- Extincteur automatique à eau
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Un Sprinkler
Un sprinkler (parfois francisé en sprinkleur) ou une tête d'extinction automatique à eau (parfois appelé aussi tête d'extinction automatique d'incendie, gicleur d'incendie, asperseur) est un appareil statique de dispersion d'eau, ou de produits dissous dans l'eau, lors d'un incendie[1]. Ce système est mis en réseau au dessus de la zone à protéger. Une augmentation anormale de la température entraîne la rupture de l’ampoule ou la fonte du fusible qui maintient la tête fermée. La canalisation d'eau sous pression permanente, connectée à la tête, en alimente la tête pour arroser la zone enflammée. Son déclenchement ne nécessite aucune intervention humaine. La circulation d'eau dans les canalisations actionne un gong hydraulique donnant l’alarme au niveau du poste de contrôle.
Sommaire
Historique
- Poudrières ;
- Entrepôts de coton aux USA ;
- Création de la première installation anti-incendie en 1800 ;
- Création du premier extincteur automatique à eau en métal par Emil Tyden en 1897, remplacé plus tard par le gicleur actuel avec une ampoule en verre.
Principes et mise en œuvre
Principes
Détails d’un sprinklerLe système permet de protéger les biens et les personnes contre le risque incendie. Sa mise en œuvre automatique le rend opérant jour et nuit.
Les trois fonctions de base d'une installation sont de :
- Détecter un départ de feu (automatiquement, déclenchement manuel possible dans le cas du déluge) ;
- Alarme pour avertir les personnes à proximité et prévenir les moyens de lutte incendie ;
- Selon sa conception, il est possible d’éteindre l’incendie, de le contenir, ou de refroidir des structures.
Le système de protection incendie par brouillard d’eau est un système particulier et consiste à délivrer la quantité de brouillard (eau sous très haute pression au travers d'un diffuseur) apte à lutter contre le type d’incendie redouté sur une zone quand un incendie est détecté. La brumisation est maintenue tant que l’extinction n’est pas réalisée ou jusqu’à l’intervention des secours.
Lorsqu’un incendie survient, la chaleur dégagée s’élève et atteint une des têtes de gicleur réparties sur le plafond. Sous l’effet de la chaleur, l’ampoule ou le fusible qui maintient la tête fermée est détruite (l'ampoule contient un liquide qui exerce une pression sur la paroi en verre sous l'effet de la chaleur et qui rompt ainsi cette fine paroi de l'ampoule). La pression d'eau (pour une installation sous eau) permanente dans la canalisation sur laquelle est posée la tête se libère au travers de la tête, arrosant ainsi la zone enflammée.
La chute de pression provoquée par l’ouverture de la tête va conduire la ou les pompes à entrer en action pour maintenir la pression et l’alimentation en eau de la tête. Le passage de l'eau au niveau du poste de contrôle actionne un gong hydraulique et un pressostat qui donnent l’alarme (avec un renvoi sur une centrale d'alarme incendie pour le pressostat). Si l’incendie n’est à ce stade pas maîtrisé, l’accroissement du dégagement de chaleur entraîne l’ouverture de têtes supplémentaires. Aucune surveillance humaine n’est donc requise, si ce n’est pour arrêter l’installation après extinction du feu (par le préposé ou par les secours avec accord du responsable du site).
L’efficacité du système repose sur une adéquation parfaite entre, d’une part, le débit des têtes, leur densité d’implantation, la configuration du réseau et les ressources en eau disponibles, et d’autre part, la nature des biens protégés (potentiel calorifique et débit calorifique, vitesse de propagation, solide, liquide ou gazeux, ...) et leur mode d’entreposage. La majeure partie des cas où l’installation de tels extincteurs a échoué ressort d’actes de malveillance (fermeture de vanne ou mise hors service), d'un manque d'entretien, ou d’un dépassement des conditions (hauteur de stockage) prévues à la conception. Afin d'éviter les mauvaises conceptions ou mauvaises mises en œuvre, il est fortement conseillé de faire appel à un installateur compétent.
