Brevet FR2675051A1 — publié le 19921016

La présente invention est relative à un procédé de protection d'une zone, notamment contre l'incendie ou la pollution, ou d'arrosage tel que décrit dans la demande de brevet N" 89.15383. Dans la demande de brevet principal, on a décrit un tel procédé selon lequel on émet, sur la zone à protéger ou à arroser, un nuage de gouttelettes d'eau, contenant éventuellement un additif, ladite émission comprenant trois étages principaux correspondant à des dimensions de gouttelettes différentes : - une microbrumisation, où les diamètres de gouttelettes varient de 2 à 15 micromètres, - une brumisation et une brumopulvérisation, où les diamètres des gouttelettes varient respectivement de 15 à 238 micromètres et de 238 à 800 micromètres. La présente invention a pour but d'apporter des précisions et des perfectionnements au procédé du brevet précité. La protection des végétaux, et en particulier des forêts, contre l'incendie doit comporter plusieurs aspects selon l'imminence du danger. Les moments de grande chaleur et de grande sécheresse sont particulièrement propices à la propagation du feu. Celui-ci peut ne pas encore avoir commencé dans le voisinage, ou bien être suffisamment éloigné pour que son existence se traduise seulement par une élévation de température résultant de l'arrivée d'air échauffé au voisinage d'un feu et entraîné par le vent. La végétation souffre alors d'un "stress hydrique" et lutte alors contre la chaleur d'abord par une émission de vapeur d'eau, puis, quand les réserves d'eau au niveau du feuillage s'épuisent, par une vaporisation de composés organiques volatils, notamment des terpènes, qui malheureusement sont combustibles, en particulier dans le cas des végétaux résineux. Il convient alors de prendre des mesures qu'on peut appeler de "prévention lointaine" . Celles-ci comporteront, selon le procédé de l'invention, l'émission de gouttelettes de dimension très fine, essentiellement de dimensions inférieures à 100 micromètres. Ces gouttelettes ont plusieurs effets : en raison de leur taille, elles sont facilement absorbées directement par les stomates des feuilles, et atténuent le stress hydrique, retardant par conséquent d'autant l'émission de vapeurs combustibles. En outre, elles absorbent ou renvoient le rayonnement solaire, ce qui abaisse la température. Cette absorption de rayonnement solaire a pour conséquence la vaporisation des gouttelettes, ce qui augmente la teneur en vapeur d'eau de l'atmosphère. Ceci apporte encore un effet bénéfique, du fait que la vapeur d'eau arrête elle-même une partie des rayons infrarouges. Lorsque le feu se rapproche au point que les rayonnements infrarouges émis par les flammes peuvent commencer à se faire sentir, il convient de prendre des mesures de "protection proche", pour s'opposer à cet échauffement supplémentaire. Cela sera obtenu, selon l'invention, en ajoutant, aux gouttelettes très fines de la prévention lointaine, des gouttelettes de dimensions plus importantes, entre 100 et 300 micromètres. Ces gouttelettes de dimensions supérieures vont fournir un brouillard plus durable, du fait qu'elles sont plus lentes à s 'évaporer, et plus opaques au rayonnement infrarouge émis par les flammes et par le soleil. Enfin, si malheureusement le feu a continué de progresser, on devra faire appel à des mesures dites de "prévention immédiate" comprenant l'émission, en plus des gouttelettes émises aux deux premiers stades indiqués plus haut, de gouttelettes encore plus grosses, 300 à 800 micromètres de façon à créer un effet de bruine dans lequel les feuilles sont effectivement mouillées. Les dimensions des gouttelettes et leur proportions respectives aux différents stades de la prévention sont à choisir en fonction de la nature du risque : température, hygrométrie, nature des espèces végétales à protéger, état de l'environnement, etc. Quoi qu'il en soit, la prévention par étapes successives selon 1 invention permet une lutte plus efficace que les techniques actuelles, avec une réduction très importante de la consommation. Dans le cas où l'émission des brouillards est faite à partir de postes fixes, par exemple au voisinage d'habitations, elle peut être automatisée, par exemple à l'aide de capteurs sensibles à la température. L'invention peut également s'appliquer à la protection d'une zone contre une pollution, ou à