Brevet FR2654941A1 — publié le 19910531

La présente invention a pour objet un dispositif permettant de détecter un incendie dans une zone ou enceinte soumise à un risque de surchauffe ou d'incendie. L'invention s'applique en particulier à un tel dispositif destiné à la détection des incendies dans un véhicule tel qu'un autobus articulé. Dans le cas des autobus, en particulier, on a constaté des incendies dus à l'échauffement de parties mécaniques du véhicules tel que l'embrayage. Dans le cas des autobus articulés dont la longueur peut aller jusqu'à 24m et dont le moteur est situé à l'arrière, il faut pouvoir surveiller l'ensemble des éléments critiques du moteur afin de détecter tout échauffement anormal afin de déclencher une alarme avant qu'un incendie ne se déclare. Dans le cas d'un moteur à turbocompresseur, il est désirable de surveiller la température en plusieurs endroits différents tels que le radiateur, l'alternateur, le démarreur, les tubulures d'échappement et le turbocompresseur. Par ailleurs, il est désirable de surveiller d'autres zones sensibles telles que les armoires électriques, la boîte de vitesses ou l'embrayage. On peut, de manière classique, utiliser un capteur pour chaque point sensible de chaque zone à surveiller, mais cela nécessite de nombreux détecteurs qui doivent pouvoir résister aux conditions particulièrement difficiles qui règne par exemple dans un compartiment moteur. Cela conduit donc à des solutions complexes et onéreuses. L'invention a pour objet un détecteur d'échauffement ou d'incendie qui permet de surveiller un nombre important de points dans une enceinte donnée, qui est de réalisation simple et de faible prix de revient. Le détecteur d'incendie selon l'invention est notamment remarquable en ce qu'il est constitué d'au moins une boucle en fibre optique fusible telle qu'une fibre optique plastique traversant ladite zone ou enceinte, alimentée à une de ses extrémités par une source de lumière et dont l'autre extrémité est reliée à un détecteur de lumière propre à chaque boucle, ladite source de lumière et ledit ou lesdits détecteurs de lumière étant disposés à l'extérieur de ladite zone ou enceinte, et d'un générateur d'alarme actionné par la détection de la suppression et/ou d'une variation de la lumière reçue par ledit détecteur de lumière. La boucle de surveillance ainsi réalisée est disposée dans l'enceinte à surveiller de manière à passer dans tous les points sensibles et elle permet donc de remplacer un nombre important de détecteurs individuels. Par ailleurs, en choisissant les caractéristiques de la fibre optique fusible utilisée, c'est-à-dire essentiellement son point de fusion, on peut également détecter une température anormale par variation de la lumière transmise car, les fibres optiques fusibles lorsqu'elles sont soumises à une température inférieure à la température de fusion mais proche de celle-ci, se déforment progressivement ce qui crée une atténuation dans la transmission de la lumière. Lorsque la fibre optique fusible est soumise à une température égale ou supérieure à sa température de fusion, elle fond rapidement et la transmission de la lumière est alors totalement interrompue. Par ailleurs, la boucle en fibre optique est facile à mettre en place, il suffit de la faire passer à une distance prédéterminée de chaque organe à surveiller. Vu son faible coût, la fibre optique peut être changée à chaque fois qu'elle a fourni une alarme et également de manière périodique au cours des opérations d'entretien. Avantageusement, le signal d'alarme fourni par le générateur d'alarme est mémorisé, par exemple en utilisant un relais à auto-alimentation. Grâce à ces dispositions, on évite que le signal disparaisse dans le cas où après fusion de la fibre, la flamme de l'incendie peut illuminer l'extrémité de la fibre optique et créer une lumière dans celle-ci qui sera détectée par le détecteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le générateur d'alarme agit de manière automatique sur un extincteur disposé dans la zone ou enceinte à surveiller. