Brevet FR2672223A1 — publié le 19920807

DISPOSITIF DU TYPE CANON A BRUMISER DESTINE A LA LUTTE ET LA PREVENTION DES INCENDIES ET DES POLLUTIONS La lutte contre les incendies de forêts, dbydrocarbure ou urbains, est toujours basée pour la majeur partie des cas sur l'utilisation de lance à eau ou de canon à eau. Ces lances et canon à eau, présentent néanmoins des inconvénients. Ils se caractérisent par des débits en eau très élevés (de 250 lEmn jusqu'à 3 000 lssmn) et la structure de leurs jets offrent un angle sdide très faible. De fait, pour couvrir une surface enflammée importante, on est amené à manoeuvrer ces lances ou canons en rotation et en site pour couvrir au plus vite la suface enflammée. Il ressort de cette manoeuvre que le volume d'eau distribué sur le foyer est très supérieur à celui réellement nécessaire à l'extinction du feu.Cette situation se traduit par un effet de noyage qui, lors des incendies urbains ou industriels génère des dégâts des eaux importants dans les zones non atteintes par l'incendie et permet souvent aux pollutions et s ou hydrocarbures de migrer dans les milieux environnant. De plus, lors de la projection d'eau par une lance ou un canon, L'effet mécanique du jet est très néfaste tant pour la sécurité des personnels que pour les structures qu'il atteint. Ces inconvénients deviennent des handicaps lors de la lutte contre les incendies de forêts. En effet, quelques minutes suffisent pour qu'il soit impossible d'arrêter un feu de forêt. En effet, les courants de convections et de radiations thermiques (principalement les rayonnements infrarouge) prVdisposent la forêt à brûler en déclenchant à distance chez les végétaux un "dégazement" de terpènes (substance gazeuse très vdatile vaporisée par les végétaux). Le Le mécanisme de vaporisation d'essences sous forme gazeuse est déclenché en faible quantité par l'élévation de la température et le rayonnement infrarouge solaire et en grande quantité par le puissant rayonnement infrarouge émis par les feux de foret, (le végétai, n'étant pas capable de faire la différence), conditionne "sans le savoir" sa destruction rapide par le feu. Les feux de forêt sont essentiellement des "feux de gaz" et partiellement des "feux de bois". Leur vitesse de propagation peut atteindre et même dépasser 100 m à la minute avec des flammes de plusieurs dizaines de mètres de hauteur et des fronts de feu de plusieurs kms à développement quasrexponentiel. C'est pourquoi, il est nécessaire de présenter la plus grande surface d'eau possible afin d'avoir le meilleur rapport d'échange thermique possible. de créer un écran anti-radiation thermique et augmenter la surface de contact tant avec les flammes qu avec les végétaux Les lances et canons à eau traditionnels utilisés avec un jet "bâton" permettent de pénétrer au sein de la végétation. mais la surface atteinte par le jet est très faible et de plus ce type de jet est un gros consommateur d'eau. Une autre solution consiste à utiliser ces mêmes lances et canons un let du type diffusé ou pulvérisé. Mais dans ce cas si la surface mouillée est plus importante. la portée de ce type de jet est limité à quelques mètres ce qui le rend incompatible pour une lutte efficace contre le front de flammes. Voilà pourquoi les matériels $traditionnels" de lutte se révèlent souvent inadaptés et impuissants pour lutter contre les feux de forêt. La solution idéale consiste à utiliser un fluide bru misé ou brumo-pulvérisé qui permet d'obtenir un brouillard ou un aréosol en grande quantité et de pouvoir le projeter à grande distance, tel que préconisé par le brevet n' 87 18201. En effet, le fluide bru misé a l'avantage de former un volume dans les trois dimensions composé de myriades de gouttelettes d'eau en suspension sur des hauteurs dépassant la cîme des arbres. Cette forme "nuageuse" permet d'absorber une très grande quantité d'énergie caiorifique en se vaporisant plus facilement en optimisant l'échange thermique dans un rapport surface l volume nettement plus performant qu'avec les vecteurs classiques.Cette forme nuageuse permet aussi de présenter deux barrages successifs aux rayonnements infrarouges ; le premier par les gouttelettes en suspension dans l'air et le deuxième par la vapeur d'eau issue de ces mêmes gouttelettes une fois évaporées. On sait que la vapeur d'eau est un bon écran. devient une barrière qui