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PARTIE 1 – RENSEIGNEMENTS GÉNÉRAUX
1.1 Exigences relatives à la sécurité
Le présent besoin ne comporte aucune exigence relative à la sécurité.
1.2 Énoncé des travaux
Le Conseil national de recherches Canada (CNRC) souhaite louer un Boeing 737 Max 8 (ou 9) avec équipage. L’appareil doit être un Boeing 737 Max 8 (code B38M de l’Organisation de l’aviation civile internationale [OACI]) ou un Boeing 737 Max 9 (code B39M de l’OACI) configuré en vertu de la sous-partie 705 du Règlement de l’aviation canadien (RAC) [Exploitation d’une entreprise de transport aérien] ou de la partie 121 de la Federal Aviation Administration (FAA) [Regularly Scheduled Air Carriers]). Le CNRC s’en servira pour mesurer l’écoulement d’air cabine et du volume courant humain au sol et pendant le vol, comme décrit dans l’énoncé des travaux détaillé joint à l’annexe A.
ANNEXE « A » Énoncé des Travaux
Boeing 737 Max 8 (or 9) Wet Lease – Flight Testing: Ventilation & Human Tidal Volume
OBJECTIVE:
Le CNRC a besoin de louer avec équipage un Boeing 737 Max 8 (ou 9) (Boeing 737 Max 8 [code B38M de l’OACI] ou Boeing 737 Max 9 [code B39M de l’OACI] configuré en vertu de la sous-partie 705 du RAC [Exploitation d’une entreprise de transport aérien] ou de la partie 121 de la FAA [Regularly Scheduled Air Carriers]), afin de mesurer l’écoulement d’air cabine et du volume courant humain au sol et pendant le vol. La portée des travaux proposée comprend la mesure des taux d’écoulement d’air cabine d’un Boeing 737 Max au sol et en vol à l’aide de 2 techniques de mesure. Les 2 techniques sans contact comprennent la direction de l’écoulement d’air cabine à travers un appareil de mesure de l’écoulement d’air et une technique de gaz traceur.
1.0 Résumé
L’objectif des vols est de recueillir des données sur la ventilation et les facteurs humains à l’appui du projet parrainé par la FAA visant à élaborer un plan de préparation aux maladies transmissibles dans le transport aérien [1]. La mission de la FAA est de fournir le système aérospatial le plus sûr et le plus efficace grâce à l’utilisation d’un système de gestion de la sécurité pour intégrer la gestion des risques pour la sécurité dans la prise de décisions [2].
La FAA et ses partenaires élaborent des modèles informatiques qui seront mis à la disposition du public et de l’industrie aéronautique pour définir les risques de transmission de maladies infectieuses lors de la prochaine éclosion de maladie et pour montrer quels contrôles, le cas échéant, peuvent réduire les risques à un niveau acceptable par les agents de santé publique compétents. Ces modèles d’évaluation des risques nécessitent des données pour : 1) s’assurer que les conditions aux limites de ventilation et les paramètres respiratoires des passagers sont corrects; 2) valider la conception et la mise en œuvre des modèles.
Le personnel du CNRC sera présent à bord pour mener des expériences sur la ventilation et les facteurs humains.
L’équipe du CNRC chargée de la ventilation mesurera le taux de renouvellement de l’air sur toute la longueur de la cabine lors de chaque phase de vol, ce qui comprend les opérations au sol (poste de stationnement et roulage) et les opérations en vol (décollage, montée, croisière, descente et atterrissage). Cela se fera sans modifier l’appareil ou son exploitation. Il faudra examiner attentivement avec l’exploitant de l’appareil quand et comment l’équipement de mesure peut être utilisé, en particulier lorsque l’équipage et les passagers doivent être assis.
L’équipe du CNRC chargée des facteurs humains recrutera 8 participants qui joueront le rôle de passagers pendant chaque vol. Les participants porteront de l’équipement de mesure physiologique pour mesurer la réaction des systèmes respiratoire et cardiaque humains à chacune des phases du vol. Ils seront assis dans les rangées d’issue de secours d’aile et surveillés par 2 chercheurs du CNRC chargés des facteurs humains pendant que l’équipe du CNRC chargée de la ventilation effectuera ses mesures devant et derrière les rangées d’issue de secours d’aile de l’appareil.
2.0 Équipement
L’exploitant de l’appareil devra fournir l’appareil pour effectuer les travaux décrits à la section 5. La préférence sera accordée aux compagnies aériennes qui peuvent également fournir l’équipement de soutien, notamment une unité d’air préconditionné, une passerelle d’embarquement des passagers (ou un escalier incorporé portatif) ou un GPU. Si une compagnie aérienne ne peut pas fournir l’équipement de soutien, le CNRC se le procurera auprès de l’exploitant des services aéronautiques à l’aéroport de départ du vol.
