Brevet FR2522350A1 — publié le 19830902

La présente invention concerne une installation de pres- surisation et de filtration, notamment pour abri de protec- tion de personnes contre les effets d'armes nucléaires, bio- logiques ou chimiques, avec éléments d'étanchéité permettant le confinement et la protection du volume intérieur, en par- ticulier contre les surpressions et les dépressions dues aux explosions. Bien que les installations de ce type, déjà connues, puissent donner satisfaction, les études de la Demanderesse ont montré qu'elles n'en présentaient pas moins certains inconvénients. Les équipements de filtration de l'air admis dans le volume intérieur de l'abri sont situés à l'intérieur de celui-ci, à proximité de ses occupants Cette disposition présente le risque potentiel d'irradier les occupants dès lors que le fitre a retenu une forte quantité de poussières ou d'iodes radio-actives Il existe bien entendu des moyens de pallier ces inconvénients, mais ils résident, pour la plupart, en des protections qu'il faut adjoindre aux batteries de filtres Ces moyens sont en général assez onéreux. Le dispositif d'isolation de l'abri vis-à-vis de l'exté- rieur, réside en la disposition de deux trappes, dont une thermiquement isolante, disposée dans une cheminée verticale d'accès, cette dernière débouchant dans un sas communiquant avec l'intérieur de l'abri au moyen d'une porte blindée Les équipements sanitaires sont généralement disposés dans ce sas. Si, à la suite de l'explosion, les deux bouchons précités sont endommagés, la seule isolation restante vis-à-vis de l'exté- rieur, reste la porte blindée Si l'étanchéité de cette dernière laisse à désirer, il peut se produire une infiltra- tion de gaz toxiquesdans l'abri, mettant en danger la santé de ses occupants De plus, dans cette hypothèse, les sanitai- res situés dans le sas restent inaccessibles tout au moins pendant une certaine période, puisqu'ils se trouvent situés en atmosphère contaminée. Il faut souligner également que les installations de pressurisation et de filtration déjà connues des abris conçus pour la protection de quelques dizaines de personnes, lais- sent fortement à désirer quant à la disposition et à 1 ' efficacité des sas de sortie En effet, il n'est pas prévu de dispositifs de décontamination à la suite d'une sortie de reconnaissance effectuée par quelques occupants L'air contaminé admis dans les sas risque de contaminer à son tour l'atmosphère de l'abri. La présente invention vise un ensemble de dispositions permettant d'améliorer notamment l'efficacité des installa- tions de pressurisation et de filtration d'abris destinés à la protection de quelques dizaines de personnes contre les effets d'armes nucléaires, biologiques ou chimiques (effets NBC). Suivant l'invention, l'installation de pressurisation et de filtration pour abri notamment à galerie tubulaire d'axe essentiellement horizontal, est notamment caractérisée en ce que l'installation comportant au moins une entrée- sortie débouchant dans un sas d'entrée-sortie en surpression par rapport à la pression extérieure normale, le sas est équipé, sur sa sortie donnant vers l'extérieur, d'une porte blindée et, sur celle commandant le volume intérieur de l'installation, d'une porte étanche aux gaz, ledit volume intérieur étant en surpression par rapport aux sas et en ce que des caissons de filtration sont disposés dans le sas, chaque caisson de fil- tration comportant au moins un filtre absolu et au moins un filtre au charbon actif. Par sa structure, l'installation suivant la présente invention pallie les inconvénients cités plus haut. En effet, comme les caissons de filtration sont disposés dans le sas et que ce dernier est séparé du volume intérieur par une porte étanche, le risque potentiel d'irradier les occupants dès lors que les filtres se trouvant à l'intérieur des caissons ont retenu une forte quantité de poussières ou diodes radio-actives, est notablement réduit. De plus, les surpressions relatives existant entre l' habitacle et les sas d'une part, et entre les sas et l'exté- rieur d'autre part, permettent de régénérer l'atmosphère des sas et de compenser d'éventuelles fuites pouvant se produire au travers de fissures par-exemple La présente de ces sur- pressions permet d'éviter que de l'air contaminé ne pénètre dans l'habitacle et dans les sas par les fuites en question. Selon une forme de