stoppe une grande partie des rayonnements. notamment le rayonnement infrarouge tout en présentant une surface d'échange par m3 d'eau bru misée de 1 000 à 10 000 fois supérieure à la surface d'échange présentée au feu par m3 d'eau projeté avec une lance classique. Cette présentation est d'autant plus efficace que le vent est violent. en transportant le nuage d'eau brumisée de plus en plus loin à l'avant du feu, il se fait l'allié du système et permet de protéger une étendue de forêt de plus en plus grande et crée un obstacle infranchissage pour le feu et l'efficacité du nuage bru misé est renforcé par l'incorporation éventuelle d'adjuvants (retardants. moussants. inifugeants). Pour utiliser la solution préconisée par le brevet N' 87 18201 dans la lutte mobile contre les incendies. il était nécessaire de trouver un vecteur capable de produire de très grandes quantités d'aérosol. La solution technique réside dans la mise en place d'un ensemble autonome qui permet de générer un aérosol ou un brouillard en grosse quantité à partir de la projection d'un liquide sous pression (eau avec d'éventuels adjuvants) dans un courant d'air à grande vitesse produit par une turbine. Cette solution technique constitue un vecteur permettant d'utiliser les avantages du brevet n' 87 18201 qui préconise l'emploi d'un fluide bru mise pour lutter contre les incendies et les pollutions, L'emploi de ce dispositif mobile pour lutter contre l'incendie et la pollution est novateur sur plusieurs points - la projection d'un brouillard permet d'une part de réduire les consommations en liquides dans des proportions considérables. - les surfaces traitées sont très supérieures à celles traitées par les lances, - les turbulences provoquées par le souffle de la turbine agitent le feuillage des végétaux et permet une répartition du liquide au sein des végétaux les plus denses. Afin de pouvoir projeter a grand distance ce brouillard de particules de liquide on utilise une turbine à air. qui va créer un souffle d'air suffisamment puissant pour mettre en suspension et transporter à grande distance, les particules de liquide ou de poudre ainsi émises. Ce dispositif est destiné à être utilisé principalement contre les incendies de forêts, les incendies d'hydrocarbures et de gaz ainsi que les pollutions sous formes gazeuses ou en aérosol. II faut noter que le système est utilisable en mode préventif et curatif. Ce système est destiné à projeter des liquides ou des solides pulvérulents additionnés ou non d'additifs. doués de propriétés extinctrices ou ignifugeantes. Ce procédé peut être utilisé dans la mise en place de barrière anti-feu au sein d'une végétation ou d'un site industriel. Dans ce type de mission, on peut renforcer l'action de la turbine par l'adjonction d'un produit moussant se transforme alors en un canon à mousse. Ce dispositif permet dans le cadre de la lutte contre les pollutions atmosphériques ou marines, d'origines liquide ou solide, minérale ou organique, radioactive ou non. La projection à grande distance d'eau ou de liquides appropriés sous forme aérosols ou solides pulvérisés afin de contenir, de fixer, neutraiiser et précipiter sous phase solide ou condensée les polluants atmosphériques. Ce dispositif permet d'inhiber par voies chimiques et physiques de nombreux polluants. Ce dispositif peut être utilisé pour l'humidification de très grandes surfaces, dans la mesure où son principe de fonctionnement permet par les turbulences engendrées de déposer une faible quantité d'eau sur les végétaux et de laisser un volume aérosol important en suspension autour des végétaux å protéger, évitant ainsi un 'stress hydrique" destructeur. Le dispositif permet d'humidifier économiquement en complément d'irrigation. L'avantage du dispositif c'est qu'il permet de produire un aérosol, non détrempeur, contrairement aux autres procédés du type aspersion ou pulvérisation. Ce dispositif peut être utilisé pour climatiser en humidifiant et refroidissant l'environnement d'une grande zone poussièreuse et desséchée. Ces zones peuvent-être constituées par des foires, stades, camping, golf, place jardin, parcs publics ou privés. rues hall de gare, station de métro. usines, grands magasins. carrières. Le réglage en brumisation fine de 10 a 800 microns permettra l'humidification et le refroidissement de l'environnement des sportifs et spectateurs, des