2.1 Appareil
L’exploitant de l’appareil devra fournir un Boeing 737 Max 8 (code B38M de l’OACI) ou un Boeing 737 Max 9 (code B39M de l’OACI) configuré en vertu de la sous-partie 705 du RAC (Exploitation d’une entreprise de transport aérien) ou de la partie 121 de la FAA (Regularly Scheduled Air Carriers). L’appareil peut avoir une configuration multiple de classes de cabine, mais il doit comporter une section de classe économique comptant au moins dix-sept (17) rangées installées à un pas de 76 à 81 cm (30 à 32 po). L’appareil doit avoir été utilisé pour des services générateurs de revenus au cours des trente (30) jours précédant les travaux définis dans le présent document.
Les vols doivent être effectués à bord de 4 appareils différents, 2 appareils n’ayant pas fait l’objet de révision majeure de la cabine ou du système de contrôle de la ventilation (c.-à-d. aucune vérification majeure de maintenance). Les 2 autres appareils devront avoir subi une vérification majeure de maintenance dans le cadre de laquelle la cabine a été démontée et remontée. Les 4 appareils doivent être dotés de la cabine « Sky Interior » de Boeing. Le vol des appareils en état de navigabilité doit être assuré par le personnel navigant technique et commercial de l’exploitant de l’appareil. Le personnel navigant commercial n’est pas requis si le personnel navigant technique de l’exploitant de l’appareil présente un exposé sur les mesures de sécurité à mettre en œuvre en cas d’urgence. Tous les systèmes de contrôle de la ventilation doivent être opérationnels pendant toute la durée du vol, y compris les ventilateurs de recirculation d’air. L’appareil sera ravitaillé en carburant au besoin pour effectuer chaque vol décrit dans le présent document. L’APU doit être utilisable. Aucun appareil ne sera modifié pour effectuer les travaux décrits aux articles 4 et 5. La compagnie aérienne devra faire signer le plan de mesure par un délégué à la navigabilité aérienne désigné conformément à la section 5.
2.2 Unité d’air préconditionné
Au sol, l’unité d’air préconditionné est fournie et utilisée pour approvisionner le collecteur basse pression de l’appareil en air conditionné extérieur. L’unité d’air préconditionné doit être en mesure de fournir de l’air conditionné à un débit de 123 kg par minute (270 lb par minute) à une pression d’au moins 7 kPa (28 pouces d’eau). Aucune capacité de refroidissement n’est nécessaire sur l’unité d’air préconditionné, car on s’attend à ce que les travaux soient effectués à l’automne 2025. La capacité de refroidissement devrait être similaire à celle requise pour l’exploitation de l’entreprise de transport aérien à l’aéroport. L’unité d’air préconditionné possède une capacité de chauffage suffisante pour maintenir la température de la cabine à 20 oC lorsque l’appareil est stationné à l’aéroport. L’unité d’air préconditionné peut être montée sur passerelle ou portative à condition d’être équipée d’au moins 30 m (100 pi) de canalisations flexibles de 35,5 cm (14 po) reliées à un accouplement de 20 cm (8 po) utilisé pour être raccordé au collecteur basse pression de l’appareil.
2.3 Accès du personnel
L’appareil doit être accessible par la passerelle d’embarquement des passagers de l’aéroport ou par un escalier incorporé portatif relié à la porte avant gauche de l’appareil, habituellement utilisé lors des opérations normales de la compagnie aérienne.
2.4 GPU
L’appareil peut être alimenté par un GPU ou l’APU lorsqu’il est stationné à la porte d’embarquement de l’aéroport. Le GPU devrait fournir une puissance suffisante pour faire fonctionner les 2 ventilateurs de recirculation, l’éclairage de la cabine et tout autre système dont l’exploitant de l’appareil a besoin pour toutes les conditions d’essai.
3.0 Personnel et sécurité
3.1 Personnel chargé d’effectuer les vols
L’exploitant de l’appareil fournit l’équipage nécessaire pour exécuter les travaux décrits aux articles 4 et 5 et respecter les règlements locaux de l’aviation, le cas échéant. Pour remplacer le personnel navigant commercial, l’exploitant de l’appareil peut choisir de présenter un exposé sur les mesures de sécurité à l’équipe de recherche (comme cela est défini à la section 5.1) concernant l’actionnement des portes et des issues de secours lors d’une évacuation d’urgence ordonnée par le commandant de bord. Cependant, le CNRC exige qu’un agent ou une agente de bord soit fourni pour superviser la sécurité des 8 participants à bord lors de chaque vol. Ces 8 participants seront assis dans les 2 rangées d’issue de secours et seront prêts à actionner les issues de secours d’aile en suivant les directives de l’agent ou de l’agente de bord.