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit d'un exemple de réalisation de l'invention, faite en se référant aux dessins ci-annexés sur lesquels - la figure 1A est un schéma d'un dispositif de détection d'incendie dans un véhicule de transport en commun ; - la figure 1B est un schéma d'une variante du dispositif de détection pourvu de moyens de temporisation au déclenchement ; - la figure le représente un diagramme de temporisation correspondant au dispositif représenté sur la figure 1B ; - la figure 2 est un schéma montrant les différents points sensibles du compartiment moteur du véhicule ;; - la figure 3 montre un exemple pratique du cheminement de la boucle de fibre optique dans un compartiment moteur, et - la figure 4 représente une gaine support de fibre optique. La figure 1 illustre de manière schématique le principe de l'invention. Un certain nombre de boucles de détection constituées par une fibre optique fusible, deux dans l'exemple représenté repérées 1 et 2, sont disposées chacune dans une enceinte ou une zone à surveiller. Ces deux boucles de détection optiques sont reliées chacune à un bloc 3 disposé à l'extérieur des enceintes à surveiller et sur lequel viennent se raccorder les boucles 1 et 2 de fibre optique. Ce bloc 3 comporte au moins une source de lumière qui illumine des extrémités de chacune des boucles de détection et un détecteur de lumière différent pour chaque boucle et recevant l'autre extrémité de cette dernière. Chaque détecteur émet un signal en cas de détection d'une variation ou de l'interruption de la lumière reçue, ce qui est schématisé par les sortie S1 et S2.Dans l'exemple représenté, ce bloc 3 est en fait un émetteur-récepteur photoélectronique alimenté par un régulateur de tension 4 à partir de l'alimentation électrique du véhicule de transport en commun tel qu'un autobus articulé, les bornes positive et négative de cette alimentation sont repérées respectivement en 5 et 6. Un fusible de protection 7 est prévu en amont du régulateur de tension 4. Un interrupteur 8 est disposé dans le circuit de masse de l'alimentation du régulateur de tension 4 cet interrupteur 8 n'est fermé que lorsque le moteur tourne ; il peut par exemple être associé au contact de mise à la masse du manomètre d'huile. On peut également prévoir un tel interrupteur dans la ligne positive d'alimentation du régulateur 4, cet interrupteur est alors relié à la borne de sortie de l'alternateur. Selon une autre possibilité, cet interrupteur est associé à la pompe de carburant. Le bloc émetteur récepteur photoélectronique 3 comporte une source de lumière qui peut être commune à toutes les boucles et qui illumine une des extrémités de chaque boucle. Par ailleurs, pour chaque boucle, on dispose à l'autre extrémité un détecteur photoélectrique associé à un générateur d'alarme spécifique pour chaque boucle. Dans l'exemple représenté, les signaux S1 et S2 fournis par les boucles 1 et 2 sont envoyés chacun sur un relais 11 respectivement 12 qui commande par une ligne d'alimentation 13 respectivement 14 un ou plusieurs circuits d'alarme, deux dans l'exemple représenté à savoir une alarme lumineuse sur le tableau de bord 15 et 16 et une alarme sonore 17 et 18. Selon une caractéristique de l'invention, on prévoit également la commande automatique d'un extincteur disposé dans l'enceinte surveillée correspondante par les lignes 19 et 20. De plus, pour éviter la suppression du signal d'alarme dans le cas où une flamme illuminerait l'extrémité rompue par fusion de la boucle optique dans la zone à surveiller, le signal d'alarme fourni par chaque générateur d'alarme est mémorisé ; dans l'exemple représenté, ceci est obtenu au moyen d'un contact supplémentaire 21 ou 22 d'auto-maintien alimenté par la ligne négative d'alimentation. Dans tous les cas, le détecteur d'incendie fonctionne lorsque le moteur est lancé. Si l'on désire que ce détecteur fonctionne également lorsque le moteur ne tourne pas, on interpose entre le régulateur 4 et le bloc 3 un élément permettant d'absorber la chute de tension provoquée par l'appel de courant important du démarreur. En effet une forte chute de tension se traduirait dans le bloc 3 par une fausse détection de variation de. lumière. Cet élément absorbant ladite chute de tension peut par exemple être constitué par un filtre électrique constitué d'une diode disposée dans la ligne positive et d'un condensateur de capacité importante monté en parallèle sur les lignes d'alimentation en amont de ladite diode. Une autre solution consiste à temporiser le déclenchement du signal d'alarme. Cette dernière solution est décrite sur la figure 1B et 1C. Sur la figure 1B, dans un but de simplification du schéma, les lignes d'alimentation et les circuits d'alarme reliés aux relais 11 et 12 n'ont pas été représentés. Une temporisation T1, respectivement T2 peut être interposée entre la sortie S1, respectivement S2 et le relais 11, respectivement 12. Associées à la suppression de l'interrupteur 8, ces temporisations permettent la détection même lorsque le moteur est arrêté. Avantageusement, ces temporisations seront réglables, la durée t pouvant varier entre 1 et 30s. Sur le diagramme correspondant à la temporisation représenté sur la figure 1C, la tension U56 correspond à la tension entre les bornes positive et négative 5 et 6 de l'alimentation électrique, U(S1) la