet de favoriser un automatisme pour le pilote afin qu’il acquiert des réflexes sur le plan musculaire et respiratoire. Cependant, on ne s’habitue pas aux G, même avec de l’expérience, seules les manœuvres anti-g peuvent augmenter cette résistance. Il est intéressant de savoir que la centrifugeuse est un test décisif lors de l’adhésion à la formation de pilote de chasse.

Cockpit d’une centrifugeuse

Ces techniques permettent une augmentation de la pression artérielle.

b) Les moyens artificiels

Parmi les moyens les plus efficaces de se protéger des G, il y a le pantalon anti-g, autrefois appelé la combinaison « anti gravité ». Cette combinaison n’est pas récente et elle est la conséquence d’une longue réflexion. Avant cette invention, les militaires étaient persuadés que l'évanouissement était lié au stress causé par le combat. Le docteur Wilburg (1901-1986) est le premier homme qui a cherché des solutions à ce problème. Avant d’être recruté par l’Aviation royale du Canada, le docteur Wilburg menait des recherches sur le cancer dans une université. Il utilisait une centrifugeuse de laboratoire afin d’effectuer des expériences. Il avait remarqué que certains tubes à essai explosaient lorsque la centrifugeuse tournait très vite. Il avait trouvé une solution : il faisait flotter ses flacons dans un récipient d’eau afin de diminuer la force centrifuge.

Lorsqu’il fut employé par l’Aviation royale il eut pour mission d’améliorer la résistance des pilotes aux G. Il eut l’idée d’utiliser de l’eau, qu’il inséra dans des poches en plastique placées autour des jambes du pilote. Ces poches étaient introduites dans une combinaison. Avant d’être expérimentées sur des humains, ces combinaisons furent testées sur des souris. Cette expérience a permis de montrer que le fait de réduire la circulation au niveau des jambes du pilote augmente sa résistance aux G.

Monsieur Wilburg décida de tester ses observations à l’échelle humaine. La première fois qu’un homme l’a porté, c’était en mai 1940, par le docteur Wilburg lui même ; cependant, puisqu’il ne savait pas piloter, ce fut un pilote entraîné qui se nommait Monsieur D’Arcy Grey qui était aux commandes. Ce Monsieur a effectué des manœuvres créant une force d’accélération jusqu'à 7G. Etant donné qu’il ne portait pas de combinaison, il s’est évanoui un instant, contrairement à Franks Wilburg qui est resté conscient. Cette combinaison était simplement remplie d'eau et lors de G positifs, l’eau s’était accumulée autour des jambes. Cela provoquait une compression qui ralentissait la circulation sanguine dans les jambes et qui avait pour effet de maintenir le sang dans les parties hautes du corps. Cette combinaison couvrait tout le corps malgré que ce ne soit pas nécessaire. Elle était composée de deux couches de caoutchouc séparées par de l'eau, qui, sous l'effet de la gravité, provoquait une compression de l'eau vers les jambes et les pressaient fortement, empêchant ainsi l'accumulation du sang dans le bas du corps. Ce système est donc totalement autonome, c’est pour cela que Monsieur Wilburg n’exploitait pas l’idée d’en fabriquer une qui fonctionnerait avec de l’air. L’ensemble des chercheurs pensait comme lui que le générateur en oxygène consommerait trop d’énergie, réduisant ainsi les capacités du moteur de l’avion.

Cette combinaison a été utilisée dans un contexte militaire pour la première fois en 1942, elle fut portée par les pilotes de la Royal Navy Fleet qui devaient escorter un général américain, le général Eisenhower et ses troupes. Les combinaisons ont permis aux pilotes qui protégeaient ce convoi de réaliser des manœuvres qu’il était pratiquement impossible d’effectuer auparavant. Cela leur a permis de repousser des forces étrangères. De plus, en cas d’accident, cette combinaison (contenant de l’eau) leur permettaient de survivre pendant une bonne semaine.

Spitfire

Premier avion équipé d’un système anti-g

Malgré cela, la combinaison n'est ni pratique, ni confortable. Franks Wilburg avoua : «Quand la pression est montée, je croyais que j’allais être coupé en deux.» Elle alourdit le pilote au point d’avoir besoin d'assistants pour monter dans son avion. Cependant, cette combinaison à été améliorée au fil du temps afin de devenir moins encombrante et surtout plus efficace. Aujourd’hui, cette combinaison est composée de poches que l’on appelle vessies. Il y en a cinq : une située dans le bas ventre, deux aux niveaux des cuisses et deux aux niveaux des jambes. Ces vessies sont reliées entre elles par une tuyauterie centrale. Ce tuyau mène à la valve anti-g généralement située sur le coté du siège du pilote.

Vessie placée à l’intérieur de la combinaison

1 : valve anti-g 

2 : bouteille d’oxygène en cas d’accidents.

