"Point chaud" : expérience spéléo bien documentée

[Sylvain74]

Salut tous,

Ca fait bien plus qu'un bail que je ne suis pas intervenu ici mais je suis tombé sur ce lien bien intéressant. J'ai pensé à vous :

http://efs.ffspeleo.fr/groupe-detude-technique-get/262-spelunca-120/download

Récit et analyse d'un groupe de spéléos coincés à -700 m pendant 3 jours.
Confection d'un point chaud.

Extraits :
(...) cette expé-
rience permet de formuler les observations suivantes :
- tout d’abord il apparaît, et c’est bien normal, qu’avec une source de chaleur, l’hygrométrie à l’intérieur de la tente s’élève sensiblement, et la condensation apparaît rapidement sur les couvertures de survie, ce qui n’est pas très agréable ;
- les mesures de gaz ne sont pas indiquées dans le tableau : la teneur en oxygène baisse de quelques dixièmes, la concentration en gaz carbonique augmente de quelques dixièmes, mais restent très loin des seuils alarmants.
Pas d’inquiétude donc de ce côté-là, sauf à relever le défi de bâtir un abri absolument étanche!
- ce qui apparaît très clairement, c’est que la chaleur monte ! Quelqu’un l’ignorait ? Quel que soit le moyen de chauffage utilisé, la température n’augmente que de 2-3 degrés au niveau du sol. Au niveau de la tête, elle devient acceptable au bout de deux heures avec une bougie, confortable avec
deux… et étouffante avec l’acéto!
- il est tout aussi évident que compter sur la seule chaleur corporelle pour bénéficier d’une atmosphère douillette dans l’abri procède d’une certaine insouciance qu’on pourrait être amené à regretter fraîchement…(...)

(...)Avoir prévu et fait le choix d’un moyen de chauffage, c’est bien.
Encore faut-il disposer d’un outil fiable pour l’allumer.
C’est évident mais on peut toujours le rappeler: l’eau est l’ennemie du feu.
Et dans le contexte d’un blocage par une crue, tout risque bien d’être
trempé! Spéléologue, vêtements, matériel… Voire englué d’argile, comme le
laisse imaginer la photographie ci-dessus.
Bref, la situation peut être proche du chaos, et en tout cas loin des conditions idéales et conviviales qu’on recherche en exercice.
Alors, on a intérêt à avoir anticipé la question, tant pour ce qui est de l’outil
que de son conditionnement. Imaginez-vous débutant une attente qui
pourrait s’avérer fort longue, entourés de plein de bougies, et sans rien pour
les allumer…(...)

J'ai bien aimé le "loin des conditions idéales et conviviales qu’on recherche en exercice" 

A+,

Sylvain.

[sebeu]

Une remarque par rapport à cet article; ils étaient bien content d'avoir leur lampes acéto.

De plus en plus de spéléo s'équipent avec des lampes led (pas de risques de brulures des mains ou des cordes, pas de chaux, pas d'odeur...) mais la chaleur apportée par l'acéto est quand même loin d'être négligeable.

Dans ce càs là, il faudrait un paquet de bougies pour maintenir  (l'article cité 30 bougie de 15cm de haut, 15 mm de diam).

l'encombrement et le poids devient alors non négligeable !

[Jean-Yves]

Pour synthétiser ce qu'évoque l'article aux spéléos, un point chaud se constitue :
- d'une source rayonnante d'infrarouges;
- d'un dôme en couverture réfléchissante pour réfléchir les infrarouges;
- d'un ou plusieurs bonhommes à l'intérieur du dôme.

Il y a deux types de points chauds :
- celui bien organisé, en forme de tente, pour plusieurs personnes ou pour un blessé;
- celui fait un peu à l'arrache pour une ou deux personnes, avec la couverture de survie sur soi, comme une tente avec la personne (assise p. ex. sur un sac isolant) comme pilier central avec la couverture de survie sur la tête et les épaules, descendant jusqu'au sol (on appelle ça "tortue").

Cette technique est très utile sans les endroits sans trop de courants d'air : par exemple un refuge qu'on ne pourrait pas chauffer au bois, une voiture, un hangar dans lequel on se serait réfugié...

