Description du masque en contact avec la tête

Le masque est l’une des deux parties constituant "la structure" dont on souhaite déterminer le comportement, l’autre étant la tête. La description du masque faite dans ce paragraphe est particulière en ce sens qu’elle a pour objet de mettre en évidence des aspects spécifiques liés à la modélisation numérique du contact avec la tête. Un équipement de protection des voies respiratoires est un objet complexe qui comporte plusieurs ensembles fonctionnels et dont il existe une grande variété de modèles.

L’équipement utilisé dans le cadre de ce travail est l’ANP/VP (Appareil Normal de Protection à Visière Panoramique) actuellement en service dans les armées françaises. Les porteurs de ces masques ayant des morphologies différentes, il en existe quatre tailles référencées par un numéro, de manière à protéger efficacement la population la plus diversifiée possible. Un équipement d’une taille donnée ne se déduit pas d’un équipement ayant une autre taille par une simple homothétie. La taille 1 repère les masques de grande hauteur et de grande largeur, la taille 2 ceux de hauteur moyenne et de grande largeur, la taille 3 ceux de hauteur moyenne et de petite largeur, la taille 4 ceux de petite hauteur et de petite largeur. Dans ce document et indépendamment de la terminologie qu’utilise un spécialiste de ce type d’équipement de protection, le masque est décomposé en trois parties principales (Figure II.12), décrites par la suite :

- le corps sur lequel sont greffés les accessoires,

- le bourrelet qui est la bande sur laquelle se produit le contact avec le visage, - l’araignée qui est le dispositif de maintien du masque sur la tête.

Figure II.12 : Vues avant (à gauche) et arrière (à droite) du masque de type ANP/VP (Appareil Normal de Protection à Visière Panoramique)

L’araignée, dont la géométrie est symétrique par rapport à un plan, est constituée d’une partie centrale d’où partent six sangles appelées "brins" (Figure II.13). Les trois paires de brins ont des longueurs différentes, tous les brins sont eux-mêmes constitués d’une partie "lisse" et d’une partie "crantée". De géométrie complexe du fait des zones crantées, l’araignée est réalisée dans un matériau de type caoutchouc dont la loi de comportement n’est pas connue a priori et ne nous est pas communiquée. La zone crantée sert à régler la tension exercée par le brin sur le masque. Cette partie crantée passe dans une boucle de fixation, un anneau métallique empêchant par les crans de glisser et évitant ainsi la perte d’étanchéité lorsque le masque est en position. Les tensions exercés par les brins permettent le maintien du masque sur la tête tout en ajustant la pression de contact. Les dispositifs de fixation, pièces intermédiaires entre l’araignée et le masque, sont eux-mêmes reliés au masque par deux liaisons de type charnière dont les axes sont orthogonaux. Il en résulte que seuls les efforts dans la direction des brins sont transmis au masque mais pas les moments (Figure II.14).

Réglage de la tension du brin

Charnières

Figure II.13 : Vue générale de l’araignée

Figure II.14 : Détail de l’attache et du réglage d’un brin

Sur l’avant du masque, outre les points d’attache des six brins de l’araignée et la visière, le corps du masque comporte un certain nombre d’orifices sur lesquels se greffent les différents accessoires (Figure II.15). Dans le trou inférieur vient se loger la cartouche filtrante, au travers de laquelle le porteur du masque inspire l’air dont il a besoin. Un perçage pratiqué sur l’un des cotés permet l’hydratation et l’alimentation, celui pratiqué de l’autre coté permet d’évacuer de la poche bucco-nasale l’air expiré. L’orifice situé au niveau du nez, dans le "plan de symétrie" du masque, est recouvert par la membrane phonique qui permet de communiquer oralement. En retournant l’araignée sur l’avant du masque, et en regardant ce dernier par l’arrière, on voit le bourrelet, la poche bucco-nasale et les inserts (Figure II.16). Le bourrelet est la partie souple située à l’arrière du corps qui vient au contact avec la tête. L’étanchéité est réalisée par ce bourrelet qui est la seule partie du masque en contact avec la face du porteur. Le contact doit être continu sur la périphérie de cette bande et la pression de contact suffisante. La poche bucco-nasale est très souple et enveloppe le nez et la bouche. Elle confine et limite les échanges d’air à l’intérieur du masque. Son rôle est d’éviter la formation de buée dans le masque qui perturberait la vision du porteur. Cette pièce rapportée très souple est maintenue dans le corps du masque au niveau des trois

inserts. Elle n’apporte pas de rigidité à l’ensemble et ne joue aucun rôle vis-à-vis de l’étanchéité et donc de la protection du combattant. Les quatre inserts sont identiques. Ce sont des pièces épaisses et très rigides qui assurent l’interfaçage entre le corps du masque et les accessoires qui y sont greffés.

Figure II.15 : Partie avant du masque Figure II.16 : Vue arrière du masque, bourrelet et poche bucco-nasale

Sur la photographie de la Figure II.17, la poche bucco-nasale a été enlevée pour distinguer le quatrième insert. Les hypothèses mises en place pour la modélisation de cet équipement de protection sont explicitées dans le paragraphe suivant.