visiteurs, des exposants tout en précipitant les poussières contenues dans l'air et en empêchant celles au sol de se mettre en suspension. II est même possible et souhaitable d'injecter des produits odorants natureis ou artificiels afin de parfumer l'atmosphère avec l'odeur souhaitée. Ce système aura donc un effet de climatiseur antipoussière et odorisateur. Ce dispositif de par sa conception peut être utilisé dans les opérations de maintien de l'ordre ou d'opérations militaire. II peut projeter à grande distance des aérosols constitués de produits irritants, lacrymogènes, toxiques ou incapacitants. Dans ce cadre, il présente un avantage indéniable car on peut stocker et transporter deux produits chimiques différents qui individuellement ne présentent aucun risque toxicologique. mals qui mélangés. réagissent chimiquement pour donner un composant toxique. A ce stade, on injecte séparément dans le corps de la turbine les deux produits qui en ressortent sous formes d'aérosols et la réaction chimique se produit dans le nuage projeté bien au-delà de la turbine. La présente invention permet la transformation de produits peu ou pas toxiques en aérosols très dangereux. La turbine permet de projeter une faible quantité de produit sous un très grand volume et donc d'optimiser l'action de ceux-ci. Ce dispositif à l'avantage d'être polyvalent puisqu'il peut être utilisé dans le processus Inverse. c'est à dire, en tant que vecteur d'aérosols décontaminant. Quelques dizaines de véhicules équipés de ce dispositif chargés avec des produits adéquats pourraient créer une barrière suffisamment efficace pour empecher la pénétration sur un secteur donné de gaz ou produits chimiques. Un seul appareil pourrait produire de 45 à 100 000 m38h d'aérosols avec des consommations variant de 1 à 40 m31h selon l'utilisation. Ce même dispositif peut être utilisé dans les opérations de désinfection de grande amplitude, il suffit donc de projeter avec la turbine une solution aqueuse ou non pourvue d'effets antiseptiques ou désinfectants. Ce dispositif peut constituer un ensemble autonome destiné à équiper soit des postes fixes, ou des engins mobiles, véhicules terrestres ou des aéronefs à voilure fixe ou tournante. Il est constitué d'un groupe moteur thermique entratnant soit une transmission mécanique, soit une centrale hydraulique fournissant la puissance à la turbine ainsi qu'à la pompe à eau, toutes les fonctions hydrauliques sont commandées manuellement ou électriquement. Ce dispositif est différent du dispositif présenté dans la demande de brevet n 90 02986 du 2 mars 1990 en ce qu'il évite d'avoir l'obligation de réaliser une mécanique complexe. En effet, on peut lire sur cette demande de brevet n 90 02986 du 2 mars 1990, page 2, ligne 34 et 35 : dans l'axe de la turbine se trouve un canon à eau (A) qui sert d'axe de rotation à la ou aux hélices" et page 3 ligne 9: "sur le canon à eau (A) un moyeu (C) monté sur roulement à bille est positionné. Ce moyeu (C) accueille la ou les hélices". Ce montage s'avère complexe, fragile onéreux. D'une part le nouveau dispositif n'a plus besoin d'avoir un canon à eau ou à mousse servant d'axe de rotation à la ou aux hélices, et d'autre part, il se transforme en canon à mousse, débit par la simple adjonction de produit moussant dans les circuits. La turbine est caractérisé par la mise en place au moins d'une hélice disposée dans une enveloppe qui assure la canalisation de l'air aspiré et l'éjection du mélange airîaérosol. L'entraÎnement du rotor de l'hélice est réalisé soit par un moteur hydraulique ou soit par une transmission mécanique traditionnelle. Ladite turbine est positionné sur un support autorisant trois degrés de liberté; - rotation anglulaire, - translation verticale permettant l'escamotage de la turbine, - réglage de site positif ou négatif. Les fonctions de mouvements de la turbine peuvent être commandés par des distributeurs manuels ou électro-hydrauliques avec télécommande en cabine ou extérieur ou par radiocommande. Ce dispositif est équipé de buses à turbulence en nombre suffissant pour saturer la veine d'air, disposées à l'intérieur de l'enveloppe, soit dans des plans parallèles à I'axe de la turbine, soit dans des plans perpendiculaires à I'axe de la turbine. L'alimentation séparée de certaines buses et plusieurs circuit différents permettent une régulation des débit