l'arrosage, ou plus précisément à la lutte contre le stress hydrique. On pourra alors supprimer, selon le cas l'une ou l'autre des étapes décrites plus haut, ou modifier leur succession. En conséquence, selon la présente invention, le procédé exposé ci-dessus comprend au moins deux des trois stades suivants, dans un ordre adapté au problème posé - un premier stade où les gouttelettes émises ont essentiellement un diamètre inférieur à 100 micromètres, - un second stade où les gouttelettes émises comprennent essentiellement 10 à 50 * en poids de gouttelettes de diamètre inférieur à 100 micromètres et le reste de gouttelettes de diamètre compris entre 100 et 300 micromètres, - un troisième stade où les gouttelettes émises comprennent essentiellement 3 à 20 % en poids de gouttelettes de diamètre inférieur à 100 micromètres, 20 à 50 % en poids de gouttelettes de diamètre compris entre 100 et 300 micromètres, et le reste en gouttelettes de diamètre compris entre 300 et 800 micromètres. Quand il s'agit de protection contre l'incendie, pour une prévention lointaine on met en oeuvre le premier stade, pour une prévention rapprochée on met en oeuvre le second stade, et pour une prévention immédiate on met en oeuvre le troisième stade. Il convient de maintenir dans le brouillard la répartition favorable le plus longtemps possible. Cependant, certaines des petites gouttelettes, au lieu de s 'évaporer, viennent, sous l'effet de l'attraction universelle, se réunir aux grosses, et celles-ci ayant grossi, prennent une vitesse de chute appréciable, ce qui amène la disparition du brouillard. Pour éviter cet inconvénient, on peut donner, de préférence à toutes les gouttelettes, une charge électrostatique de même signe, cette charge étant suffisante pour s'opposer à la coalescence des gouttes entre elles sous l'effet de l'attraction universelle. L'invention fournit encore un appareillage pour la mise en oeuvre du procédé tel qu'on vient de le décrire, cet appareillage comprenant, groupés à proximité l'un de l'autre, un microbrumisateur capable de créer des gouttelettes de 5 à 100 micromètres, un brumisateur capable de créer des gouttelettes de 100 à 500 micromètres, et un brumopulvérisateur capable de créer des gouttelettes de 500 à 800 micromètres, ainsi qu'un moyen de soufflage d'air destiné à créer un courant d'air capable d'entraîner et mélanger lesdites gouttelettes pour former le nuage, l'appareillage contenant en outre des moyens pour acheminer l'eau vers les microbrumisateurs, brumisateurs et brumopulvérisateurs. Suivant un premier mode de réalisation, le microbrumisateur est d'un type comprenant un injecteur d'air comprimé disposé pour fragmenter une veine de liquide en gouttelettes, le jet de mélange d'air comprimé et de gouttelettes étant ensuite projeté par une buse, l'appareillage comprenant en outre des moyens pour produire de l'air comprimé et l'envoyer à l'injecteur. Suivant un autre mode de réalisation, le microbrumisateur est d'un type dans lequel un jet d'eau est injecté dans un système d'ondes soniques créé par l'envoi d'un jet d'air comprimé à vitesse supersonique dans un résonateur, l'appareillage comprenant en outre des moyens pour produire de l'air comprimé et l'envoyer au microbrumisateur. L'air comprimé débouche d'un ajutage conique divergent placé coaxialement à une chambre de résonance cylindrique, ouverte vers cet ajutage. Lorsque la vitesse de l'air dépasse la vitesse du son, il se produit un train stationnaire d'ondes de choc soniques entre l'ajutage et la chambre de résonance, et l'eau à pulvériser est injectée dans ce train d'ondes par un ajutage annulaire convergent, coaxial et extérieur à l'ajutage pour l'air comprimé. Suivant un troisième mode de réalisation, le microbrumisateur est d'un type dans lequel de l'eau est envoyée sous une pression supérieure à 30 bars à travers une buse à orifice de petit diamètre, une aiguille étant disposée coaxialement à l'orifice de la buse pour briser le jet d'eau sortant de ladite buse, l'appareillage comportant en outre des moyens pour élever la pression de l'eau au-delà de 30 bars et envoyer l'eau sous cette pression à ladite buse. De tels microbrumisateurs sont commercialisés par la société "DUTRIE PLANTS MARKETING", Steenwerk-France.Ils sont aptes à fournir des gouttelettes extrêmement fines, même au-delà de ce qui est ici requis : 10 à 15 