3.2 Sécurité
L’exploitant de l’appareil devrait fournir une escorte de sécurité à l’équipe de recherche et aux participants pour les amener à la zone de l’aéroport où auront lieu les décollages et les atterrissages.
4.0 Itinéraire
Le décollage et l’atterrissage de chaque vol se feront au même aéroport. Les vols peuvent être effectués à tout moment de la nuit ou du jour autorisé par l’administration aéroportuaire. Le vol partira d’une porte d’embarquement équipée d’une unité d’air préconditionné. Les heures de vol cale à cale ne dépasseront pas dix (10) par voyage. Le vol commence avec l’appareil stationné à la porte d’embarquement de l’aéroport pendant au moins trois (3) heures avec l’alimentation électrique au sol branchée et sous tension, sans avoir besoin de groupes motopropulseurs à bord. L’appareil se déplacera pendant au moins trois (3) heures (refoulement, roulage, montée, croisière, descente et roulage inclus). Les quatre (4) heures restantes serviront de tampon pour les situations imprévues (p. ex. contrôle de la circulation aérienne, dégivrage, turbulences, disponibilité du personnel au sol, problèmes d’acquisition de données, etc.). Au retour, la compagnie aérienne a la possibilité de ramener l’appareil à la porte d’embarquement ou ailleurs sur le terrain de l’aéroport, à condition que l’équipe de recherche et les participants aient les moyens de quitter l’appareil (c.-à-d. passerelle ou escalier incorporé). Les lumières de la cabine de l’appareil seront allumées à pleine capacité pour permettre à l’équipe de recherche d’effectuer son travail.
4.1 Profil au sol
L’appareil sera stationné à la porte d’embarquement de l’aéroport ou à un emplacement de stationnement désigné sur l’aire de trafic et l’escalier incorporé sera fixé à l’une des portes. L’unité d’air préconditionné et les canalisations seront placées près de l’appareil et disponibles pour utilisation. L’unité d’air préconditionné sera raccordée à l’appareil de mesure d’air à distance (Remote Air Terminal [RAT]) mobile du CNRC conçu pour mesurer le débit d’air massique, la température et la pression de l’air (voir la figure 4). L’appareil de mesure d’air à distance (Remote Air Terminal [RAT]) mobile est équipé d’un ensemble de canalisations flexibles de 35,5 cm (14 po) et d’un dispositif d’accouplement de 20 cm (8 po) utilisé pour être raccordé au collecteur basse pression de l’appareil. L’appareil de mesure d’air à distance (Remote Air Terminal [RAT]) mobile sera expédié dans le conteneur d’expédition à grand volume de 6 m (20 pi) du CNRC et déposé côté piste sous la direction de l’exploitant de l’appareil (voir la figure 3). Il sera expédié et entreposé à l’installation de l’exploitant de l’appareil 1 semaine avant le début des travaux et retiré dans la semaine suivant la fin des travaux. Pour toutes les conditions d’essai, la vanne de régulation d’échappement restera ouverte pour permettre à l’air de s’évacuer normalement. La température pendant toute la durée des travaux sera réglée de manière à favoriser un environnement de travail confortable à l’intérieur de la cabine de l’appareil, à moins qu’aucun système de refroidissement ne soit disponible. L’exploitant peut choisir de faire appel à du personnel formé pour superviser les opérations au sol plutôt qu’au personnel navigant technique et commercial. La section 5.3.1 décrit en détail le plan de recherche, qui décrit comment l’unité d’air préconditionné et l’APU seront utilisés. La disposition générale du plan d’essai au sol est illustrée à l’illustration 1.
4.2 Profil aéroporté
L’appareil roulera jusqu’à la piste, montera et volera à une altitude d’au moins 10 600 m (35 000 pi), et redescendra vers le même aéroport. L’altitude de croisière devrait correspondre à une pression cabine de 2 130 m (7 000 pi) pour assurer la cohérence avec les recherches antérieures sur les réponses physiologiques humaines pendant les vols commerciaux [3]. Cela permettra également de s’assurer que les conditions de la cabine sont similaires pour les 4 vols. L’équipe de recherche souhaite que les taux de montée et de descente soient similaires à ceux des opérations normales de la compagnie aérienne (voir la figure 2). L’appareil devra transporter plus de carburant que nécessaire pour être chargé de manière à simuler le fonctionnement normal du moteur avec un facteur de charge de 90 % (p. ex. 90 % des sièges occupés par les passagers). L’équipe de recherche s’attend à 10 minutes pour le roulage, 20 minutes pour la montée, 120 minutes pour la croisière, 20 minutes pour la descente et 10 minutes pour le roulage. Les données de vol pour le type d’appareil suggèrent une moyenne de 426 à 487 m par minute (1 400 à 1 600 pi par minute [pi/min]) de montée. Après la croisière, l’appareil descendra à un rythme similaire à celui des opérations normales de la compagnie aérienne. Les données de vol antérieures suggèrent un taux de descente d’environ 670 à 731 m par minute (2 200 à 2 400 pi/min) jusqu’à 3 048 m (10 000 pi) d’altitude, le taux de descente ralentissant à 213 à 304 m par minute (700 à 1 000 pi/min). Les profils de vol et le délai au sol finaux dépendent des pilotes, du contrôle de la circulation aérienne et des conditions météorologiques. Avant le vol, le personnel du CNRC travaillera avec l’exploitant de l’appareil pour élaborer et approuver un plan de vol qui répond au profil de vol souhaité. La section 5.3.2 décrit en détail le plan de recherche, qui comprend des mesures de l’écoulement d’air cabine en vol.