L'acétylène (lampe qui contient une cuve de carbure calcium et une cuve d'eau qui tombe goutte-à-goutte sur le carbure) par rapport aux bougies a deux avantages :
- sa flamme riche en carbone et très chaude (blanche) rayonne beaucoup d'IR (l'article conseille d'ailleurs les becs neufs à petit débit, qui donnent une flamme bien plate donc mieux oxygénée, donc plus chaude);
- la cuve qui contient le carbure de calcium chauffe lorsque celui-ci réagit avec de l'eau pour former de gaz acétylène : placer cette cuve entre les jambes réchauffe les artères fémorales et donc les pieds, qui restent froids sinon. Si on n'a pas de lampe à carbure, prendre une bouteille d'eau chaude!

[AC]

- tout d’abord il apparaît, et c’est bien normal, qu’avec une source de chaleur, l’hygrométrie à l’intérieur de la tente s’élève sensiblement, et la condensation apparaît rapidement sur les couvertures de survie, ce qui n’est pas très agréable ;

Juste une remarque technique (mode survivor de salon ON):

Ce n'est pas la chaleur qui augmente l'hygrométrie. Au contraire, en réchauffant un volume d'air clos, on augmente sa capacité à absorber de la vapeur d'eau, donc on diminue son hygrométrie (à quantité de vapeur d'eau constante).

La condensation vient probablement de la vapeur d'eau produite à l'intérieur de la tente par la respiration et par la combustion des hydrocarbures (bougies et acétylène). Pour réduire le phénomène, il faudrait évacuer les gaz de combustion hors de la tente et privilégier le chauffage par rayonnement comme indiqué par Cavannus.

Si je m'attendais à devoir gérer ce genre de problème, j'emporterais une gaine de ventilation souple en aluminium pour improviser une cheminée / échangeur de chaleur. Facile à ranger dans le sac autour d'une bouteille ou autre objet cylindrique. Longueur 3 mètres une fois déplié.


(source)

[musher]

- celui fait un peu à l'arrache pour une ou deux personnes, avec la couverture de survie sur soi, comme une tente avec la personne

On fait ça aussi avec un poncho (ou poncho + couverture de survie à l'intérieur

[Arnaud]

Un doc de la fédé française de spéléo sur le sujet:

http://www.csr-e.fr/upload/27-realiser-un-point-chaud.pdf

[zangetsu74]

Ce n'est pas la chaleur qui augmente l'hygrométrie. Au contraire, en réchauffant un volume d'air clos, on augmente sa capacité à absorber de la vapeur d'eau, donc on diminue son hygrométrie (à quantité de vapeur d'eau constante).

Je vais pit-être dire une connerie, mais il me semble que tu dis deux choses contradictoires dans la même phrase.
Quand on chauffe l'air, sa capacité à admettre de l'eau en phase gazeuse augmente, là on est d'accord.
Sauf qu'ensuite, je comprends que tu dis que ca diminue l'hygrométrie ; là, soit je comprends mal, soit tu te trompes.
Quand il y a plus d'eau sous forme gazeuse dans l'air, pour moi, c'est plus humide (enfin si mes souvenirs de cours sont bons)

[AC]

Quand on chauffe l'air, sa capacité à admettre de l'eau en phase gazeuse augmente, là on est d'accord.
Sauf qu'ensuite, je comprends que tu dis que ca diminue l'hygrométrie ; là, soit je comprends mal, soit tu te trompes.
Quand il y a plus d'eau sous forme gazeuse dans l'air, pour moi, c'est plus humide (enfin si mes souvenirs de cours sont bons)

Oui, quand on chauffe l'air, sa capacité à admettre de l'eau en phase gazeuse augmente. Mais ça ne veut pas dire que l'air devient automatiquement plus humide: pour cela, il faut ajouter de l'eau !

Si on s'abstient d'expirer, de transpirer et de brûler des hydrocarbures à l'intérieur d'un abri étanche qu'on réchauffe, la quantité d'eau emprisonnée ne change pas, donc l'hygrométrie (qui est définie comme la quantité d'eau présente par rapport à la quantité maximum admissible) diminue.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Humidit%C3%A9_relative

Conséquence: Dans les maisons bien isolées qu'on surchauffe en hiver, même si le temps est très humide à l'extérieur (hygrométrie supérieure à 70%), l'air peut devenir irrespirable à l'intérieur car trop sec (hygrométrie inférieure à 30%).

[zangetsu74]

ok je comprends mieux ce que tu disais maintenant. Merci pour la précision :-)

Oui, quand on chauffe l'air, sa capacité à admettre de l'eau en phase gazeuse augmente. Mais ça ne veut pas dire que l'air devient automatiquement plus humide: pour cela, il faut ajouter de l'eau !