3 : combinaison anti-g et masque à oxygène

valve anti-g

La valve anti-g est un boitier qui calcule la quantité de gaz à transmettre en fonction de la prise de G indiquée par l’accéléromètre. Ce dernier est intégré à la valve anti-g qui est composée de nombreuses soupapes transportant l’air jusqu'à la combinaison. L’air peut provenir de deux endroits différents. Soit il est directement lié à la source d’oxygène du pilote (c’est la méthode utilisée par les avions militaires français), soit c’est le moteur qui, à l’aide d’un compresseur, le transmet à la valve (méthode utilisée dans les alpha jet). Dans ce cas, l’avion possède une poche d’oxygène de secours sur laquelle le pilote peut décider d’activer sa combinaison ou non. La valve anti-g est un boitier qui permet également de calculer la quantité d’oxygène à procurer au pilote, cette dernière doit toujours être inférieure à la quantité envoyée dans le pantalon anti-g. La quantité d’air maximale que la valve peut envoyer au pantalon est 50 mbar en plus de la pression atmosphérique à l’intérieur de l’avion. Par exemple, à 2000 mètres, la pression atmosphérique est de 800 mbar, la combinaison aura une pression maximale de

850 mbar. L’air est acheminé jusqu’à la combinaison en empruntant un conduit. C’est au cours de son déplacement que la quantité d’air va être régulé en fonction de la prise de G de l’avion. En effet, la source d’oxygéne envoie continuellement la … La combinaison se vide dès que la manœuvre créant des G est terminée. Pour se dégonfler, la valve anti-g va laisser la valve du pantalon ouverte afin d’équilibrer la pression atmosphérique de la cabine avec la pression interne du pantalon. La valve anti-g est donc reliée en permanence à un altimètre qui indique la pression interne de la cabine afin de ne pas créer de surpression. L’avion possède un système respiratoire qui est approvisionné continuellement en oxygène. Cependant, lors de combats, les pilotes ne pensent pas forcément à respirer, c’est pour cela que le masque à oxygène est muni d’une alarme qui au bout de 28 secondes retentit si le pilote n’a pas inspiré. Certains casques du pilote possèdent une poche de nuque qui se gonfle en fonction du volume envoyé dans le masque. Cela permet au masque de mieux épouser les formes du visage du pilote et donc d’optimiser son système respiratoire. De plus, le casque et le masque sont liés par deux sangles qui permettent une meilleure tension entre les deux.

1 : poche d’air pour permettre au casque de mieux adhérer

2 : masque à oxygène

Casque lié au masque par les sangles 98 qui s’attachent dans les fermoirs 100

D’autres moyens artificiels peuvent être utilisés, comme une inclinaison du siège vers l’arrière qui permet ainsi de créer une pression supplémentaire au niveau du thorax. Cela facilite aussi la montée du sang au cerveau. En effet, lorsque le corps est incliné en arrière, le sang parvient mieux à circuler contrairement à une position assise en angle droit. Grâce à une inclinaison, la force gravitationnelle baisse et permet au cœur de fournir moins d’efforts pour faire parvenir le sang jusqu'à la tête. Les avions de combat les plus récents tel que le rafale possèdent une inclinaison du siège de 34°. L’alpha jet par contre dispose d’un siège incliné de 20°. Il ne faut pas oublier que dans une fusée, la pente en arrière du siège est de 90°. La pente peut permettre d’augmenter la tolérance aux G du pilote jusqu'à 2 G.

Toutes ces techniques sont apprises au pilote lors de sa formation. Cette formation dure environ trois ans. Durant cette formation, il suivra des cours de langues, de mathématiques, de physique et des épreuves sportives. A cela s’ajoute des cours enseignant le matériel utilisé en vol dont le masque à oxygène, la combinaison anti-g et la valve anti-g. On leur enseigne aussi les techniques pour résister aux G. Les apprentis pilote subiront d’abord des cours théoriques puis des entraînements statiques, cela signifie qu’ils effectuent toutes les manœuvres anti-g sans les subir réellement. C’est uniquement lorsqu’ils les maitriseront qu’ils pourront s’entraîner en centrifugeuse. Ils auront quatre entraînements. Cependant, la réalité diffère des exercices, lors de la pratique en mission, ces techniques deviennent plus dures à appliquer. D’après d’anciens pilotes, la plus dure à effectuer est celle des cycles de respirations. En effet, lors de soumissions aux G, le pilote ne se concentre plus sur les secondes de cycle à faire mais sur le fait de mener à bien sa mission, il respirera donc souvent sous forme de grosse prise de respiration afin d’alimenter au maximum les organes de son corps. Mais depuis ces dernières années, les instructeurs insistent de plus en plus sur ces techniques qui étaient souvent oubliées il y a une dizaine d’années. Ces méthodes ont permises au pilote d’exercer des prouesses techniques jamais réalisées auparavant. Mais il y a encore des progrès qui peuvent être effectués.

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