5.0 Plan de recherche
5.1 Équipe de recherche
L’équipe de recherche est composée de huit (8) personnes : six (6) représentants du CNRC, un (1) représentant de Boeing Commercial Airplanes (BCA) et un (1) représentant de la FAA des États-Unis. Huit (8) participants seront également présents à bord. Ils assumeront uniquement les rôles de passagers et porteront de l’équipement de surveillance physiologique. Ces personnes seront de nationalité canadienne ou américaine et auront leur passeport disponible en tout temps à l’aéroport.
Les six (6) membres du personnel du CNRC auront leur carte d’identité de zone réglementée (CIZR) du Canada qui leur permet d’accéder, avec l’approbation de l’Administration aéroportuaire canadienne, aux zones réglementées des lieux de départ et d’arrivée des appareils. Cependant, les représentants de BCA et de la FAA ainsi que les participants à la recherche sur les facteurs humains ne possèdent pas de telles CIZR et auront besoin d’une escorte, qui peut être fournie par le CNRC si les vols partent et arrivent à l’Aéroport international d’Ottawa (YOW).
5.2 Équipement et techniques de mesure
L’ensemble de l’équipement utilisé pour tous les vols sera emballé dans un seul conteneur d’entreposage à grand volume de 6 m (20 pi), comme le montre la figure 3.
Figure 3. Exemple de conteneur d’expédition approuvé par les douanes utilisées pour transporter l’équipement de mesure du CNRC à l’aéroport de départ des vols
5.2.1 Unité d’air préconditionné
Les conditions de l’apport d’air à l’appareil pendant le profil au sol des travaux seront consignées par le personnel du CNRC. Il s’agit de mesurer le débit massique, la température et l’humidité de l’air fourni à l’appareil à l’aide de l’appareil de mesure d’air à distance (Remote Air Terminal [RAT]) mobile (voir la figure 4). L’appareil de mesure d’air à distance (Remote Air Terminal [RAT]) est installée sur un chariot à bagages qui peut être remorqué avec n’importe quel tracteur exploité par un exploitant des services aéronautiques. L’appareil de mesure d’air à distance (Remote Air Terminal [RAT]) ne modifiera pas la méthode de raccordement et d’utilisation de l’unité d’air préconditionné par l’équipe au sol pour approvisionner l’appareil en air conditionné lorsqu’il est immobile. L’unité d’air préconditionné sera raccordée à l’appareil de mesure d’air à distance (Remote Air Terminal [RAT]) au moyen des canalisations flexibles de 35,5 cm (14 po) et du dispositif d’accouplement de 20 cm (8 po) habituels conçus pour être raccordés au collecteur basse pression du Boeing 737.
Figure 4. Appareil de mesure d’air à distance (Remote Air Terminal [RAT]) du CNRC (au centre) utilisée pour mesurer l’écoulement d’air, la température et l’humidité de l’air fourni au collecteur de mélange de l’appareil (à gauche) par le chariot de l’unité d’air préconditionné de l’aéroport (à droite)
5.2.2 Appareil de mesure de l’écoulement d’air cabine
La technique de mesure par balomètre a été utilisée comme technique sûre pour mesurer l’écoulement du flux d’air sortant ou entrant au niveau de bouches de ventilation dans des bâtiments, y compris des bâtiments patrimoniaux [3]. Une version modifiée a été utilisée par le personnel de BCA comme outil d’enquête pour détecter les problèmes liés au système d’alimentation en air dans la cabine. Une technique similaire sera utilisée pour ces vols.
Quatre (4) balomètres portatifs pesant environ 0,4 kg (6 lb) chacun seront utilisés par les chercheurs du CNRC à l’intérieur de la cabine de l’appareil pendant les parties au sol et en vol. La figure 5 présente un (1) des balomètres de 1,2 m (4 pi) de large utilisés pour mesurer l’écoulement d’air cabine sans avoir modifié ni endommagé la cabine de l’appareil. Ils sont maintenus par le chercheur assis du CNRC à la bouche de ventilation d’alimentation de la paroi latérale pour mesurer la quantité d’air envoyé dans la cabine.