... ou qu'elle soit déjà présente sous forme liquide dans la zone qu'on est en train de réchauffer sauf erreur
(ce qui me semble être le cas dans la situation présentée EDIT : puisqu'ils parlent de sécher les vêtements sous le point chaud, j'imagine bien que cette eau se retrouve bien qq part, en plus de la condensation sur les couvertures)

[AC]

puisqu'ils parlent de sécher les vêtements sous le point chaud, j'imagine bien que cette eau se retrouve bien qq part, en plus de la condensation sur les couvertures)

Oui, avec des vêtements mouillés l'air sera chaud et humide et il y aura de la condensation, mais c'est un moindre mal: il vaut mieux que l'eau soit sur les parois de l'abri que sur les vêtements. Idem si on chauffe un sol en argile gorgé d'eau.

Mais en page 2 l'article parle bien de condensation désagréable lors d'une expérience avec deux personnes non mouillées. Je maintiens qu'on doit pouvoir réduire cette condensation en évacuant les gaz de combustion (et en expirant hors de l'abri si ça ne suffit pas), et que l'article fait en raccourci en attribuant toute la responsabilité de cette condensation à la présence d'une source de chaleur.

[sebeu]

un point qui me semble important mais qui semble t'il n'est pas abordés dans les documents : l'isolation du sol.

A défaut de bout de mousse, je pense qu' on a tout intéret à s'isoler au mieux du sol (avec les cordes ou les kits).

Ca doit jouer, surtout si le sol est tres humide !

[guillaume]

Il est mentionné que certains mettent un bout de "Karrimat" dans la combi, dans le dos : pratique pour s'assoir au chaud, pratique au cas où, maintient un peu les lombaires...

a+

[Loriot]

Il est de notoriété publique que les speleos prévoient tout!!!


Sauf l'imprévu....


En général, ils s'ent sortent bien. (Parceque de toute façon c'est leurs copains qui les sortent quand ça va plus)... La fierté...

[musher]

Le secours spéléo, c'est impressionnant.

Je crois que c'est une des rares activités qui est mis en place une telle structure.

Pour le PDF, j'ai testé la bougie cannette (dans une boite plus basse style boite de gelopectose pour bébé) avec la mèche en carton ondulé.

Mis dans une gamelle de Camping Gaz Rando 360, ça fait un sacré chauffage pour tente en évitant de mettre le feu à la tente en reversant la bougie.

Résultat, j'ai fait fondre toutes mes bougies 3 mèches pour en faire des bougies mèche carton. 
Bravo les spéléos 

[promeneur4d]

Merci Arnaud pour le pdf. http://www.csr-e.fr/upload/27-realiser-un-point-chaud.pdf
Mais j'ai une question dessus: c'est ecrit: utiliser des bougies :

pas d’utilisation de gaz, alcool solide ou liquide : flamme bleue
=>
( ...)
. absorption de l’oxygène
. dégagement de CO2

(...)

utiliser des bougies : flamme jaune = peu de CO2

Je comprend pas le rapport: avec un bec bunsen p. ex., qui brule du gaz, la "couleur" est modifiable avec l'apport d'oxygene. Mais je préfere une combustion complete que du CO...
Quelqu'un peut m'expliquer?

[Arnaud]

Je suis pas chimiste, ni spécialiste des combustions, mais mon hypothèse c'est que la bougie produit de la chaleur à un rythme lent en ne consommant "pas trop" d'oxygène et en ne produisant "pas trop" de CO.

Pour un réchaud ou un truc qui brûle plus fort, la chaleur est plus importante ça peut être dangereux aussi.
mais surtout la consommation d'O2 peut devenir problématique pour les humains rapidement, plus rapidement que le dégagement de CO de la bougie de ce que je comprends sachant que sous-terre on a souvent des taux d'O2 très inférieurs à ceux de la surface.

[gglt]

[...] sachant que sous-terre on a souvent des taux d'O2 très inférieurs à ceux de la surface.

Souvent ? Non ! Au contraire, c'est très souvent comme en surface. Par contre, il y a des endroits sous terre où le taux d'O2 est (selon les cas : parfois, de temps en temps, souvent) inférieur à la normale. Ces portions de cavités sont connues et étudiées. Le risque est très minime et maîtrisé.

Guigui

[Arnaud]

Sous terre il n'y pas de production d'O2 (absence de lumière = pas de photosynthèse) et il y a potentiellement production de CO2 (dissolution de roches, fermentation des boues,...) qui mécaniquement "remplace" l'O2.

