Brevet FR2524605A1 — publié le 19831007

La présente invention concerne des éléments de protection contre l'incendie et en particulier, mais non exclusivement, de tels éléments souples. Un élément de protection contre l'incendie se- lon l'invention est un ensemble composite d'au moins trois matières ignifuges comprenant une matière réfléchissant la chaleur, une matière endothermique et une matière intu- mescente thermiquement. La matière réfléchissant la chaleur est disposée afin qu'elle forme la surface externe de l'élément de pro- tection, les matières qui conviennent étant les métaux ou leurs alliages, par exemple l'acier inoxydable ou l'alu- minium poli, capables de supporter les températures aux- quelles l'élément protecteur peut être soumis pendant uti- lisation La matière réfléchissant la chaleur peut avoir une épaisseur variable, allant de films ou feuilles métal- liques relativement minces à des feuilles métalliques net- tement plus épaisses suivant les caractéristiques de résis- tance mécanique que doit posséder l'élément protecteur contre l'incendie dans une application déterminée La sou- plesse, pour une épaisseur donnée de matière réfléchissante, peut être accrue par sélection convenable de la configura- tion de la matière réfléchissant la chaleur, la matière pouvant par exemple avoir un profil ondulé, par exemple sous forme d'ondulations séparées ou d'une hélice fermée. La matière endothermique, par exemple de l'hydrate d'aluminium, absorbe la chaleur par un changement d'état et elle est de préférence placée entre la matière réfléchis- sant la chaleur et la matière intumescente, sur un sup- port convenable, par exemple une matière fibreuse résistant au feu et imprégnée de la matière endothermique La matière de support a de préférence de bonnes caractéristiques d'iso- lation thermique et elle contribue à l'absorption de cha- leur de la couche intermédiaire Des matières de support qui conviennent sont notamment les fibres de carbone, les fibres d'amiante, les fibres céramiques et les fibres de verre La matière endothermique peut être fixée au support par un liant. La matière intumescente thermiquement peut être formée de l'un des constituants suivants 1 un composé carboné destiné à assurer la pré- sence d'une matière carbonisée, qui peut être soit un com- posé polyhydrique à teneur élevée en carbone (tel que l'ami- don, des sucres, le pentaérythritol), soit un composé aro- matique qui peut se polymériser en prenant une structure en échelle (par exemple l'ortho et la paranitroaniline). 2 Un composé spumescent qui provoque la trans- formation du composé carboné en matière carbonisée et en mousse, habituellement un acide minéral (par exemple l'aci- de borique, phosphorique ou sulfurique) ou un composé qui, par décomposition, forme un acide minéral (par exemple les phosphates mono et diammoniques, les phosphates, la mélamine, l'urée, le bisulfate de paranitroaniline). 3 Un agent porogcne Celui-ci peut être formé par décomposition du composé spumescent ou, dans une va- riante, un composé peut être ajouté afin qu'il dégage un gaz ininflammable tel que l'ammoniac, l'anhydride carboni- que ou l'acide chlorhydrique (par exemple l'urée, la méla- mine et les paraffines chlorées). 4 Un adjuvant capable de former une matière carbonisée (par exemple une résine phénol-formaldéhyde, une résine urée-formaldéhyde) peut aussi être ajouté au système. La matière intumescente peut être mélangée à un élastomère, par exemple un polyacrylate ou un caout- chouc chloré. Les éléments de protection contre l'incendie selon l'invention ont un certain nombre d'applica- tions tels que les revêtements protecteurs des tuyauteries souples utilisées pour le transport des fluides inflam- mables, notamment les carburants, le pétrole, divers com- posés chimiques, et des câbles dans lesquels l'élément de protection contre l'incendie peut être appliqué séparément, par exem- ple par enroulement autour de la tuyauterie souple ou du câble ou peut être formé solidairement avec la tuyauterie j' souple ou le câble, par exemple dans des constituants de rideaux pare-feu, dans des vêtements protecteurs, etc. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel la figure unique est une coupe longitudinale d'une tuyauterie souple comprenant un élément de protection contre l'incendie selon l'invention. La tuyauterie souple 1 représentée sur le dessin est destinée au transport du pétrole à pression élevée, et elle comporte un revêtement interne 2 d'une matière élastomère résistant aux hydrocarbures, par exemple d'une composition à base de caoutchouc nitrile, une structure 3 d'armature, par exemple des câblés tressés d'acier enro- bés dans un liant polymère,-collée au revêtement interne 2, et un élément 4 de protection contre l'incendie capable de supporter des températures élevées telles que 7000 C dans des flammes libres pendant 30 min. L'élément 4 de protection contre l'incendie comporte trois couches 5, 6 et 7 de matières ignifuges. La couche interne 5 est une couche de caoutchouc chloré, par exemple de néoprène, de polyéthylène chloré, contenant des substances chimiques intumescentes thermiquement, par exemple l'amidon et le polyphosphate d'ammonium, conte- nant des agents porogènes tels que l'urée, la mélamine, et collée à la structure 3 d'armature La couche externe 7 est