Figure 5 : un (1) des quatre (4) balomètres personnalisés utilisés pour mesurer l’écoulement d’air à partir d’une bouche de ventilation d’alimentation en air de la cabine sur la paroi latérale.
Chaque balomètre utilise une hotte imprimée en 3D personnalisée raccordée à une station de mesure d’écoulement d’air Dwyer FLST-C6 qui mesure la pression de la vitesse d’écoulement de l’air à l’aide d’un baromètre TSI fixé à la hotte, comme le montre la figure 5. Il fonctionne sur le même principe qu’un balomètre TSI/Alnor conçu pour l’environnement bâti [4]. Chaque balomètre est alimenté par quatre (4) piles alcalines non rechargeables à usage unique de taille AA.
À bord de l’appareil, les chercheurs du CNRC utiliseront du ruban adhésif qui ne raye pas pour marquer l’emplacement de toutes les bouches de ventilation dans la cabine. Nous avons utilisé ce concept avec succès sans endommager les cabines d’appareils (comme le montre la figure 6).
Figure 6. Ruban adhésif coloré utilisé pour marquer l’emplacement des bouches de ventilation d’alimentation en air des parois latérales situées au-dessus des panneaux fenêtres.
5.2.3 Méthode de mesure au moyen de gaz traceur
Des techniques de gaz traceur ont été utilisées dans les bâtiments résidentiels et commerciaux pour mesurer les taux de ventilation [5]. La technique a déjà été utilisée dans les appareils de transport commercial aux mêmes fins pour des vols payants [6]. Dans le cadre de ce projet, l’utilisation sera élargie en toute sécurité sans passagers à l’exception de ceux indiqués à la section 5.1. On injectera du gaz SF6 (hexafluorure de soufre) dans la cabine pendant de courtes périodes en mesurant le taux de désintégration correspondant pour estimer le taux de renouvellement de l’air de la cabine.
5.2.3.1 Philosophie de conception
La philosophie de conception du CNRC de l’ensemble de la méthode d’injection et d’échantillonnage de gaz traceur repose sur l’hypothèse selon laquelle la probabilité de défaillance est de 100 %. La conception commence par la « chaise » afin de fixer l’équipement utilisé à bord de l’appareil. La chaise est conçue pour résister à des forces d’impact de 16 g lorsque tout l’équipement y est fixé. La figure 7 montre la chaise peinte en orange attachée dans un siège de classe économique de Boeing 737. Si le délégué à la navigabilité aérienne désigné de l’exploitant de l’appareil l’exige, le CNRC effectuera des tests de brouillage électromagnétique pour s’assurer qu’aucun équipement de l’appareil n’est touché par l’installation et le fonctionnement du matériel électronique lié au gaz traceur.
Figure 7. Dispositif classé 16G attaché sur un siège d’appareil Boeing 737
Il y aura 2 types de chaises :
a) chaise d’injection du gaz;
b) chaise de mesure du gaz.
Il y aura 3 ensembles identiques pour chaque type de chaise.
La chaise d’injection du gaz sera équipée d’une bouteille de gaz comprimé, d’un régulateur de gaz et d’un robinet d’arrêt de débit, d’une plaque à orifice de gaz et d’un collecteur de tubes. Le concept est illustré à la figure 8 avec la chaise de mesure du gaz. Tout est fixé à l’aide de supports pour éviter que quoi que ce soit ne se détache à des forces d’impact pouvant atteindre 16 g. 2 tubes ignifuges de 6,4 mm (0,25 po) iront du collecteur de tubes aux 2 bouches de ventilation de paroi latérale de la cabine sur la même rangée que celle où la chaise d’injection du gaz est installée. Compte tenu de la légèreté des tubes, ils seront fixés au sol et le long des parois latérales de la cabine avec du ruban qui ne raye pas. Chaque chaise d’injection du gaz devrait peser environ 22,5 kg (50 lb).
Figure 8. Concept du système d’alimentation et d’échantillonnage de gaz traceur attaché à un siège d’appareil
La chaise de mesure du gaz sera équipée de 4 capteurs de gaz, 4 pompes miniatures, un microprocesseur, un écran ACL et des batteries d’accumulateurs au plomb de 12 V. La chaise sera alimentée sans qu’une alimentation externe soit nécessaire à bord de l’appareil. Chaque capteur de gaz sera muni d’un tube ignifuge de 6,4 mm (0,25 po) fixé à la paroi latérale de la cabine, comme pour le tube d’injection du gaz. 4 sites d’échantillonnage de l’air seront utilisés :
1) diffuseur linéaire de cabine d’un côté;
2) bouche de reprise de cabine située sur la même rangée que les chaises;
3) bouche de reprise de cabine située 2 rangées devant les chaises;
4) bouche de reprise de cabine située 2 rangées derrière les chaises.
