Masque à gaz

Un masque anti-gaz aussi appelé par erreur «masque à gaz», est une protection contre certaines armes chimiques, armes biologiques mais pas contre les agents radioactifs. Il se porte sur le visage et couvre les entrées des voies respiratoires (bouches, nez) et fréquemment les yeux mais aussi d'autres tissus sensibles du visage.

Il est le plus souvent constitué d'un masque et d'un filtre, il s'agit par conséquent d'un appareil respiratoire filtrant (ARF), par opposition aux appareils respiratoires isolants (ARI). Ces derniers utilisent le plus souvent une bouteille remplie d'un mélange gazeux (oxygène, azote, etc. ) comme pour la plongée et peuvent travailler indépendamment de la qualité de l'air ambiant.

Les substances toxiques et présentes dans l'air peuvent être gazeuses (par exemple le gaz moutarde utilisé au cours de la Première Guerre mondiale), mais également de type biologique avec des bactéries, des virus, des toxines ou des spores. La majorité des filtres sont capables de contrer les deux menaces. Certains filtres sont en mesure de retenir en plus les poussières radioactives. On dit tandis qu'ils offrent une protection ABC (atomique, biologique, chimique, NBC en anglais).

Fonctionnement

Plusieurs moyens existent pour apporter de l'air propre au porteur du masque :

• filtrage
• absorption et adsorption
• réactions chimiques et échanges

Filtrage

Le filtrage consiste à retenir des particules ou des agents pathogènes dont la taille peut être variable. La majorité des filtres sont conçus de façon à empêcher la progression de particules de l'ordre de 0, 3 micron, soit 300 nanomètres. À titre de comparaison, le virus qui provoque la variole ^[1] à un diamètre moyen de 220 nanomètres ce qui implique l'utilisation de filtres toujours plus fins. Le bacille de Koch à l'origine de la tuberculose mesure quant à lui entre 1 et 10 microns ^[2] et serait aisément bloqué.

Absorption et adsorption

L'absorption est un processus physique durant lequel des gaz ou des liquides sont retenus par un corps ou un substrat (en général plus volumineux). L'adsorption est un processus où la matière est retenue à la surface des molécules du corps ou du substrat. Ces deux approches permettent d'enlever les risques liés à des particules ou des gaz.

Même si certaines réactions chimiques peuvent avoir lieu, elles ne sont pas nécessaires puisque les processus reposent sur l'attraction de charges électriques (par exemple si la particule visée est chargée positivement, on utilisera un substrat chargé négativement). Parmi les matériaux présents dans les masques, on peut trouver du charbon actif (charbon particulièrement poreux) ou des zéolites. Le charbon actif n'offre cependant pas une protection absolue car il ne retient pas certaines classes de produits (comme le sodium ou les nitrates ^[3]).

Une protection rudimentaire basée sur ce principe d'absorption est parfois utilisée dans le cas d'un incendie : il suffit de tremper un vêtement dans de l'eau et de couvrir son nez et sa bouche avec le textile. La majorité des vapeurs toxiques, la fumée et la suie seront retenues par le tissu ou dissoutes dans l'eau, offrant ainsi une chance de survie plus élevée à la personne qui tente de fuir le sinistre.

Réactions et échanges

Ces deux principes posent l'hypothèse suivante : la substance à éliminer est fréquemment plus active (chimiquement parlant) que l'air. On utilisera ainsi une substance réactive comme un enduit acide ou une matière solide comme de la résine. Ces matériaux sont composés de groupes d'atomes dont la composition et la disposition présentent diverses propriétés. Une résine peut ainsi être spécialisée dans un groupe précis d'agents toxiques. Lorsque la substance réactive entre en contact avec la résine, elle se transforme en une substance moins toxique qui continue sa route ou reste bloquée. Durant la Première Guerre mondiale, le masque britannique appelé hypo helmet était en mesure de bloquer le chlore gazeux (la bertholite) grâce à une réaction avec du thiosulfate de sodium ^[3]. Plus tard, en 1916, les masques allemands et britanniques protégeaient du phosgène grâce à une réaction avec de l'hexaméthylènetétramine.

Même si sa conception était rudimentaire, l'hypo helmet offrait une protection de base aux troupes britanniques dans les tranchées et montrait qu'ils n'étaient pas totalement démunis. Au fur et à mesure que le conflit se prolongeait, d'autres masques furent conçus et perfectionnés pour tenir compte d'autres produits toxiques.

Difficultés

La conception d'un masque à gaz doit tenir compte surtout de deux problématiques :

L'utilisateur peut être exposé à des agents différents. Ceci est spécifiquement vrai pour les militaires et les gaz de combat. Si le masque est moins polyvalent (par exemple pour la protection contre une substance spécifique dans une usine), sa réalisation est simplifiée et son coût est moindre.

La protection diminue avec le temps. Une contamination élevée ou une utilisation prolongée peuvent boucher ou rendre inefficace un masque. Les filtres contre les particules s'encrassent, les substrats n'absorbent plus les toxiques et les filtres réactifs ne possèdent plus suffisamment de molécules pour fonctionner correctement. Le filtre doit par conséquent être remplacé après un certain temps, soit grâce à une nouvelle cartouche ou un nouveau masque. Les substances chimiques peuvent en outre attaquer la surface du masque et nécessiter son remplacement pour éviter des fuites ou garantir une visibilité suffisante.

Historique

Des brevets ont été déposés pour des masques en 1887 mais le système est plus ancien. En 1799, Alexander von Humboldt, un ingénieur dans l'industrie minière de Prusse, inventa un appareil respiratoire pour les mineurs.

