Développement d'un modèle d'estimation de l'inconfort des passagers relatif à la pressurisation des cabines d'avion

L'industrie de l'aéronautique travaille sans relâche au développement de technologies d'avant-garde; ce n'est toutefois pas toujours chose simple lorsqu'il est question d'une approche de conception centrée sur l'utilisateur. De fait, de façon à maintenir un avantage compétitif, les fabricants d'avions doivent développer les domaines de connaissances spécifiques qui leur assureront un avenir durable. Dans ce contexte, un élément-clé est sans contredit l'amélioration de la compréhension des utilisateurs. Ainsi, lorsqu'on considère l'utilisateur d'un avion, la notion de confort joue un rôle primordial. Le confort peut être mesuré selon des critères ergonomiques, physiques ou psychologiques, mais demeure une mesure souvent subjective et difficile à qualifier dans son ensemble. Ce mémoire s'intéresse plus particulièrement à l'influence de la pressurisation des cabines d'avion sur le confort de ses passagers. Les deux principales questions qui ont mené nos travaux sont les suivantes. Est-il nécessaire d'abaisser l'altitude interne de la cabine au niveau de la mer pour accroître le confort des passagers? Quel est le seuil d'altitude auquel le corps humain commence à ressentir une variation au niveau du confort? Dans cette étude, une analyse de la littérature concernant les répercussions physiologiques d'une variation de pression sur le corps humain a été réalisée. Celle-ci couvre les risques en haute altitude, l'oxygénation des tissus et le processus d'adaptation physiologique aux changements de pression. L'analyse de la saturation d'oxygène dans le sang apparaît également comme un facteur déterminant du confort. La triangulation des résultats issus des diverses études recensées a permis la construction d'un modèle novateur permettant d'estimer les probabilités d'inconfort ressenties par les passagers en période de vol selon leurs conditions de santé et l'altitude simulée dans la cabine. Le modèle fournit trois courbes. La première représente une population en bonne santé et ne présentant pas de pathologies considérées à risques en haute altitude. La seconde courbe représente quant à elle une population en général et fournit des seuils plus conservateurs. Enfin, la dernière courbe simule un cas de personne à risques en haute altitude. L'application de ce modèle, en cours de validation à travers des projets de conception d'avions, contribuera à l'amélioration des connaissances sur le confort pour les passagers.

Abstract

Aerospace has always been about developing cutting edge technologies, but this has not always been done with a passenger centered approach. In order to maintain a competitive advantage, aircraft manufacturers need to develop specific knowledge domains that will also ensure them a sustainable future. In this context, one key aspect that is being considered is an improved understanding of the users. When considering the users of an aircraft, the notion of comfort plays an essential role. Comfort can be measured according to a variety of criteria of ergonomic, physical or psychological nature, and is therefore subjective and difficult to qualify in general. This thesis focuses on the influence of aircraft cabin pressure on the comfort of passengers. Is it necessary to lower the internal cabin altitude at sea level to increase the comfort of the passengers? What is the threshold of altitude for which the human body begins to feel a variation on comfort? In this study, regarding comfort factors in high altitude, an analysis of the literature about the physiological repercussions of a variation of pressure on the human body is presented. This analysis covers risks in high altitude, the oxygenation of tissues and the process of physiological adaptation to pressure variation. In addition, the analysis of the oxygen saturation in the blood also appears as a determining factor of the comfort. The synthesis of the results stemming from diverse studies allowed the construction of an innovative model allowing the estimation of the level of discomfort felt by the passengers during flight according to their health conditions and the cabin pressurization. This model contains three curves that are used to gauge the level of discomfort. The first one represents a healthy population and\or not presenting pathologies considered at risks in high altitude. The second curve, based on various studies, represents a population in generally and thus supplies more conservative thresholds. Finally, the last curve, feigns a case of person at risks in high altitude. The application of this model, currently in the process of validation via aircraft design projects, will contribute to improve the level of comfort of the passengers.