réalisation, l'installation comporte au moins deux entrées-sorties débouchant chacune dans un sas d'entrée-sortie En variante de cette forme de réalisation, au moins un sas, dit de décontamination secondaire, est disposé entre au moins un desdits sas d'entrée-sortie et ledit volume intérieur. Grâce à ces dispositions, au cas o une entrée-sortie se trouverait hors d'usage, par exemple par suite d'une explosion, mais au moins la porte étanche disposée entre le sas d'entrée-sortie attenant et ledit volume intérieur pré- servée, celui-ci resterait convenablement isolé vis-à-vis de l'extérieur De plus, l'autre entrée-sortie pourrait être utilisée. Il faut noter aussi que la variante précitée autorise d'éventuelles sorties de reconnaissance en atmosphère conta- minée tout en permettant une bonne décontamination des personnes ayant participé à cette sortie, d'abord dans le sas d'entrée-sortie utilisé, puis ensuite dans le sas de déconta- mination secondaire attenant. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront d'ailleurs de-la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective et avec arra- chement partiel d'un abri comportant une installation suivant la présente invention; la figure 2 est une vue en perspective éclatée d'un sas selon la présente invention; la figure 3 est une vue de dessus schématique d'un dispositif de filtrage suivant la présente invention; la figure 4 est une vue en coupe d'un filtre suivant la flèche IV de la figure 5; la figure 5 est une vue en élévation du filtre; la figure 6 est une vue en perspective avec arrache- ment partiel du dispositif de filtration suivant la présente invention; la figure 7 est une vue en plan d'une autre variante de l'installation représentée en figure 1. Selon la forme de réalisation choisie et représentée aux figures 1 et 2, un abri référencé d'une manière générale en , se présente sous forme d'une galerie tubulaire 11 d'axe de symétrie 12 essentiellement horizontal. La galerie 11 est constituée dans cet exemple au moyen d'éléments standard 15 se présentant sous forme de tuyaux préfabriqués en béton armé de 2,5 m de diamètre, assem Dlables les uns aux autres. Suivant l'invention, l'installation comporte au moins deux entrées 60 A, 60 B d'orientations opposées et débouchant chacune dans un sas 30 d'entrée-sortie qui est disposé, dans cet exemple, à chaque extrémité de la galerie 11 Le sas d' entrée-sortie 30 va être ci-après décrit à l'appui de la figure 2. Chaque sas 30 est constitué, suivant la forme de réali- sation choisie et représentée, par un élément 31 permettant de raccorder la galerie 11 à une galerie d'entrée-sortie perpendiculaire à la première A cet effet, l'élément 31 comporte trois ouvertures 32, 33, 34 L'ouverture 32 est hermétiquement fermée par un voile 35 en béton armé Les ouvertures 33 et 34 sont fermées par des voiles 36 et 37 comportant en leur centre des ouvertures 38 et 39 L'ouver- ture 38 est fermée par une porte 40 étanche et l'ouverture 39 par une porte 41 étanche et blindée. La porte étanche 40, commandant le volume intérieur 42 de la galerie 11, est en alliage léger moulé et est prévue pour résister à une pression extérieure directe (voit pression dans le sas) de 0,5 bar et à une dépression statique de 0,2 bar. La porte 40 est verrouillée en position fermée par un système 44 de verrouillage en trois points 45, 46, 47 à commande centrale 48 Le chambranle 49 de la porte 40 et le système de verrouillage scnt, bien entendu, prévus pour résister à une pression et à une dépression équivalentes à celles citées plus haut. La porte blindée 41 est,-dans cette forme de réalisation, prévue pour résister à une onde de choc direct équivalente à une pression statique extérieure de 7 bars et à une contre- pression équivalente à une pression statique de 2 bars. Son verrouillage est également effectué par un dispositif en trois points à commande centrale semblable à celui de la porte 40, mais non représenté sur la figure 2 Le chambranle de la porte et le dispositif de verrouillage sont, bien enten- du, prévus pour résister aux pressions citées ci-dessus. Le circuit d'air alimentant l'habitacle 42 va maintenant être décrit L'air est aspiré au niveau d'une entrée 50 scel- lée dans le voile 37 Cette entrée est suivie, de manière connue de l'homme de l'art, par un clapet anti-souffle 56 dont la sortie est raccordée au moyen d'une gaine souple 51 à