Première Guerre mondiale

Peu avant la guerre en 1912, un inventeur africain-américain, Garrett A. Morgan, avait créé le Safety Hood and Smoke Protector et déposé un brevet en 1914. Son dispositif, simple, comportait un morceau de coton avec deux tuyaux qui pendaient et récoltaient l'air près du sol. Des éponges mouillées étaient insérées près de la sortie des tuyaux pour augmenter la qualité de l'air. Morgan fut acclamé en 1916 lorsque lui et son frère, mais aussi deux autres volontaires, utilisèrent son appareil pour sauver des hommes restés prisonniers dans des galeries.

Au début de la Première Guerre mondiale lors de la seconde bataille d'Ypres, une unité canadienne utilisa un dispositif de fortune pour se protéger du chlore sous forme gazeuse qui était employé par les Allemands. Les soldats urinaient ou déversaient de l'eau avec du bicarbonate de soude sur des chiffons et les plaçaient sur leur visage. L'ammoniac contenu dans l'urine réagissait avec le chlore en produisant des chloramines et limitait ainsi les effets du gaz. ^[4]. Le coton imbibé dans de l'urine et tenu par diverses méthodes restait l'un des meilleurs moyens pour se protéger mais il s'avérait peu pratique au combat. Des compresses (baillons) de coton et des cagoules de toiles imbibées de thiosulfate de sodium furent ensuite utilisées, jusqu'à ce que des masques plus "couvrants" soient nécessaires avec l'invention de l'ypérite et d'autres gaz attaquant la peau. Les masques à gaz conçus pour perfectionner la condition des soldats furent développés et mis en service à partir de juillet 1915.

À cause des pénuries causées par la guerre, et de l'urgence de se protéger des nouvelles armes chimiques, la recherche de nouveaux procédés et matériaux était intensive. Le coton qui était utilisé dans les masques fut remplacé par le cellucoton, le précurseur du Kleenex.

En 1915, le docteur Cluny MacPherson du Royal Newfoundland Regiment , consultant sur les gaz de combats à Gallipoli, mit au point un masque en utilisant un casque, de la toile et des ouvertures pour les yeux avec une protection transparente et traitée contre le chlore. Ce modèle fut le premier masque utilisé par l'armée britannique.
L'inventeur du filtre à charbon actif fut le Russe Nikolay Dimitrievich Zelinskiy en 1915 qui cherchait un moyen pour filtrer le chlore utilisé par les Allemands. En 1916, les masques du russe furent introduits dans les armées des pays de la Triple-Entente. Des modèles furent conçus pour les animaux qui étaient aussi exposés aux gaz, surtout les chiens de secours et mascottes et les chevaux de trait.

Évolution des masques

Après la Première Guerre mondiale, le développement du masque à gaz a continué à suivre les évolutions technologiques de l'art de la guerre, en essayant de combattre des substances de plus en plus complexes et dangereuses. L'arrivée des armes atomiques a forcé les chercheurs à trouver des solutions pour lutter contre les poussières radioactives. Cependant, le masque n'est qu'un composant d'une protection plus vaste. En effet, certains agents peuvent provoquer des dégâts par contact avec la peau non-protégée (gaz moutarde par exemple) et nécessite une combinaison complète. Pour des raisons liées à la protection civile ou à leur propre protection, les gens achetèrent des masques en pensant que cela était suffisant en cas d'attaque chimique, nucléaire ou biologique. En réalité, le masque ne sert qu'à protéger les voies respiratoires.

La plupart des masques militaires sont conçus de façon à lutter contre un large spectre d'agents toxiques. Certains modèles peuvent recevoir diverses cartouches ou des extensions sur les filtres, donnant la possibilité ainsi de s'adapter à un agent spécifique. Les masques militaires comportent aussi un dispositif pour pouvoir boire, via un tube relié à une gourde. Divers accessoires firent leur apparition dans les masques : dispositifs de communication, filtres montés à gauche ou à droite du masque pour permettre le tir avec un fusil, verres corrigés pour les porteurs de lunette.

Les masques utilisés dans le civil ont des filtres moins complexes. Ils ne se concentrent généralement que sur un type de substance comme par exemple le gaz lacrymogène, les produits chimiques sur les sites industriels ou un agent pathogène spécifique lors d'épidémies. Ils sont plus légers et moins coûteux que leurs homologues militaires.

Même si l'entraînement avec le masque à gaz et l'équipement performant présent au sein des armées permet d'éviter des pertes sur le terrain lors d'attaques avec des agents toxiques, le masque et la combinaison n'en demeurent pas moins des éléments encombrants qui limitent l'action et l'efficacité du soldat. Le masque à gaz doit en plus être correctement posé pour assurer un bon fonctionnement. Dans le feu de l'action, il peut se déchirer ou être endommagé et ne plus assurer de protection. Le soldat avec un masque a une capacité physique amoindrie car l'apport en oxygène est inférieur à la normale. Psychologiquement, le risque d'une attaque chimique peut affecter les troupes.

Terminologie

L'expression «masque à gaz» est une erreur couramment commise. En effet un «masque à gaz» permet de respirer du gaz (lors d'une anesthésie par exemple) alors que le «masque anti-gaz» sert, lui, à se protéger des effets des gaz de combats.

Liens externes

• (fr) Archives INA (Des enfants apprennent à se servir de masques à Gaz dans une école, en 1918)
• (fr) Page sur l'histoire des masques de la Première Guerre mondiale
• (fr) Photos et explication sur le masque anti-gaz de MacPherson
• (en) The Junk Science, Do-It-Yourself
• (en) How Gas Masks Work

Notes et références

1. ↑
2. ↑ http ://www. goshen. edu/bio/Biol206/Biol206LabProject/tricia/tb%20modes. html
3. ↑ ^{a  b}  Howstuffworks "Gas Mask Filters"
4. ↑ Chlorine Gas

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