La figure 9 illustre la disposition de la chaise d’injection du gaz, de la chaise de mesure du gaz, des 4 sites d’échantillonnage de l’air et des 2 sites d’injection de gaz.
Figure 9. Disposition de l’un des 3 emplacements de mesure comprenant une chaise d’injection du gaz
(CIG), une chaise de mesure du gaz (CMG) et le site d’injection ou d’aspiration du gaz par les tubes
5.2.3.2 Gaz traceur
On utilisera de l’hexafluorure de soufre (SF6) comme gaz traceur pour cette étude. Le gaz inerte est manipulé comme gaz de classe 2.2 (ininflammable et non toxique) et sera transporté par l’équipe de recherche du côté de l’aire de trafic au moyen d’un accès fourni par l’exploitant de l’appareil [7]. La limite de concentration de moyenne pondérée dans le temps de 8 heures est de 1 000 parties par million (ppm) [8]. Ce gaz a été choisi parce que les autres gaz traceurs sont inflammables (p. ex. alcool isopropylique ou C5F10O), toxiques (C4F7N) ou devraient être utilisés en une grande quantité qui dépasserait les restrictions réglementaires (p. ex. dioxyde de carbone). Le gaz SF6 est le seul gaz traceur approprié pour recueillir en toute sécurité les mesures de l’écoulement d’air cabine pendant les opérations aériennes. Le rejet total ne doit pas dépasser 10 kg (ou 1,5 m3) par vol et 25 ppm.
5.2.3.3 Technique d’injection du gaz
Le gaz sera injecté pendant une courte période dans les bouches de ventilation des parois bâbord et tribord sur 3 rangées situées à l’avant, au centre-arrière et à l’arrière de la cabine de l’appareil. La figure 9 présente la disposition relative des 12 sites d’injection du gaz. Le gaz se mélangera à l’air d’alimentation de la cabine et quittera la cabine par les bouches des parois latérales situées sous les hublots. Pour chaque rangée, le gaz sera libéré d’une bouteille de 9,1 kg (20 lb) contenant du gaz SF6 comprimé. La pression du gaz sera régulée jusqu’à environ 34,5 kPa (5 psi) à l’aide d’un détendeur à double détente équipé d’un robinet d’arrêt. Le gaz passera à travers un orifice de contrôle du débit pour garantir un débit constant vers des tubes ignifuges de 6,4 mm (0,25 po) qui acheminent le gaz vers les bouches des parois latérales. L’injection du gaz sera ouverte et fermée manuellement par le chercheur du CNRC assis à côté de la chaise d’injection du gaz.
5.2.3.4 Technique de mesure du gaz
Trois ensembles de 4 lots de capteurs de gaz autonomes seront utilisés dans toute la cabine de l’appareil pour surveiller et consigner les concentrations de gaz.
Chaque lot de capteurs est alimenté par des batteries d’accumulateurs au plomb de 12 V et est raccordé à un microprocesseur et à un écran. Chaque lot de capteurs comprend un capteur de gaz Witec INFRA.sens AK250G, une pompe à vide, des câbles et un tube ignifuge de 6,4 mm (0,25 po) à chaque lieu d’échantillonnage de l’air de la cabine. La pompe à vide aspire 1 litre d’air de l’habitacle par minute à travers le capteur de gaz et l’air est ensuite renvoyé dans l’habitacle. Le capteur est connecté à une carte à microprocesseur pour enregistrer et afficher les concentrations de gaz. Les 4 sites d’échantillonnage et d’analyse du gaz seront les suivants :
1) bouche de ventilation de paroi latérale de la cabine (avant l’injection de gaz);
2) bouche de paroi latérale sur la rangée où les capteurs sont installés;
3) bouche de paroi latérale sur la rangée devant les capteurs;
4) bouche de paroi latérale sur la rangée derrière les capteurs.
Chaque ensemble sera composé d’un capteur d’échantillonneur d’air individuel à ultrasons qui enregistrera les conditions environnementales, comme la pression cabine, la température, l’humidité, les concentrations de particules (PM2.5 et PM10) et les concentrations de dioxyde de carbone (CO2). Tous les composants électroniques du lot utilisent 20 W de puissance provenant d’une batterie plomb-acide chargée au préalable et conforme aux réglementations canadienne [9] et américaine [10].