tension de sortie et U(11) la tension d'alimentation du relais 11 ; ces tensions sont représentées en fonction du temps. Le dispositif de détection d'incendie qui vient d'être décrit fonctionne en tout ou rien ; selon une autre réalisation de l'invention, on utilise des dispositifs détecteurs fournissant un signal pour toute variation la lumière reçue ; en effet, dans le cas d'un échauffement lent par exemple, la boucle optique n'est pas rompue immédiatement mais la fibre optique commence par se ramollir avant de fondre et pendant cette première phase, ses qualités optiques sont altérées ce qui entraîne un affaiblissement de la lumière reçue par le détecteur photoélectrique.Si on utilise un détecteur photoélectrique analysant une variation de lumière, on peut détecter plus rapidement un échauffement anormal d'un point à surveiller et le signal qui sera alors fourni en cas de variation de la lumière n'agira par exemple que sur les dispositifs d'alarme, de manière que l'utilisateur puisse réagir avant le début d'un incendie éventuel. En parallèle, on peut prévoir un fonctionnement automatique d'un extincteur lorsque la lumière disparait complètement, c ' est-à-dire lorsque la fibre optique fond très rapidement sous l'effet d'une flamme. On peut ainsi par exemple prévoir, en fonction des caractéristiques de la fibre optique, une déformation correspondant à une température de 100" et un déclenchement de l'extincteur pour une fusion de la fibre qui a lieu pour une température supérieure à 1400. Dans ce cas, on pourra prévoir un dispositif de calibrage de la fibre optique que l'on utilisera lorsque l'on mettra en place une nouvelle fibre par exemple lors d'une opération d'entretien ou après un incident. Bien entendu, le détecteur optique possédera alors une possibilité de réglage de la sensibilité de détection d'une variation de lumière. La figure 2 est un exemple de mesure faite dans un compartiment moteur d'un véhicule de transport en commun pour une température extérieure de 15"C. Dans ce compartiment moteur 31 on a mesuré en fonctionnement normal, une température de 82 C sur la nourrice du radiateur 32, une température inférieure à 77 C au niveau de l'induit du démarreur 33, une température comprise entre 77 et 82"C dans la commande électrique du démarreur 34 et dans le nez du démarreur 35.La température du carter du moteur prise par exemple en deux points 36 est comprise entre 77 et 82"C, la température de l'alternateur 37 est comprise entre 77 et 120 en fonction du type d'alternateur utilisé ; on a mesuré également la température d'ambiance à 15 centimètres au dessus du turbocompresseur 38 du moteur qui est de 82 à 88 C et on a également mesuré la température d'ambiance à 8 centimètres au dessus des tubulures d'échappement 39, cette température est la même que pour celle mesurée pour le turbocompresseur. Enfin on a mesuré la température ambiante dans le compartiment d'un moteur et cette température ambiante est inférieure à 77"C. La figure 3 représente un dispositif d'essai qui a été utilisé pour surveiller le compartiment moteur 31 ; on voit que la boucle du circuit optique 41 passe tout d'abord par la pompe à injection 42 puis elle passe au voisinage du démarreur, de l'alternateur, du turbocompresseur et des tubulures d'échappement avant de retourner dans un dispositif de contrôle 43 utilisé à titre expérimental et qui était disposé à l'extérieur du compartiment moteur 31 ; ce dispositif de contrôle comportait un détecteur photoélectrique 44 de longueur d'onde utile 650 nm, associé à un disjoncteur 45 et à un compteur 46. Ce dispositif a été utilisé pour tester le dispositif détecteur d'incendie selon l'invention. La fibre optique utilisée est une fibre en matière plastique du type PMMA (Polyméthacrylate de méthyle) de diamètre 1 mm dont les caractéristiques étaient les suivantes : jusqu'à une température de 100" appliquée ponctuellement il n'y avait pas de changement détectable de la fibre optique et le détecteur photoélectrique ne déclenchait pas d'alarme ; lorsque la température passait de 100 à 1300C la fibre changeait d'aspect, elle se ramollissait et pour une température de 140"C il y a déformation et destruction de la fibre optique ce qui entraîne une alarme instantanée. La fibre optique est avantageusement disposée dans une gaine spéciale de protection qui lui permet d'assurer sa formation de capteurs tout en la protégeant des agressions mécaniques accidentelles (pincement, torsion, etc..). Cette gaine doit également maintenir la fibre optique pour qu'elle soit disposée exactement aux emplacements voulus pour la détection. On peut avantageusement utiliser une gaine ajourée telle que celle représentée sur la figure 