Prévus pour contenir l’incendie, les gicleurs parviennent, d’après le retour d’expérience, à éteindre le feu qui les a déclenchés. Un système d'extinction utilisant des têtes de type ESFR (Early Suppression Fast Reponse) sera conçu pour éteindre un feu, sa mise en œuvre délicate ne pourra se faire que dans des bâtiments ayant une architecture adéquate, pour des hauteurs, configurations, et types de marchandises admissibles.
Statistiques
Les statistiques montrent que 80% des incendies sont maîtrisés ou éteints avec moins de 5 gicleurs ; 95% des départs de feux sont maîtrisés par l’installation d'extincteurs automatique à eau et les 5% d’échecs restants sont dus aux raisons citées précédemment. (tous les départs de feu maîtrisés par le sprinkleur ayant occasionné que peu de dégâts ne sont pas tous déclarés. vraisemblablement, l'efficacité du sprinkleur est alors supérieure à ces données)
Des idées reçues existent sur ces systèmes. Certains films laissent penser qu’approcher une source de chaleur d’une tête de gicleur déclencherait l’intégralité des têtes présentes dans le bâtiment de bureau qui les abrite. Or dans la réalité, en dehors d’installations industrielles très particulières (systèmes « déluge »), chaque tête est indépendante et n’apporte de l’eau que sur la zone enflammée.
Certains industriels redoutent aussi l’effet de l’eau sur leurs stockages ou leurs installations techniques (machine-outil, informatique, ...). Or, le gicleur ne se déclenchant qu’en cas d’incendie avéré et au-dessus de la zone en feu, on peut considérer qu’un appareil touché est déjà une non-valeur du point de vue comptable. De plus, la décontamination des appareils ayant subi des dégâts des eaux est une opération connue et parfaitement maîtrisée si elle est ordonnée rapidement. On peut toutefois mettre en place des paniers de protection au niveau des têtes afin de les protéger contre le risque de choc.
Mise en œuvre
Les éléments qui participent au fonctionnement du système d'extincteur automatique à eau sont les suivants.
Sources d’eau
Suivant les normes appliquées, le nombre de sources d'eau peut changer. Une source d'eau peut être de différentes sortes mais dans la plupart des cas elle est composée d'une pompe et d'une réserve. En norme APSAD on retrouvera dans la majorité des cas :
- 1 source A, dite à autonomie limitée (alimente 5 têtes pendant 30 minutes) ;
- 1 source B dite "inépuisable", par abus de langage puisque la capacité est elle-même limitée à la durée de fonctionnement (alimente le débit théorique pendant une durée dépendant du risque et du système, de 30 minutes à 2 heures) ;
Le réseau de gicleurs peut, dans certains cas, être raccordé au réseau d’eau de ville. Dans ce cas, suivant l'APSAD R1, le principe est de s’assurer que ledit réseau peut alimenter : l’installation de gicleurs, les hydrants utilisables par les services de secours (P.I., RIA, rideaux d'eau, ...) et les besoins courants du secteur géographique desservi.
Les sources d'eau, dans certains cas, peuvent être communes à d'autres moyens d'extinction (PI, RIA, déluges...). Le principe, en règle APSAD R1, est de majorer en conséquence le débit des pompes, le volume des réserves....
Pompes
En norme APSAD on retrouvera dans la majorité des cas :
- 1 pompe A électropompe doit pouvoir alimenter 5 têtes
- 1 pompe B motopompe doit pouvoir alimenter la surface impliquée (surface de déclenchement simultané de sprinkleurs) pour une densité (l/min/m²), ou un nombre de sprinkleurs pour une pression minimale (cas ESFR et Grosses Gouttes), définis par conception.
- 1 pompe jockey qui maintient le réseau en pression (environ 8 à 10 bars).
Réserves
Dans le cas de réserves intégrales, leur volume est calculé pour assurer la durée de fonctionnement définie. Suivant les référentiels, le débit de référence pour le calcul du volume de la réserve diffère. Celles-ci peuvent être maçonnées ou dans la plupart des cas métalliques aériennes :
- Réserve principale : de 200 à plus de 1000 m3 ;
- Réserve dite « limitée » (APSAD, règlement ERP) : 30 à plus de 50 m3.
Postes de contrôle
- Poste eau ;
- Poste glycol (eau) ;
- Poste sous air ;
- Poste sous vide[2] ;
- Poste alternatif (air/eau passage sous air lorsqu’il y a risque de gel, en hiver); (abandonné : corrosion accélérée).