un dispositif de filtration d'air 80 décrit plus loin à l'appui des figures 5 à 8 Une gaine 52 raccorde la sortie du dispo- sitif 80 à une entrée d'air 53 dans l'habitacle 42, l'entrée 53 étant scellée dans le voile 36. L'entrée d'air 53 est raccordée au moyen d'une gaine sou- ple 54 à un moto-ventilateur 55 qui est entraîné, en fonction- nement normal, par un moteur électrique, mais peut être en- tra né manuellement en cas de besoin (manivelle 55 g). La sortie du ventilateur est raccordée à une gaine 22 de conduite et de soufflage d'air assaini. L'air est évacué de l'habitacle 42 au moyen d'une valve de surpression obturable 57 scellée dans le voile 36. L'air est évacué du sas vers l'extérieur au moyen d'une sortie d'air 59 scellée dans le voile 37 et précédée d'un ensemble clapet anti-souffle-valve de surpression 58. Selon le mode de réalisation représenté à la figure 2, des douches 77 de décontamination sont installées dans le sas 30. On va maintenant décrire, à l'appui des figures 3 à 6, le dispositif 80 de filtration d'air En figure 3, l'air est admis par une entrée 83 dans un premier caisson 81 dans lequel est logé un filtre 84 constitué par un ensemble préfiltre-filtre absolu. Ce filtre 84 est serré par un dispositif d'arbre à came, schématisé en figure 3 par la flèche 100 et décrit plus loin a l'appui de la figure 6 Un joint 207 de l'ensemble 84 placé contre la sortie du caisson 819 se trouve ainsi comprimé, L'air est ensuite admis (flèche 86) dans un caisson 82 compor- tant quatre filtres au charbon actif 87. Après avoir traversé les filtres 87 (flèches 88) l'air est admis dans une chambre 89 située au centre du caisson 82. L'air est ensuite évacué par une sortie 90 (flèche 91) Les filtres 87 comportent chacun un joint 2079, semblable 'a celui du filtre 84, qui réalise l'étanchéité entre la sortie du filtre 87 et l'entrée de la chambre 89 Ce joint est comprimé par un dispositif d'arbres à came,, schématisé-par les flèches ', semblable à celui du filtre 84. La chambre 89 est conçue de telle sorte que seul de l'air, en provenance des filtres 87, peut y pénétrer et fitre évacué par la sortie 90. La composition des filtres absolu 84 et charbon actif 87 est connue de l'homme de l'art et ne sera, par conséquent, pas décrite ici Toutefois, leur agencement particulier, suivant la présente invention$ va maintenant Stre décrit, en regard des figures 4 et 5. Dans la forme de réalisation représentée, les filtres 849 87 sont constitués par des éléments 200 de filtration et de piégeage enserrés dans un coffrage 201 de forme parallélépi-. pédique La face avant 203 et la face arrière 204 du coffrage sont ajourées (ouverturee 2059 206) Le joint 207 est disposé tout autour de l'ouverture 206 * En temps de paixt les filtres au charbon actif 87 sont protégés, pour éviter l'empoisonnement du charbon, par une enveloppe légère métallique 208 à ouverture rapide (tirette' 209) Dans l'exemple décrit et représenté le filtre 84 est également protégé Dans un autre mode de réalisation, le filtre 84 ne comporte pas l'enveloppe légère métallique 208 et est directement disposé dans le caisson 81. On va maintenant décrire, à l'appui de la figure 6, 1 ' agencement des filtres 84, 87 dans les caissons 81 ? 82. Le filtre 84 est disposé dans le caisson 81, sa face arrière 20 'i avec le joint 207 étant disposée contre le pas- sage du caisson 81 vers le caisson 82. Les filtres 87 sont disposés dans le caisson 82, leur face 206 avec les-joints 207 étant disposés vers les ouver- tures de la chambre 89. Comme indiqué plus haut, les joints 207 des filtres 84, 87 sont comprimés par un dispositif d'arbres à came qui va maintenant être décrit. Ce dispositif comporte un arbre 110 monté libre en rota- tions d'une part dans un palier intérieur 120 fixé sur le plancher du caisson 81 ( 82), et d'autre part dans un palier supérieur 121 solidaire du caisson 81 ( 82) Un cadre 112, formé par deux entretoises ayant un profil en L 113 et deux longerons 114, est élastiquement monté sur l'arbre 110 au moyen de ressorts 116 A cet effet, les entretoises 113 pré- sentent une encoche 117 dans laquelle l'arbre 110 vient s' engager et les longerons 114 présentent une retenue aux branches 118 des ressorts 116 Le cadre 112 est ainsi monté élastiquement mobile par rapport à l'arbre 110 et peut s' écarter de celui-ci. L'arbre 110 présente à chacune de ses extrémités, au- dessus