4 où l'on voit la fibre optique 51 fixée dans une gaine 52 qui est ajourée de manière à présenter une fenêtre en spirale 53 dont le pas est avantageusement de l'ordre du cm ; cette gaine comporte des points de fixation 54 qui permettent de positionner la fibre optique aux endroits désirés. Le boîtier émetteur récepteur 3 qui est commun à toutes les boucles de détection est fixé dans le véhicule de manière à être totalement immobilisé et protégé des vibrations ; ce boîtier sera évidemment étanche. Selon un mode de réalisation, le boîtier utilise des circuits logiques de type TTL, les signaux fournis en S1 et S2 étant donc à des niveaux compatibles avec cette technologie TTL. Chaque boucle de surveillance sera reliée au boîtier émetteur-récepteur 3 au moyen d'une embase active double, de préférence de type vissé et les éléments de connectique utilisés seront de même nature que le boîtier afin d'éviter au maximum l'effet de la dilatation créée par la température. I1 est désirable de prévoir des fibres optiques dont la durée de vie soit de 10000 heures. On peut obtenir de telles fibres optiques pour un prix faible (environ 10 F le mètre). dans ces conditions, il est prévu de changer la fibre optique à chaque visite périodique d'entretien du véhicule. L'invention permet d'obtenir un dispositif de détection d'incendie et de faible prix de revient, qui est facile à installer et qui peut même être changé régulièrement. De plus, il est possible d'obtenir une double fonction, à savoir une fonction de détection de température anormale avec alarme pour le conducteur qui peut alors vérifier la zone pour laquelle l'alarme a été signalée et la détection d'incendie pour laquelle en plus du signal d'alarme il y a déclenchement automatique d'un dispositif extincteur. On peut évidemment associer une boucle à toutes les zones sensibles d'un système tel qu'un véhicule de transport en commun, à savoir, la boîte de vitesses, l'embrayage ou un coffret électrique. L'invention a été décrite en application à un véhicule de transport en commun mais il est évident qu'elle s'applique également à la détection d'incendie dans tout système comportant une ou plusieurs zones bien délimitées à surveiller, une boucle étant affectée à chaque zone. REVENDICATIONS 1) Détecteur d'incendie dans une zone ou enceinte soumise à un risque de surchauffe ou d'incendie, caractérisé en ce qu'il est constitué d'au moins une boucle (1, 2) en fibre optique fusible, traversant ladite zone ou enceinte à surveiller, alimentée par une de ses extrémités par une source de lumière (3) et dont l'autre extrémité est reliée à un détecteur de lumière (3) propre à chaque boucle, ladite source et le ou lesdits détecteurs de lumière (3) étant disposés à l'extérieur de ladite zone ou enceinte, et d'un générateur d'alarme (11, 12) actionné par la détection de la suppression et/ou d'une variation de la lumière reçue par ledit détecteur de lumière. 2) Détecteur d'incendie selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal fourni par le générateur d'alarme (11, 12) est mémorisé. 3) Détecteur d'incendie selon la revendication 2, caractérisé en ce que le générateur d'alarme comporte un relais à auto-alimentation (11, 12). 4) Détecteur d'incendie selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le générateur d'alarme (11, 12) agit de manière automatique sur un extincteur disposé dans la zone ou enceinte à surveiller. 5) Détecteur d'incendie selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le détecteur de lumière est un détecteur à seuil. 6) Détecteur d'incendie selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la fibre est placée dans une gaine (52), de préférence ajourée. 7) Détecteur d'incendie selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, utilisé pour des véhicules à moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il n'est activé que pendant le fonctionnement dudit moteur. 8) Détecteur d'incendie selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est associé au manomètre de pression d'huile. 9) Détecteur d'incendie selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, utilisé pour des moteurs à combustion interne, caractérisé en ce qu'il est activé même si le moteur ne tourne pas et en ce qu'il est alimenté par le réseau d'alimentation électrique du véhicule par l'intermédiaire d'un élément absorbant les chutes de tension. 10) Détecteur d'incendie selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, utilisé sur des véhicules à moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il est activé même si le moteur ne tourne pas, en ce qu'il est alimenté par le réseau d'alimentation électrique du moteur et en ce que son déclenchement est temporisé.