un manchon métallique poli de profil ondulé ayant plu- sieurs ondulations séparées donnant une certaine souplesse à la tuyauterie terminée La couche centrale 6 est une couche d'une nappe de fibres céramiques imprégnée d'une pâte d'hydrate d'aluminium. Lors de l'utilisation, lorsqu'un incendie se déclare au voisinage de la tuyauterie souple, le manchon métallique poli formant la surface externe de la tuyauterie souple réfléchit la chaleur de l'incendie jusqu'à ce que la surface s'oxyde ou noircisse sous l'action de la fumée, et la chaleur du feu est ensuite transmise par le manchon métallique vers la couche centrale 6 dont la température augmente si bien que l'hydrate d'aluminium se dissocie par absorption de chaleur et dégage un grand volume d'eau qui exerce un effet de refroidissement sur la tuyauterie souple L'absorption de chaleur augmente lorsque l'eau est ensuite chauffée et se transforme finalement en va- peur d'eau Le support qui est formé de fibres céramiques dans l'exemple considéré, a de bonnes caractéristiques d'isolation thermique et il contribue à l'absorption de chaleur par la couche intermédiaire Enfin, lorsque la température augmente encore dans la tuyauterie souple, la couche 5 de caoutchouc chloré contenant les matières intumescentes, se gonfle et se carbonise en formant un nid d'abeilles isolant protecteur final autour de l'inté- rieur de la tuyauterie souple. Il faut noter d'après la description qui pré- cède du fonctionnement de l'élément de protection contre l'incendie, que la combinaison des trois types de matières ignifuges, assurant successivement une lutte contre l'aug- mentation de température du milieu environnant, comme dans le cas du déclenchement d'un incendie, par mise en oeuvre de différents procédés, c'est-à-dire une réflexion, une absorption et une isolation, constitue un élément protec- teur particulièrement efficace, capable de supporter des températures plus élevées que les matières utilisées seules pour la protection contre l'incendie. Un autre avantage de l'élément de protection contre l'incendie selon l'invention est qu'il est impermé- able aux fluides (liquides ou gaz) qui sont transportés grâce au manchon métallique externe En conséquence, la matière transportée ne peut pas fuir même lorsque l'aug- mentation de température est suffisante pour que l'augmen- tation de température se transmette à travers l'élément protecteur et provoque une défaillance de la structure 3 d'armature et du revêtement interne 2. REVENDICATIONS 1 Elément souple de protection contre l'incendie, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble composite d'au moins trois matières ignifuges ( 5, 6, 7) comportant une matière ( 7) réfléchissant la chaleur, une matière endothermique ( 6) et une matière intumescente thermiquement ( 5). 2 Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière réfléchissant la chaleur ( 7), telle qu'un métal ou un alliage métallique, forme la face externe de l'élément ( 4) de protection contre l'incendie lors du fonctionnement, et la matière endothermique ( 6) telle que l'hydrate d'aluminium, est placée entre la matière ( 7) réfléchissant la chaleur et la matière intumescente ther- miquement ( 5) qui forme la surface interne de l'élément de protection contre l'incendie pendant l'utilisation. 3 Elément selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la matière réfléchissant la cha- leur ( 7) a un profil sinueux et est par exemple sous forme d'ondulations séparées ou d'une hélice. 4 Elément selon la revendication 2, caractérisé en ce que la matière endothermique ( 6) est supportée par un support choisi dans le groupe qui comprend les fibres de carbone, les fibres d'amiante, les fibres céramiques et les fibres de verre. Elément selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que la matière intu- mescente ( 5) contient un composé carboné et un ou plu- sieurs composés spumescents, un agent porogène et un adju- vant capable de former une matière carbonisée. 6 Elément selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que la matière intu- mescente ( 5) est mélangée à un élastomère. 7 Elément selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que la matière réflé- chissant la chaleur ( 7) est imperméable aux fluides. 8 Objet manufacturé, caractérisé en ce qu'il com- prend un élément souple de protection contre l'incendie selon l'une quelconque des revendications précédentes. 9 Tuyauterie souple et imperméable aux fluides, destinée au transport d'un fluide et ayant un revêtement interne d'une matière élastomère, une structure d'arma- ture entourant le revêtement interne et un organe externe de recouvrement entourant la structure d'armature, carac- térisée en ce que l'organe externe de recouvrement est un élément souple de protection contre l'incendie ( 4) qui cam- prend une couche externe ( 7) d'une matière réfléchissant la chaleur et imperméable aux fluides, une couche interne ( 5) d'une matière intumescente thermiquement mélangée à un élastomère, et une couche intermédiaire ( 6) d'une ma- tière endothermique placée entre les couches interne et externe ( 7, 5). Tuyauterie souple selon la revendication 9, caractérisée en ce que la structure d'armature ( 3) est collée au revêtement interne ( 2) et à la couche interne ( 5) de l'élément ( 4) de protection contre l'incendie.