d'aérosols de 45 litres minutes à 400 litres minutes. Les types de buses utilisées sont choisies pour générer un aérosol avec une granulumétrie des gouttelettes de brumisation de 15 å 800 microns. Ce dispositif est transformable en canon à mousse par simple ajonction de produit moussant basse ou moyenne densité. Le dispositif peut se transformer en canon à mousse haute densité longue portée en fixant à la sortie de la turbine une visière grillagée. Le dispositif peut être équipé éventuellement d'un doseur d'adjuvant automatique tel qu'il en existe afin d'assurer le mélange proportionnel des produits moussant, des produits retardants et autres inibiteurs d'incendie et des produits spécifiques destinés à lutter contre la pollution. Le dispositif est motorisé soit par une prise de force existante sur le véhicule porteur soit par un moteur thermique indépendant, entraÎnant une pompe et deux moteurs hydrauliques. Le dispositif comprend un échangeur de température mixte air I huile et eau t huile ainsi qu'un régulateur du débit et de la pression. REYENDICATlCINS 1 - Dispositif de production d'aérosol de gouttelettes d'eau, du type canon air i eau destiné à projeter à grande distance un brouillard de particules liquides pour prévenir et lutter contre les incendies et les pollutions et en complément d'irrigation des golfs ou des cultures, ou en humidification, refroidissement, climatisation de grande zone poussibreuse et desséchée, telle que foires, stades, campings, place jardin, parcs publics ou privés, rues, hall de gare, station de métro, usines, grands magasins, carrières, caractérisé en ce que les moyens pour produire le nuage de gouttelettes comprennent au moins une turbine à air capable de créer un souffle suffisament puisant pour mettre en suspension et transporter des gouttelettes de liquide, la dite turbine étant constituée d'au moins une hélice disposée dans une enveloppe qui assure la canalisation de l'air aspiré et l'éjection du mélange aérosol, l'hélice étant entraînée soit par un moteur hydraulique ou mécanique, des buses en nombre suffisant pour saturer la veine d'air étant disposées à l'intérieur de l'enveloppe, soit en des plans perpendiculaires à l'axe de la turbine soit en des plans parallèles à l'axe de la turbine. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend outre la turbine les buses à turbulences, et la pompe à eau, un doseur automatique d'adjuvant capable d'incorporer des additifs adéquats permettant la production d' aérosols : inibiteurs d'incendie, desinfectants, odorants, dépoussiérants, décontaminants-dépolluants de pollutions chimiques, gazeuses ou nucléaire, 3 - Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce qu'il comprend un doseur capable d'injecter séparément le liquide de deux produits chimiques différents qui individuellement ne présentent aucun risque toxicologique, mais qui mélangés produiront un composant toxique, lacrymognène ou incapacitant. 4- Dispositif selon les revendications 1, 2, 3, caractérisé en ce qu'il comprend un doseur d'adjuvant permettant de transformer le dit canon à bru miser en un canon à mousse par la simple injection de produit moussant dans les circuits. 5 - Dispositif selon les revendications 1,2,4 caractérisé en ce qu'il comprend une visière grillagée permettant de transformer le dit canon à bru miser en un canon à mousse haute densite. 6 - Dispositif selon les revendications I et 2 caractérisé en ce que les buses à turbulences peuvent être alimentées ensemble ou séparément par des circuits différents permettant la production de débits variables et la génération d'aérosols contenant des gouttelettes de 15 à 800 microns. 7 - Dispositif selon une quelconque revendication caractérisé en ce que la turbine est positionnée sur un support autorisant trois degrés de liberté; - rotation angulaire, - translation verticale, - réglage de site positif ou négatif, 8 - Dispositif selon une quelconque revendication caractérisé en ce qu'il comporte des distributeurs manuels ou electroRydrauliques pouvant être télécommandés ou radiorommandés depuis intérieur ou l'extérieur de la cabine et destinés à commander les fonctions de mouvements de la turbine, 9 - Dispositif selon une quelconque revendication caractérisé en ce qu'il comprend un échangeur de température mixte air t huile et eau huile ainsi qu'un régulateur du débit et de la pression