micromètres pour une pression de 40 bars, avec un débit de 5 litres/minute environ, 2 à 5 micromètres pour une pression de 70 bars, avec un débit de 7 litres/minute environ, les puissances consommées sont de l'ordre 1,5 kW/m3 d'eau à 40 bars, et 2,5 kW/m3 d'eau à 70 bars. Le choix entre ces divers modes de réalisation, qui ne sont pas équivalents, est affaire d'opportunité : le premier mode de réalisation fait appel à des matériels robustes et éprouvés, le second mode de réalisation, et surtout le troisième, permettent d'obtenir plus facilement des gouttelettes très fines, mais au prix d'un appareillage qui peut être un peu plus délicat et exiger un personnel plus entraîné. Quel que soit le type de microbrumisateur utilisé, il est préféré d'utiliser comme brumisateur un appareil du type qui comprend un disque rotatif associé à un ajutage coaxial à ce disque et disposé pour envoyer un jet d'eau en direction de ce dernier, l'appareillage comprenant en outre des moyens pour entraîner le disque en rotation. De tels appareils sont décrits notamment dans le brevet européen EP-A-0055948 et commercialisés par la société TECNOMA sous l'appellation "GIROJET". En ce qui concerne le brumopulvérisateur, on choisira de préférence un appareil de type connu et qui comprend un déflecteur plan, fixe, et un ajutage disposé pour diriger un jet d'eau obliquement en direction du déflecteur. Pour obtenir l'effet d'électrisation des gouttelettes, on peut prévoir que les buses, injecteurs ou ajutages des microbrumisateurs, brumisateurs et brumopulvérisateurs sont tous en matière capable de charger électrostatiquement les gouttelettes d'eau par frottement du jet d'eau ou de brouillard, les charges conférées aux gouttelettes étant de même signe. On peut également prévoir que ces buses, injecteurs ou ajutages des microbrumisateurs, brumisateurs et brumopulvérisateurs, sont électriquement conductrices et connectées électriquement entre elles, l'appareillage comprenant en outre des moyens capables de les porter à un potentiel électrostatique élevé. Suivant une modalité intéressante, au moins les buses, injecteurs ou ajutages des microbrumisateurs, brumisateurs et brumopulvérisateurs sont montés sur des supports télescopiques qui passent dans une position de déplacement, où lesdites buses, injecteurs ou ajutages sont dans la situation optimale par rapport à la végétation ou aux objets à protéger, seulement lors de leur mise en action, lesdits supports étant au repos dans une position repliée, où les appareillages sont protégés. Suivant une autre modalité avantageuse, l'appareillage comprend des moyens pour mettre en action de façon automatique, et dans un ordre fixé à l'avance le microbrumisateur, le brumisateur et le bromopulvérisateur, ainsi que le moyen de soufflage, en réponse aux signaux de capteurs, tels que des capteurs de température. REVENDICATIONS 1. Procédé de protection d'une zone, notamment contre 1 incendie ou la pollution, ou d'arrosage, selon lequel on émet, sur la zone à protéger ou à arroser, un nuage de gouttelettes d'eau, contenant éventuellement un additif, ladite émission comprenant trois étages principaux correspondant à des dimensions de gouttelettes différentes :: - une microbrumisation, où les diamètres de gouttelettes varient de 2 à 15 micromètres, - une brumisation et une brumopulvérisation, où les diamètres des gouttelettes varient respectivement de 15 à 238 micromètres et de 238 à 800 micromètres, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux des trois stades suivants, dans un ordre adapté au problème posé - un premier stade où les gouttelettes émises ont essentiellement un diamètre inférieur à 100 micromètres, - un second stade où les gouttelettes émises comprennent essentiellement 10 à 50 % en poids de gouttelettes de diamètre inférieur à 100 micromètres et le reste de gouttelettes de diamètre compris entre 100 et 300 micromètres, - un troisième stade où les gouttelettes émises comprennent essentiellement 3 à 20 % en poids de gouttelettes de diamètre inférieur à 100 micromètres, 20 à 50 t en poids de gouttelettes de diamètre compris entre 100 et 300 micromètres, et le reste en gouttelettes de diamètre compris entre 300 et 800 micromètres. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour la protection contre l'incendie, pour une prévention lointaine on met en oeuvre le premier stade, pour une prévention rapprochée on met en oeuvre le second stade, et pour une prévention immédiate on met en oeuvre le troisième stade. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on donne à toutes les gouttelettes une charge électrostatique de même signe, cette charge étant suffisante pour s'opposer à la coalescence des gouttes entre elles sous l'effet de l'attraction universelle. 4. Appareillage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend, groupés à proximité l'un de l'autre, un microbrumisateur capable de créer des gouttelettes de 5 à 100 micromètres, un brumisateur capable de créer des gouttelettes de 100 à 500 micromètres, et un brumopulvérisateur capable de créer des gouttelettes de 500 à 800 micromètres, ainsi qu'un moyen de soufflage d'air destiné à créer un courant d'air capable d'entraîner et mélanger lesdites gouttelettes pour former le nuage, l'appareillage contenant en outre des moyens pour acheminer l'eau vers les microbrumisateurs, brumisateurs et brumopulvérisateurs. 5. Appareillage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le microbrumisateur est d'un type comprenant un injecteur d'air comprimé disposé pour fragmenter une veine de liquide en gouttelettes, le jet de mélange d'air comprimé et de gouttelettes étant ensuite projeté par une buse, l'appareillage comprenant en outre des moyens pour produire de l'air comprimé et l'envoyer à l'injecteur. 6. Appareillage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le microbrumisateur est d'un type dans lequel un jet d'air est injecté dans un système d'ondes soniques créé par l'envoi d'un jet d'air comprimé à vitesse supersonique dans un résonateur, l'appareillage comprenant en outre des moyens pour produire de l'air comprimé et l'envoyer au microbrumisateur. 7. Appareillage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le microbrumisateur est d'un type dans lequel de l'eau est envoyée sous une pression supérieure à 30 bars à travers une buse à orifice de petit diamètre, une aiguille étant disposée coaxialement à l'orifice de la buse pour briser le jet d'eau sortant de ladite buse, l'appareillage comportant en outre des moyens pour élever la pression de l'eau au-delà de 30 bars et envoyer l'eau sous cette pression à ladite buse. 8. Appareillage selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que le brumisateur comprend un disque rotatif et un ajutage coaxial à ce disque et disposé pour envoyer un jet d'eau en direction de ce disque, l'appareillage comprenant en outre des moyens pour entraîneur le disque en rotation. 9. Appareillage selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le brumopulvérisateur comprend un déflecteur plan, fixe, et un ajutage disposé pour diriger un jet d'eau obliquement en direction du déflecteur. 10. Appareillage selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que les buses, injecteurs ou ajutages des microbrumisateurs, brumisateurs et brumopulvérisateurs sont tous en matière capable de charger électrostatiquement les gouttelettes d'eau par frottement du jet d'eau ou de brouillard, les charges conférées aux gouttelettes étant de même signe. 11. Appareillage selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que les buses, injecteurs ou ajutages des microbrumisateurs, brumisateurs et brumopulvérisateurs, sont électriquement conductrices et connectées électriquement entre elles, l'appareillage comprenant en outre des moyens capables de les porter à un potentiel électrostatique élevé. 12. Appareillage selon l'une des revendications 4 à 11, caractérisé en ce qu'au moins les buses, injecteurs ou ajutages des microbrumisateurs, brumisateurs et brumopulvérisateurs sont montés sur des supports téléscopiques qui passent dans une position de déploiement, où lesdites buses, injecteurs ou ajutages sont dans la situation optimale par rapport à la végétation ou aux objets à protéger, seulement lors de leur mise en action, lesdits supports étant au repos dans une position repliée, où les appareillages sont protégés. 13. Appareillage selon l'une des revendications 4 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour mettre en action de façon automatique, et dans un ordre fixé à l'avance le microbrumisateur, le brumisateur et le brumopulvérisateur, ainsi que le moyen de soufflage, en réponse aux signaux de capteurs, tels que des capteurs de température.