du palier 120 et au-dessous du palier 121, une ca Ine 111 Les cames 111 sont montées solidaires en rotation avec l'arbre 110 A son extrémité supérieure, au-dessus du palier 121 qu'il traverse, l'arbre 110 présente un levier d'arme- ment 122. En temps de paix, les filtres 84, 87 sont protégés par leur enveloppe et stockés à leur place respective dans les caissons 81, 82. Les cames 111 ne sont pas armées et par conséquent, le cadre 112 est maintenu plaqué contre l'arbre 110 par les ressorts 116 Les filtres 84, 87 peuvent être facilement in- troduits et enlevés de leur caisson puisque le cadre 112 n' exerce aucune pression sur eux. En cas d'alerte, on enlève l'emballage 207 des filtres au moyen du dispositif à ouverture rapide (tirette 209) et on place à nouveau les filtres 84 I, 87 à leur place respective dans les caissons 81, 82 On procède alors à l'armement des cames 111 au moyen d'une clé d'armement agissant sur les leviers 122 pour faire pivoter l'arbre 110 d'environ un quart de tour Les cadres 112 se trouvent alors venir serrer les coffrages 201 des filtres 84, 87 comprimant, de ce fait, les joints 207 On ferme les caissons 81, 82 au moyen de cou- vercles étanches 95, 96. L'installation de filtration et d'assainissement d'air est aors opérationnelle et l'air doit suivre le trajet sché- matisé par les flèches 86, 88 et 91 (figure 3). En service, l'abri présente les caractéristiques de pro- tection suivantes: Dès que l'alerte est donnée, les futurs occupants de 1 ' abri peuvent pénétrer par les entrées 60 A, 60 B de l'abri et verrouiller les portes 40, 41 après avoir enlevé la protec- tion des filtres et procédé au verrouillage de ceux-ci comme indiqué ci-dessus. Si, par suite du bombardement l'une, seulement, des deux entrées-sorties 60 A ou 60 B se trouve hors d'usage, 1 ' autre reste disponible. Le ventilateur 55 et la valve de surpression 57 main- tiennent l'habitacle en surpression par rapport au sas d'environ 2 mbars Le sas est maintenu lui-même en surpression par rapport à l'extérieur d'environ 1 à 2 mbars, sur 1 ' ensemble valve de surpression-clapet anti-souffle 58. Cette cascade de surpressions permet de garantir l'étanchéité de l'habitacle aux gaz venant de l'extérieur ou du sas et celle du sas par rapport à l'extérieur permet de garantir son étanchéité par rapport aux gaz venant de l'extérieur Ces surpressions permettent en outre, d'évacuer l'air éventuelle- ment pollué introduit, par exemple au cours de l'ouverture du sas,pour procéder à une reconnaissance. La présence du dispositif de filtration 80 dans le sas 30 permet de protéger les occupants des radiations pouvant éma- ner des filtres et notamment du préfiltre et filtre absolu, dès que ceux-ci ont retenu une quantité sensible de poussiè- re radio-active. De plus, le stockage des filtres en temps de paix, dans les caissons 81, 82, les filtres étant protégés par un embal- lage pouvant entre retiré facilement et la facilité de manoeu- vre des systèmes d'arbres à cames, permet de préserver les filtres en temps de paix tout en facilitant leur mise en service pendant l'alerte Le dispositif d'arbres à cames permet un serrage rapide et efficace des filtres contre leurs Joints respectifs et oblige ainsi l'air extérieur à les traverser avant son admission dans l'habitacle 42. On va maintenant décrire, à l'appui de la figure 7, une variante de réalisation de l'installation décrite à l'appui des figures 1 et 2. L'abri 10 se présente également sous forme d'une galerie tubulaire Il comportant deux entrées-sorties 60 A, 60 B. Tout comme en figure 1, deux sas permettent d'isoler le volume intérieur 42 de l'extérieur Suivant la présente variante, un sas 30 A est associé à l'entrée 60 A et un sas B est associé à l'entrée 60 B Les sas 30 A et 30 B sont identiques aux sas 30, mais ne comportent pas de douche 77 de décontamination. Les références des divers éléments du sas 30 ont été conservées en figure 7, complétées par la lettre A ou B, selon qu'il s'agit d'éléments du sas 30 A ou d'éléments du sas 30 B. Suivant la forme de réalisation représentée en figure 7, un deuxième sas de décontamination secondaire ou final 300 A est intercalé entre le volume intérieur 42 et le sas 30 k. Comme précédemment, le sas 30 k comporte une porte étanche 40 qui, dans ce mode de réalisation, se trouve donc disposée entre le sas 30 k et le sas 300 A Le sas 300 A comporte une porte étanche 