La concentration en O2 est donc toujours inférieure, au mieux égale à la concentration en surface.

Si les cavités les plus "visitées" sont forcement les mieux ventilées (échanges = équilibre des concentrations avec la surface) il y'a effectivement rarement de problème sauf "anomalies" locales documentée (ou plus probablement cloche de syphon).

Maintenant si pour la majeure partie du monde sous terrain, les concentrations en 02 sont bien inférieures à celles de la surface il y a effectivement peu de chance de se retrouver coincé là par hasard

[Loriot]

Merci Arnaud pour le pdf. http://www.csr-e.fr/upload/27-realiser-un-point-chaud.pdf
Mais j'ai une question dessus: c'est ecrit: utiliser des bougies :

Je comprend pas le rapport: avec un bec bunsen p. ex., qui brule du gaz, la "couleur" est modifiable avec l'apport d'oxygene. Mais je préfere une combustion complete que du CO...
Quelqu'un peut m'expliquer?

Je tente ma réponse, je ne suis pas spécialiste dans le domaine (spécialiste...)
Le truc de la bougie est un incontournable facile d'emploi, peu coûteux et relativement fiable pour mesurer la concentration en air respirable. En gros, quand la flamme devient jaune foncée, c'est pas bon... Quand elle s'éteint, il n'y a plus assez d'oxygène pour sa combustion. Tu peux encore respirer mais ça devient limite! En principe on quitte les lieux où on y va pas!
C'est entre autre pour cela qu'une lanterne a bougie était installee a l'entrée de certain abris de compagnie de (notre defunte ) armee Suisse.
En faisant descendre la lanterne avant la première descente, cela permettait de savoir si l'air était respirable.
Il faut rappeler ici que le gaz carbonique est plus lourd que l'air et qu'il a tendance à s'accumuler dans certaines cavité peu ventilée.

Le coup de la bougie qui s'éteint m'est arrivé une fois. On était entré à plusieurs dans une petite cavité située dans une source d'eau chaude. Un long boyau exigu avec deux passages très étroit Que l'on devait franchir couché dans l'eau tiède avec juste 5 cm d'air pour respirer... Un vrai bonheur!
Plus loin une salle un peu plus grande nous avait permis de passer un bon moment, toujours au chaud.
Nous étions eclairé par une dizaine de bougies, pour l'ambiance.
Quand elles ont commencé à s'éteindre on a d'abord commencé à les allumer... Bon vieux réflexe.
Puis je dois dire que j'ai vite compris qu'elles s'étegnaient pas a cause du vent.
Donc ordre a tout le monde d'évacuer fissa et dans le calme.
J'ai juste prévenu deux autres de la raison pour pas faire paniquer l'ensemble du groupe.

Résultat: on est tous sortit tres vite et sans problèmes.

Voilà pour mon expérience sur l'utilité de la bougie en milieu confiné.

La bougie est elle plus sensible au manque d'oxygène que ses cousine à gaz???

[azur]

L'utilisation de bougie est obligatoire dans l'armée française lorsqu'on dort en igloo, précisément pour le même problème d'oxygène, et le rôle principal du gars de garde, c'est de faire régulièrement le tour des igloos pour vérifier que toutes les bougies sont allumées.

La bougie est elle plus
sensible au manque d'oxygène que ses cousine à gaz???

Une lanterne à gaz optimise le mélange gaz-air pour avoir une combustion la plus complète possible (et donc chauffer au mieux le manchon) là où une bougie aura à la base une combustion incomplète par déficit d'oxygène. La bougie sera donc plus sensible que la lanterne à gaz car elle réagira plus vite à la baisse du niveau d'oxygène... ou du moins, ce sera plus visible qu'avec une lanterne.

[gglt]

Sous terre il n'y pas de production d'O2 (absence de lumière = pas de photosynthèse) et il y a potentiellement production de CO2 (dissolution de roches, fermentation des boues,...) qui mécaniquement "remplace" l'O2.

La concentration en O2 est donc toujours inférieure, au mieux égale à la concentration en surface.

Si les cavités les plus "visitées" sont forcement les mieux ventilées (échanges = équilibre des concentrations avec la surface) il y'a effectivement rarement de problème sauf "anomalies" locales documentée (ou plus probablement cloche de syphon).

Maintenant si pour la majeure partie du monde sous terrain, les concentrations en 02 sont bien inférieures à celles de la surface il y a effectivement peu de chance de se retrouver coincé là par hasard

C'est pas tout à fait ça...