5.2.4 Mesures des facteurs humains
Les participants recrutés recevront des vêtements Hexoskin ProShirt (voir la figure 10) dotés de capteurs intégrés permettant de mesurer l’activité cardiaque et respiratoire et d’un accéléromètre triaxial qui détecte les mouvements corporels. Les données seront stockées sur le dispositif Hexoskin Smart (voir la figure 11), qui se connecte directement au vêtement et se trouve dans une petite poche sur le côté du torse du participant. Le dispositif Hexoskin Smart est équipé d’une pile lithium-ion rechargeable et de la technologie sans fil Bluetooth LE 4.1.
Chaque participant enfilera sous ses vêtements habituels le vêtement ProShirt au sol avant de monter à bord de l’appareil. Les dispositifs Smart seront synchronisés avec un ordinateur de recherche au sol avant de monter à bord de l’appareil. L’équipe de recherche sur les facteurs humains aura des téléphones intelligents et des ordinateurs portables pendant le vol pour surveiller la qualité des données Hexoskin par Bluetooth et documenter les activités des passagers. Les signaux respiratoires mesurés par le vêtement ProShirt seront étalonnés pour chaque participant par rapport à un spiromètre au sol avant ou après le vol.
Conformément à la section 5.2.3.1 (philosophie de conception relative au gaz traceur), le CNRC peut effectuer des tests de brouillage électromagnétique de cet équipement selon les directives du délégué à la navigabilité aérienne désigné de l’exploitant de l’appareil.
Figure 10 : Vêtements Hexoskin ProShirt pour les participants féminins (à gauche) et masculins (à droite) Source : https://hexoskin.com/
Spécifications techniques:
• Batterie d'une autonomie de 36h+
• Capacité de stockage et de transfert de données brutes de 30 jours
• Intensité d’activité et calories brûlées, calculées à partir de mesures d’accélération sur 3 axes
• Bluetooth 4.1 sécurisé transmet automatiquement les données à un appareil mobile avec l'application Hexoskin*
• Le logiciel de synchronisation de données HxServices permet de télécharger ses données sur le tableau de bord Hexoskin*
• Se connecte au Hexoskin Cloud et à l'API ouvert (bases de données et analytique)
• Compatible avec des applications tierces
L'appareil d'enregistrement Hexoskin Smart mesure:
• La Fréquence Cardiaque (HR), la Variabilité Cardiaque (HRV), la Fréquence Cardiaque de Récupération (HR2), les Intervalles RR
• La Fréquence Respiratoire, le Volume Respiratoire
Figure 11 : Dispositif Hexoskin Smart pour l’enregistrement des données. Source : https://hexoskin.com/
5.3 Plan de mesure de la ventilation
5.3.1 Au sol
L’objectif de la recherche au sol est d’enregistrer les taux d’écoulement d’air cabine sur toute la longueur de la cabine de l’appareil avec de l’air provenant de l’unité d’air préconditionné de la porte d’embarquement. L’équipe au sol de l’exploitant se chargera du fonctionnement de l’unité d’air préconditionné. Toutes les buses d’air à l’intérieur de l’appareil seront fermées, à l’exception de celles du personnel navigant technique et commercial (le cas échéant). Six (6) conditions d’essai doivent être effectuées conformément au tableau 1 avec toutes les portes fermées, sauf indication contraire.
Tableau 1. Conditions d’essai pour les mesures du profil au sol
Numéro d’essai Unité d’air préconditionné APU Porte gauche 1 Ventilateurs de recirculation
1.1 Connectée avec débit maximal À l’arrêt Ouverte À l’arrêt
1.2 Connectée à 50 % du débit maximal À l’arrêt Ouverte À l’arrêt
1.3 Déconnectée et éteinte À l’arrêt Ouverte Allumés tous les 2
1.4 Déconnectée et éteinte En marche Ouverte À l’arrêt
1.5 Déconnectée et éteinte En marche Ouverte Allumés tous les 2
1.6 Déconnectée et éteinte En marche Fermée Allumés tous les 2
Les taux d’écoulement d’air des parois latérales seront mesurés en continu par un membre de l’équipe de recherche du CNRC tenant les balomètres au niveau de 2 sièges. Le premier sera situé près de l’avant et le second près de l’arrière. Une fois le gaz traceur libéré, l’équipe de recherche du CNRC mesurera les taux d’écoulement d’air sur toute la longueur de la cabine à l’aide du balomètre.
Après cela, le taux d’écoulement d’air de l’unité d’air préconditionné est modifié et on répète l’opération ci-dessus. Une fois les essais au sol terminés dans les 4 conditions, l’équipement d’injection de gaz traceur sera retiré, mais les blocs de capteurs et les balomètres resteront à bord pour surveiller les conditions de ventilation de la cabine. Les bouteilles de gaz traceur et l’équipement d’injection seront retirés du site. L’appareil peut être préparé pour le vol avec l’équipe de recherche du CNRC à bord.
