EquipmentCheck | Sacs à dos airbags d'avalanche

Systèmes mécaniques

Les airbags d'avalanche mécaniques se distinguent par leur simplicité d'utilisation, car ils ne doivent pas être enclenchés. Ils se composent d'un déclencheur manuel qui est activé en tirant sur une poignée. Par un déclenchement soit mécanique soit pyrotechnique, la cartouche de gaz s'ouvre et le gaz comprimé (air, azote, argon ou dioxyde de carbone) s'écoule alors dans l'airbag et le gonfle.

Dans le cas des systèmes de déclenchement mécaniques, l'airbag est activé par une poignée avec un système de traction de fil : Une traction sur la poignée de déclenchement tend un câble qui déclenche un ressort. Celui-ci entraîne une aiguille qui perce la cartouche et libère ainsi le gaz qui remplit l'airbag.

Dans le cas du déclenchement pyrotechnique, la poignée contient un engin explosif qui déclenche une minuscule explosion lorsqu'on tire dessus. Une tige métallique, poussée par l'explosif, finit par percer la cartouche et le gaz s'échappe. Après un tel déclenchement, la cartouche et la poignée de déclenchement doivent toutes deux être remplacées. Les mécanismes de déclenchement pyrotechniques ne sont plus utilisés que dans les sacs à dos d'avalanche ABS.

La plupart des systèmes d'airbag mécaniques possèdent, en plus de la cartouche, une buse Venturi qui, lors du déclenchement de l'airbag, aspire en plus de l'air de l'extérieur. L'effet Venturi se produit lorsque la vitesse du gaz augmente lors d'un rétrécissement, ce qui entraîne une baisse de la pression. Ce phénomène peut être décrit par l'équation de Bernoulli. En raison de cette pression plus faible, l'air est aspiré de l'extérieur. Environ un tiers de l'airbag rempli est constitué du gaz de la cartouche, tandis que les deux tiers sont remplis d'air ambiant.

Les cartouches ont généralement une pression comprise entre 200 et 300 bars et sont en aluminium, en acier ou en carbone, selon le fabricant. Certains fabricants proposent même à la fois une cartouche en carbone, plus chère et plus légère, et une variante en acier ou en aluminium, moins chère et plus lourde. Mais quelle est la différence entre les systèmes à air comprimé, à azote comprimé, à argon ou à dioxyde de carbone ? Les systèmes à pression d'air sont les plus simples et donc les moins chers à recharger. En revanche, la plupart des cartouches de gaz comprimé sont entièrement remplacées ou doivent être rechargées par le fabricant. En dehors de cela, les systèmes à air comprimé fonctionnent de la même manière que les systèmes à gaz. En ce qui concerne le choix du gaz dans la cartouche, la question se pose de savoir comment les chances de survie en cas d'ensevelissement sont réduites si l'airbag se déclenche, mais est ensuite endommagé. Dans une cavité respiratoire, on pourrait alors respirer soit de l'air normal, soit un gaz comme le dioxyde de carbone, l'azote ou l'argon - des gaz qui peuvent réduire la teneur en oxygène. Dans de telles circonstances, les systèmes à pression d'air pourraient présenter un avantage par rapport aux systèmes à pression de gaz. Parmi les systèmes à pression de gaz, les systèmes au dioxyde de carbone ont une autre caractéristique particulière. Contrairement aux autres gaz, le dioxyde de carbone se présente sous forme liquide lorsque la pression est élevée. Cela permet de réduire considérablement le volume et d'utiliser des cartouches plus petites, ce qui constitue un avantage certain en termes de taille et de poids. Dans les systèmes à base de dioxyde de carbone, il peut arriver que le dioxyde de carbone gèle partiellement dans des conditions froides lors d'une décompression rapide. De la neige carbonique se dépose alors dans la cartouche, ce qui peut entraver le processus de gonflage. Le système Alpride 2.0 est le seul sur le marché à utiliser le dioxyde de carbone. Ce problème a toutefois été résolu en combinant le dioxyde de carbone avec l'argon - un gaz qui gèle moins facilement. Ainsi, l'airbag reste fiable même à basse température.