400 A identique à la porte 40 A, qui commande le volume intérieur 42 de l'abri 11. La porte 400 A comporte un système 440 A de verrouillage en trois points identiques à celui précédemment décrit à 1 ' appui de la figure 2 Des douches 770 k de décontamination sont disposées dans le sas 300 A. Ces dispositions, particulièrement avantageuses, permet- tent aux occupants de l'abri d'effectuer facilement des sorties de reconnaissance et de se décontaminer à la suite de celles-ci. En effet, si les deux entrées 60 A et 60 B ainsi que les sas 30 k, 30 B et dispositifs 80 A et 80 B de filtration d'air, sont intacts après l'explosion, le sas 30 A et la sortie 60 A sont utilisés pour toutes les sorties de reconnaissance. Au retour d'une telle sortie, les personnes ayant parti- cipé à cette sortie, pénètrent dans l'abri par l'entrée 60 . Une première décontamination, dite décontamination primaire, est effectuée, par des moyens connus de l'homme de l'art, dans le sas 30 A Cette décontamination a principa- lement pour but d'éliminer les particules et aérosols. Une fois cette première décontamination effectuée, les participants passent ensuite dans le sas 300 A et verrouillent la porte étanche 40 A Ils procèdent alors à la décontamination finale et à leur déshabillage Les douches 770 sont alors utilisées. Le débit des deux installations de ventilation des sas A et 30 B est envoyé dans les sas 300 et 30 A pendant les deux phases de la décontamination A cet effet,on obtu- re la sortie d'air 59 B du sas 30 B L'ensemble de la pression de l'abri s'élève sensiblement, et en particulier dans le sas 300 A Il y a donc augmentation du débit d'air dans ce sas, ce qui est très favorable à une décontamination finale optimale. Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais englobe toutes variantes d'exécution. il REVENDICATIONS 1 Installation de pressurisation et de filtration pour abri notamment à galerie tubulaire d'axe essentielle- ment horizontal, caractérisée en ce que l'installation comportant au moins une entrée-sortie ( 60 A) débouchant dans un sas d'entrée-sortie ( 30) en surpression par rapport à la pression extérieure normale, le sas est équipé, sur sa sortie ( 39) donnant vers l'extérieur, d'une porte ( 41) blindée et, sur celle ( 38) commandant le volume intérieur ( 42) de 1 ' installation, d'une porte étanche aux gaz ( 40), ledit volume intérieur étant en surpression par rapport aux sas et en ce que des caissons de filtration ( 81, 82) sont disposés dans les sas, chaque caisson de filtration comportant au moins un filtre absolu ( 84) et au moins un filtee au charbon actif ( 87). 2 Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les filtres ( 84, 87) sont serrés dans les caissons ( 81, 82) par des dispositifs d'arbres à cames ( 110,111,112). 3 Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que les filtres sont protégés en temps de paix par des emballages métalliques ( 207) à ouverture rapide ( 209), étanches et stockés dans lesdits caissons ( 81, 82). 4 Installation selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisée en ce que des douches de décontamination ( 77) sont installées dans le sas ( 30). 5 Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les portes du sas sont munies de dispositifs de verrouillage ( 44) en trois points ( 45, 46, 47) à commande centrale ( 48). 6 Installation selon l'une quelconque des revendications 301 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux entréessorties ( 60 A, 60 B) débouchant chacune dans un sas d' entrée-sortie ( 30 A, 30 B). 7 Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'au moins une troisième sas ( 300 A), dit de décontami- nation secondaire, est disposé entre un premier desdits sas d'entrée-sortie ( 50 A) et ledit volume intérieur ( 42). 8 Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que le troisième sas est équipé sur sa sortie vers le volume intérieur d'une porte étanche aux gaz ( 400 A). 9 Installation selon l'une quelconque des revendications 7,8, caractérisée en ce que le volume intérieur ( 42) est en surpression par rapport audit troisième sas ( 300 A) tandis que ce dernier est en surpression par rapport audit premier sas d'entrée-sortie ( 30 A). Installation selon l'une quelconque des revendica- tions 7 à 9, caractérisée en ce qu'au moins un second des- dits sas d'entrée-sortie ( 30 B) comporte une sortie d'air obturable ( 59 B).