- Poste à préaction type A, B ou C ; (l'envahissement d'eau est conditionné au niveau du poste)
- Poste déluge (c’est lui qui contrôle les têtes ouvertes).
Tuyauteries
- Le collecteur d’alimentation (après le poste) ;
- Les antennes (tuyauterie où sont vissées les têtes de gicleurs).
- Les chandelles de la tête à l'antenne
La perte de charge dans les canalisation dépendant (entre autres) de leur diamètre et du débit, les tuyauteries doivent être dimensionnées afin que la source d'eau puisse couvrir en termes de pression et de débit le besoin hydraulique de conception.
Têtes de gicleurs
Types de têtes
- « Spray » debout seulement ;
- « Spray » pendant seulement ;
- Conventionnel debout/pendant (de moins en moins utilisée) ;
- Têtes murales (side wall);
- Têtes ESFR (entrepôt de logistique) ;
- Têtes ELO ;
- Têtes grosses gouttes (dont Ultra K17);
- Têtes à couverture étendue ;
- Gicleur à jet plat ;
Ces têtes peuvent-être déclinées en modèles sous vide (dry)
Températures de déclenchement
Température Couleur de l'ampoule °C °F 57 135 Orange 68 155 Rouge 79 174 Jaune 93 200 Vert 141 286 Bleu 182 360 Mauve 227
260440
500Noir Tableau récapitulatif des
températures de déclenchement
en fonction de la couleur de l'ampoule- De 57 à 343°C.
Quelques valeurs courante suivant la couleur du liquide contenu dans l'ampoule :
orange : 57°C,
rouge : 68°C (la plus courante),
jaune : 79°C,
verte : 93°C,
bleue : 141°C,
mauve : 181°C,
noir : au delà de 181°C,
Il y a énormément de types de têtes de gicleurs mais la plus courante étant de 68°C (ampoule rouge)Installations particulières
- ESFR (entrepôts de stockage) ;
- Grosses gouttes (stockage de bobines de papiers entre autres) ;
- Brouillard d'eau ;
- Additifs : type AFFF (AFFF = Agent Formant un Film Flottant) (bas foisonnement) ou "mouillants".
Législation et norme
États Unis d’Amérique
- Règles Factory Mutual: règle de l'assureur FM
- NFPA 13, 20, 30: sert souvent de standard pour les multinationales
France
- Norme NF EN 12845 : norme européenne.
- Norme NFS 62-210 (remplacée par la norme NF EN 12845).
- Règle APSAD R1 spécifiquement française (80% du marché en France); elle s'inscrit dans un système faisant intervenir des installateurs certifiés, une visite de conformité de chaque installation par le CNPP pour obtention d'un certificat de conformité N1, et un suivi par un vérificateur semestriel certifié.
Toutes ces normes ou règles sont de caractère non obligatoire sauf dans certains cas (ERP, IGH, parkings...). En effet, dans le règlement ERP (établissements recevant du public), le sprinkleur est rendu obligatoire au delà de 3000m². La norme obligatoire est la NFEN 12845, avec quelques aménagements acceptés dans le règlement ERP. Il est toutefois possible d'appliquer la règle R1 2008 qui intègre les exigences de la norme européenne. Par ailleurs, certaines normes ou référentiels peuvent être rendus obligatoires ponctuellement par arrêtés d'autorisation ou d'enregistrement dans le cas des ICPE (installations classées pour la protection de l'environnement). Dans la majorité des cas, c'est l'assureur du site qui demande la mise en place d'un système sprinkleur. Il peut émettre sa préférence pour un référentiel en particulier.
Production collecteurs
Les collecteurs soudés sont réalisés par des machines automatisées.
Voir aussi
Articles connexes
Liens externes
- règle APSAD R1, liste des installateurs certifiés APSAD, sur le site du CNPP : www.cnpp.com
- « L'irrésistible expansion du brouillard d'eau dans le tertiaire et l'industrie », dans expertsdurisque.com, mai 2009 [texte intégral]
Notes et références
- (fr)Traduction de Sprinkler, Normalisation - Avis terminologiques, Office québécois de la langue française, 2002. Consulté le 2008-12-04
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