Les cartouches à pression des airbags d'avalanche mécaniques sont considérées comme des marchandises dangereuses lors des voyages en avion. Selon les directives de l'IATA (International Air Transport Association), un sac à dos pour airbag d'avalanche avec cartouche par personne peut être transporté en avion. Le sac à dos doit être emballé de manière à éviter tout déclenchement involontaire et les airbags doivent être équipés de soupapes de décompression. Dans certains cas, une notification préalable est en outre requise. Une exception s'applique aux vols à destination des États-Unis et du Canada, ainsi qu'à l'intérieur de ces pays : dans ce cas, la cartouche doit être entièrement vidée avant le vol. Les sacs à dos électroniques pour airbags d'avalanche peuvent en revanche être transportés sans inscription et sans restriction.

Un aspect psychologique important des airbags d'avalanche mécaniques est que les coûts récurrents de déclenchement d'un airbag pourraient faire hésiter l'utilisateur dans une situation d'urgence. Cela est particulièrement problématique lorsqu'on n'est pas sûr, lors d'une éventuelle avalanche, qu'elle provoquera effectivement un ensevelissement ou qu'il s'agit simplement de neige meuble inoffensive qui glisse avec.

Systèmes fonctionnant avec des supercondensateurs

Dans les systèmes fonctionnant avec des supercondensateurs, l'énergie est stockée de manière électrostatique et convertie en énergie électrique lors du déclenchement de l'airbag, qui est ensuite transformée en énergie mécanique par le ventilateur à grande vitesse pour gonfler l'airbag.

Il existe différents types de supercondensateurs. Cependant, dans les systèmes d'airbags d'avalanche, on utilise ce que l'on appelle des condensateurs à double couche. Un condensateur à double couche stocke l'énergie de manière électrostatique en formant une double couche aux interfaces entre le matériau de l'électrode et l'électrolyte. Comparés aux batteries de même masse, les supercondensateurs ne possèdent qu'environ 10 % de la densité énergétique. En revanche, leur densité de puissance est environ dix à cent fois plus élevée, ce qui signifie que les supercondensateurs peuvent être chargés et déchargés beaucoup plus rapidement. Une décharge rapide est idéale pour les applications dans les airbags. En outre, les supercondensateurs sont nettement plus légers que les batteries traditionnelles et moins sensibles à la température, car l'énergie est stockée de manière électrostatique plutôt que chimique. Ils peuvent donc être utilisés dans une large plage de températures sans que leurs performances en soient affectées. Les supercondensateurs ont un cycle de charge et de décharge plus stable, car il n'y a pas de réaction chimique, ce qui leur confère une longue durée de vie. Ils peuvent subir des millions de cycles de charge sans perdre leurs performances. Toutefois, leur capacité limitée de stockage d'énergie ne permet qu'un nombre limité d'activations par unité de charge. C'est pourquoi les systèmes à supercondensateurs nécessitent une batterie supplémentaire qui, d'une part, maintient l'état de charge du supercondensateur et, d'autre part, peut recharger le supercondensateur après le déclenchement de l'airbag, permettant ainsi plusieurs déclenchements.

Il existe actuellement trois systèmes à supercondensateurs sur le marché. Le Alpride E1, le Alpride E2 et le système Litric. Wobie Alpride E2 est la variante plus récente et améliorée d'Alride E1. Le système Alpride E2 se compose de trois condensateurs à double couche ainsi que de deux piles AA. L'airbag peut ainsi être utilisé jusqu'à trois mois sans être rechargé. Après le déclenchement de l'airbag, le supercondensateur peut être rechargé en 40 minutes par les piles AA (ou en 20 minutes avec une prise électrique).

Le système Litric se compose de neuf condensateurs à double couche et d'une batterie lithium-ion rechargeable et non amovible. Litric annonce une autonomie de 90 heures sans qu'il soit nécessaire de la recharger. La recharge ne peut se faire qu'avec une prise de courant et nécessite 25 minutes.

Avantages des systèmes d'airbags d'avalanche alimentés par supercondensateur

• Plus légers que les systèmes alimentés par batterie

• Essai simple et gratuit

Inconvénients des systèmes d'airbags d'avalanche fonctionnant par supercondensateursSystèmes

• plus chers que les systèmes mécaniques

• peu de choix

• stockage d'énergie limité

• nécessite une batterie supplémentaire

Le tableau suivant donne un aperçu des systèmes électroniques d'airbags d'avalanche actuels (état 2024) et leur attribution à des systèmes alimentés par batterie ou par supercondensateur ainsi que le poids du système.