Brevet FR2685337A1 — publié le 19930625

La présente invention se rapporte au domaine technique de la préparation de gels de polyacrylates spécialement applicables à l'extinction des incendies ainsi qu'en en tant que milieu pour apporter de l'humidité dans ses applications agricoles. I1 est connu d'appliquer des compositions de gel formant écran d'eau pour la lutte contre les incendies, que ce soit sur des surfaces de bâtiments ou dans les forêts, sur les arbustes, broussailles, etc.. Ces compositions comprennent jusqu'à 99,9 % d'eau retenue dans une matière absorbante qui présente dans son ensemble l'aspect d'un gel d'une viscosité plus ou moins forte. Les matières absorbantes sont habituellement des polymères parmi lesquels on peut utiliser les polymères acryliques insolubles et les mélanges de copolymères de ces derniers, ainsi que des polymères blocs d'amidon. Plus précisément, on a utilisé des polymères acryliques tels que Permasorb 10, Persmasorb 29, Permasorb 30 et Permasorb AG, fabriqués par la National Starch ; l'amidon et les mélanges de polymères acryliques tels que SGP 104 et SGP 3028, fabriqués par Henkel Corp. ; et l'amidon et les mélanges de polymères acryliques tels que Polymer 35-A-100 et Polymer 35-B-100, fabriqués par Grein Processing. D'autres polymères utilisés étaient les polymères hydrophiles tels que la polyvinylpirrolydone vendue sous la marque NPR-10 et la méthylcellulose vendue sous la marque Methocel A4M. Les polymères les plus employés étaient le Permasorb 30 et Permasorb AG. Ces compositions d'écran sous forme de gel se préparent en mélangeant la matière absorbante avec de l'eau dans les proportions désirées. Normalement, ces proportions oscillent entre 95 et 99,9 % en poids d'eau et de 0,1 à 5 % en poids de matière absorbante, sur la base du poids du produit finale. Le mélange s'effectuait habituellement dans un mélangeur approprié tel qu'un mélangeur rotatif, une cuve, etc.. La capacité de mélange variait en fonction de la nature de la matière absorbante. Par exemple, certaines matières absorbantes ont tendance à s'agglutiner et à former des grumeaux lorsqu'elles s'humidifient, ce qui a pour effet que le processus de mélange est plus laborieux et plus difficile et, naturellement, plus lent. Les meilleurs procédés de mélange décrits que la demanderesse a pu trouver correspondent au Permasorb 30 et au xG, qui exigent un effort de mélange relativement petit et des temps de mélange plus courts, parce qu'ils présentent une faible tendance à s'agglutiner et à former des grumeaux, et donnent un gel possédant des propriétés acceptables au bout d'environ 20 minutes de mélange à la température ambiante. Néanmoins, ce temps est toujours trop long, dans des circonstances dans lesquelles le temps est justement d'une importance primordiale, par exemple lorsqu'on a à maîtriser un feu. Or, face aux inconvénients de la technique antérieure, la demanderesse a découvert avec étonnement qu'on peut obtenir des gels applicables, entre autres, à l'extinction et à la prévention des incendies, et qui possèdent des caractéristiques extraordinnaires sous l'aspect de la biodégradabilité, de l'innocuité, du haut rendement à faible dose et de la facilité du transport, d'entreposage et de manipulation, en partant d'un polyacrylate de potassium possédant des caractéristiques spéciales, qui est capable de former des gels avec de l'eau en un temps de 1 à 10 secondes. Le produit utilisé dans le procédé du brevet 8901936 est un polyacrylate sodique tandis que, dans les améliorations apportées à ce brevet, on utilise du polyacrylate potassique qui présente les caractéristiques physiques suivantes Aspect : poudre blanche Taille : pulvérisée microgranulaire Teneur en humidité : 7 % de son poids Odeur : non perceptible pH : 7 + 3 (solution à 1 % dans liteau) Solubilité : INSOLUBLE DANS L'EArJ ET DANS LES SOLVANTS ORGANIQUES. AUGMEN- TE DE TAILLE PROGRESSIVEMENT EN FONCTION DE L'EAU DISPONIBLE. Dégradation : DILUER L'EAU, SE DEGRADE SOUS L'ACTION DES RAYONS SOLAIRES ET DE LA CONTAMINATION PAR LES SELS MINERAUX. Stabilité : stable en l'absence d'humidité Capacité d'absorption : environ 850 unités en poids dans l'eau distillée (selon le fabricant). Poids spécifique : environ 0,5 kg/l. Effets nocifs : on n'en connaît pas. Inoffensif au toucher et à l'ingestion. Le procédé du brevet 8901936 se caractérisait par le traitement dudit polyacrylate sodique par l'eau dans une proportion de 1 à 10 g/l d'eau jusqu'à ce qu'il se forme de petits noyaux saturés d'eau, de forme stable, ayant l'aspect d'une gélatine savonneuse, ce qui demandait un temps compris entre 1 et 300 secondes. Le traitement s'effectuait à une température à peu près comprise entre 10 et 400C. Le procédé selon l'invention comporte l'emploi de polyacrylate potassique comme produit de départ pour la formation du gel, et permet obtenir la formation du gel en un temps de 1 à 10 secondes, de sorte qu'on peut le mélanger en continu avec l'eau sans qu'il soit nécessaire de le former préalablement ni de l'entreposer dans des récipients ou citernes. En appliquant le procédé d'obtention du gel à l'aide de polyacrylate potassique, on maîtrise rapide ment un foyer de