5.3.2 En vol
On s’attend à ce que l’équipe de recherche du CNRC doive rester assise, ceinture bouclée, pendant le refoulement, le démarrage du moteur, le roulage, le décollage et la montée à l’altitude de croisière. Pendant ce temps, le gaz traceur sera injecté dans la bouche de ventilation d’alimentation et surveillé jusqu’à ce qu’il atteigne une concentration de 50 ppm dans la cabine de l’appareil. L’alimentation en gaz traceur sera coupée et l’unité d’air préconditionné ou l’APU continuera de fonctionner pour évacuer le gaz de la cabine de l’appareil. La désintégration consécutive du gaz traceur sera mesurée par les douze (12) blocs de capteurs situés dans la cabine de l’appareil.
Pendant les conditions de croisière, l’équipe du CNRC sera autorisée à se lever et à commencer à recueillir des mesures de l’écoulement d’air sur toute la longueur de la cabine de l’appareil pendant toute la durée de la phase de croisière du vol. Le système de gaz traceur ne sera pas utilisé pendant cette période.
Pendant la descente, l’équipe du CNRC sera de nouveau assise et continuera de recueillir les mesures dans la cabine avec le système de gaz traceur, de la même manière que lors de la montée.
5.4 Plan de mesure des facteurs humains
Les 8 participants équipés de vêtements Hexoskin ProShirt joueront le rôle de passagers à bord de l’appareil et n’effectueront aucune tâche de recherche précise. Ils monteront à bord de l’appareil, accompagnés de l’équipe chargée des facteurs humains du CNRC, avec des bagages de cabine contenant les articles dont ils ont besoin pour le vol (p. ex. articles personnels, appareils électroniques, livres ou magazines, collations). Ils s’assiéront et suivront les consignes de sécurité de l’agent ou agente de bord. On leur demandera de rester assis tout au long du vol, sauf s’ils ont besoin d’aller aux toilettes, afin de réduire au minimum les perturbations des procédures de mesure de la ventilation. L’équipe de recherche sur les facteurs humains s’assiéra à côté ou derrière les participants recrutés pour observer et documenter les différences et les changements de comportement de chacun (p. ex. discussion, sommeil, lecture, etc.). Après le vol, les 8 participants resteront dans le siège jusqu’à ce qu’on les autorise à sortir, accompagnés de l’équipe du CNRC chargée des facteurs humains.
Références
[1] « Communicable disease preparedness: M&S framework for analyzing cabin health hazards », 30/11/2022. [En ligne] Accessible au https://rip.trb.org/View/2072042.
[2] Département des Transports des États-Unis, « Safety Risk Management Policy, Order 8040.4C », Département des Transports des États-Unis, 2023.
[3] E. McNeely, J. Spengler et J. Watson, « Health effects of aircraft cabin pressure in older and vulnerable passengers », Federal Aviation Administration, Washington, DC, 2011.
[4] B. Tejedor, E. Lucchi, D. Bienvenido-Huertas et I. Nardi, « Non-destructive techniques (NDT) for the diagnosis of heritage buildings: Traditional procedures and futures perspectives », Energy and Buildings, vol. 263, no 15, p. 112029, 2022.
[5] TSI, « Alnor Balometer Capture Hood EBT731 ». [En ligne] Accessible au https://tsi.com/products/ventilation-test-instruments/alnor/alnor-capture-hoods/alnorbalometer-capture-hood-ebt731/. [Consulté le 07/04/2024]
[6] M. Sherman, « Tracer-gas techniques for measuring ventilation in a single zone », Building and Environment, vol. 25, no 4, p. 365-374, 1990.
[7] J. P. Rydock, « Tracer Study of Proximity and Recirculation Effects on Exposure Risk in an Airliner Cabin », Aviation, Space, and Environmental Medicine, vol. 75, no 2, p. 161-171, février 2004.
[8] Règlement sur le transport des marchandises dangereuses, 25/10/2023. [En ligne.] Accessible au https://laws-lois.justice.gc.ca/PDF/SOR-2001-286.pdf. [Consulté le 07/04/2024]
[9] Airgas, « Safety Data Sheet: Sulfur Hexafluoride », 22/02/2021. [En ligne] Accessible au https://www.airgas.com/msds/001048.pdf. [Consulté le 07/04/2024]
[10] Administration canadienne de la sûreté du transport aérien, « Conseils relatifs aux piles ». [En ligne] Accessible au https://www.catsa-acsta.gc.ca/fr/que-puis-je-emporter/conseils-relatifs-piles. [Consulté le 07/04/2024.]
[11] Transportation Security Administration, « What Can I Bring? ». [En ligne] Accessible au https://www.tsa.gov/travel/security-screening/whatcanibring/all. [Consulté le 07/04/2024]