Les cavités sont toutes visitées par les spéléos. Et on ne visite pas celles qui sont mieux ventilées, mais celles qui nous intéressent le plus sur le moment. Les problèmes de gaz (i.e. : CO2) sont rares, mais tous documentés. C'est vital, donc on on communique systématiquement sur le sujet.

Les cavités sont toutes ventilées (au moins par les changements réguliers de pression atmosphériques), et l'eau souvent présente absorbe le CO2. C'est ce qui la rend acide et lui permet de creuser toujours plus le réseau souterrain dans lequel elle circule.

Pour ce qui est de la bougie, j'ai personnellement constaté (oxymètre à l'appui) qu'elle a besoin de plus d'O2 pour brûler que nous pour respirer. Je tâcherai de retrouver les chiffres exacts. C'est la raison pour laquelle, par empirisme, on utilise la bougie afin de savoir s'il reste à coup sûr de la marge avant de devoir sortir.

Guigui

[Arnaud]

l'eau souvent présente absorbe le CO2. C'est ce qui la rend acide et lui permet de creuser toujours plus le réseau souterrain dans lequel elle circule.

Let's agree to disagree mais là, c'est effectivement pas tout à fait ça... c'est "légèrement" plus compliqué, mais je vais pas me lancer dans un cours de chimie, voici un lien vers une petite initiation : http://pst.chez-alice.fr/svtiufm/carbonat.htm.

Pour revenir au sujet, l'utilisation de la bougie en point chaud (comme son nom l'indique) c'est pas pour détecter un taux faible d'O2 mais pour fournir de la chaleur, quand à la question du pourquoi de la bougie par rapport à un autre moyen de chauffage, j'ai pas fait gaffe mais la réponse est écrite noir sur blanc dans le pdf dont j'avais donné le lien:

D’après les mesures effectuées par le groupe d’études techniques de la FFS, il est absolument impossible d’utiliser des réchauds à gaz, à essence ou à alcool (solide ou liquide).
Ce type de combustion (à flamme bleue) absorbe trop d’oxygène et dégage trop de CO2.
L’atmosphère sera rapidement dangereuse.

(...)

Le seul système donnant satisfaction est la bougie. Mais les bougies du commerce ont de petites mèches et la flamme produite est trop faible pour monter la température d’un abri.

(...)

Il faut confectionner soi-même des bougies adaptées.

[Jean-Yves]

Autre problème avec la flamme bleue : elle chauffe, mais elle rayonne peu d'infrarouges — alors que c'est ce rayonnement qu'on cherche en point chaud avec couverture de survie réfléchissante.

C'est pour ça que les anciens appareils de chauffage utilisaient une flamme bleue coiffée d'un manchon en amiante ou en métal (tamis tressé), et non une flamme bleue seule.

À noter que le manchon classique de lanterne n'est pas très efficace non plus, car il rayonne relativement peu d'infrarouges (c'est d'ailleurs ce qui le rend plus efficace pour éclairer que la flamme nue, il rayonne beaucoup dans le visible).

Si on prévoit de n'avoir qu'une lanterne ou un réchaud pour faire son point chaud (indépendamment des problèmes d'oxygène), je vois deux solutions :
1. Boucher l'entrée d'air à la base du brûleur pour donner une flamme jaune (utiliser un kleenex mouillé, du papier d'alu, etc.);
2. Coiffer le brûleur d'un tamis comme le font les collectionneurs d'anciens appareils de chauffage ou comme sur la récente lanterne Liberty de Brunton.

[Sylvain74]

(...)
1. Boucher l'entrée d'air à la base du brûleur pour donner une flamme jaune (utiliser un kleenex mouillé, du papier d'alu, etc.);
(...)

  N'est-ce pas là le meilleur moyen de produire du CO (monoxyde de carbone) à la pelle ?
On connait mieux pour la santé, me semble-t-il.

Sylvain.

[Jean-Yves]

Bonne question, mais je ne vois pas pourquoi cela est plus affolant qu'une flamme de bougie :
- boucher ces entrées d'air revient à transformer ton Bunsen en bec à gaz classique;
- la lanterne de camping Compact Refill de Soto utilise exactement le même principe, avec un levier pour basculer entre le mode "bougie" et le mode flamme bleue avec manchon;
- boucher ces entrées d'air donne une flamme longue et vacillante, on a naturellement tendance à la baisser, on brûle au final assez peu de gaz.