chaleur par combustion. Dans les tuyaux d'eau de lutte contre l'incendie, on remplace la lance d'extrémité par une lance qui réalise la fonction de 1,LANCE AUTO-ASPIRANTE". L'effet d'aspiration par Venturi provoquée par la pression du passage de l'eau dans la lance favorise l'aspiration de produit de polyacrylate, qui s'écoule en provenance d'un récipient et par un conduit jusqu'à ce qu'il rencontre le courant d'eau, à la suite de quoi il est projeté en formant en quelques instants un "gel" de haute consistance, qui est caractéristique de l'invention. Ce gel, qui est un mélange d'eau et de polyacrylate dans des proportions qu'on peut doser de 1 à 10 g/l d'eau, se dépose sur les matières combustibles, en feu ou non, de sorte que ces matières redoivent une grande quantité d' eau épaisse, ignifugeante et visqueuse, qui adhère aux surfaces, en évitant ainsi la propagation du feu. Le gel donne un haut degré d'humidité, ce qui empêche l'élévation de la température, en interrompant la phase de combustion. L'amélioration substantielle introduite par l'utilisation de polyacrylate potassique comparativement à l'emploi de polyacrylate sodique consiste dans la vitesse et dans le rendement de la formation du gel pour combattre les incendies par attaque directe par des projections d'eau, où le mélange et le traitement par le procédé selon l'invention se font à l'instant même de l'utilisation. Avec les procédés revendiqués dans d'autres brevets, on indiquait une efficacité de formation du gel de 20 minutes dans le meilleur des cas. En tout cas, en utilisant ces produits en "attaque directe" et "mélange en continu" à la sortie de l'eau, on ne pouvait jamais obtenir un effet immédiat de réfrigération et d'étouffement du feu, puisque la poudre et l'eau s 'écoulaient sans se coller aux surfaces des matières combustibles et que l'effet de gel n'était obtenu qu'après que l'eau et la poudre s'étaient écoulés et se trouvaient répandus sur le sol. Dans le manuel de l'Association Nationale de protection contre le feu des Etats-Unis d'Amérique (NFPA), on spécifie les avantages que suppose l'utilisation d'agents visqueux dans la lutte contre le feu et on énumère spécialement leurs avantages, fondés sur les faits que 1. On n'a besoin que d'une petite quantité de poudre pour obtenir le mélange. 2. I1 suffit de quelques minutes pour obtenir un mélange adéquat. Avec l'amélioration introduite dans la formule du mélange, non seulement on ramène le temps en minutes, jusqu'à l'instant où l'on parvient à obtenir instantanément que la poudre et l'eau soient projetés sur la matière combustible, en permettant la formation d'un écran anti-feu et de contre-feu en quelques instants, ce qui est entièrement favorable à la rapidité et à l'efficacité de l'extinction et de la maîtrise du feu. L'organisme "Agencia del Medio Ambiente de Andulucia", après avoir utilisé ce produit dans la lutte contre les incendies aux cours de ces deux dernières années, a édité une information expliquant le rendement des déversements par avion d'eau additionnée d'une "poudre à effet de viscosité", qui lui a été fournie par la demanderesse, avec les commentaires suivants "... Selon les données d'évolution dynamiques des INCENDIES DE FORET dans le modèle identificatif annexé, donné dans le "Parque National de los Alcornocales de Cadiz (Espagne)", on a observé que l'emploi du polymère représente - UN FREINAGE CONSIDERABLE DE L'AVANCE DU FEU - UNE REDUCTION DE LA CHALEUR ENGENDREE PAR LA COMBUSTION Pour un certain type de combustible (broussailles basses et plantes pyrophytes), la diminution représente de 18 à 25 %. Pour un autre type de combustible (forêt de bois de construction), la diminution représente de 21 à 30 %. Pour un autre type de combustible (chêne et chêne kermès), la diminution représente de 23 à 35 %. (*) Selon des mesures en temps réel et à extinction de l'incendie (*) En travaillant avec des dosages de 4 g/litre d'eau. D'après l'opinion des pilotes et au vu des résultats, et compte tenu de sa facilité de manipulation et de conservation, du fait que le produit n'engendre pas de corrosion et qu'il est biodégradable et inoffensif, il mérite le qualificatif de très bon. Les données d'environnement et les données typiques de mois d'été dans la région andalouse espagnole. Température ambiante : 32 degrés centigrades Température de l'eau employée : 200C (environ). Temps de réalisation de mélange pour le chargement d'avions et de camions-citernes : instantané dès l'addition du produit dans le courant d'eau. REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation d'un gel de polyacrylate qui consiste à traiter un polyacrylate avec de l'eau dans une proportion de 1 à 10 g/l d'eau pendant un temps compris entre 1 et 300 secondes, et à une température comprise entre 10 et 400 pour obtenir le gel ; caractérisé par l'emploi de polyacrylate potassique, qui a pour effet que le temps de formation du gel se réduit à une valeur de 1 à 10 secondes. 2. Procédé pour l'extinction des incendies, caractérisé en ce qu'on projette sur le lieu de l'incendie un gel de polyacrylate préparé par le procédé selon la revendication 1, en mélangeant l'eau et le polyacrylate potassique sur place.