Brevet FR2737036A1 — publié le 19970124

SYSTEME DE FORMATION DE PERSONNES A LA MANIPULATION DES EXTINCTEURS D'INCENDIE La présente invention concerne un simulateur d'incendie, destiné à la formation et/ou à l'entraînement de personnes à la manipulation des extincteurs d'incendie. Des installations simulant des incendies ont déjà été proposées. Ainsi, le document EP-B-O 146 465 concerne un installation mobile (montée sur camion), comportant un caisson d'exercice dans lequel se trouvent des moyens capables de mettre les personnes à former ou à entraîner en condition réelle d'exercice. Ces moyens consistent notamment en des cheminements sur lesquels sont placés des bacs contenant un combustible inflammable, une rampe de gaz inflammable et une armoire électrique susceptible d'être embrasée. L'installation est équipée d'une salle de contrôle et d'observation. Ce genre d'installation donne toute satisfaction, tant pour former des personnes spécialisées que pour entraîner du personnel déjà averti, par exemple des pompiers professionnels, car elle reproduit des conditions de sinistre par le feu qui sont très proches des conditions réelles. Cependant, elle est conçue pour des interventions nécessitant des moyens importants d'intervention incendie, et non pour la formation spécifique à la manipulation des extincteurs, dans le cadre d'un tout début d'incendie. Il a été proposé par ailleurs des systèmes de simulation qui mettent en oeuvre non pas des feux réels, mais des scènes d'incendie préalablement filmées, sous forme d'images projetées sur un écran se trouvant devant la personne à former ou à entraîner. Un tel système est connu par exemple du document FR-A-2 310 602. Les images sont projetées sur l'écran par un projecteur de cinéma, et des moyens pilotés par un calculateur électronique permettent, dans une certaine mesure, de faire évoluer la scène d'incendie. La personne qui pratique l'exercice est munie d'un extincteur à gaz carbonique (C02), et elle projette réellement du gaz carbonique sur les images, c'est-àdire sur l'écran. Ce dernier est équipé d'une série de capteurs qui, en fonction de la tension de l'écran, permettent de localiser la zone d'impact du C02 sur l'écran, et d'envoyer au calculateur une information correspondante, laquelle va modifier l'évolution des images d'incendie visibles sur l'écran, dans l'hypothèse où la manipulation d'extinction pratiquée par la personne n'est pas conforme à une séquence prédéterminée. Ce système connu, dans lequel il est déjà prévu une certaine interactivité entre le comportement de la personne affectée à l'extinction du feu et l'évolution de l'incendie, présente l'inconvénient de consommer du gaz carbonique, et de nécessiter des moyens de stockage et d'approvisionnement de ce gaz. Un autre inconvénient de ce système connu résulte du fait que le message donné par le capteur est fonction de la tension de l'écran, ce qui est assez aléatoire car il dépend non seulement de la position du point d'impact, mais aussi de la distance de l'opérateur par rapport à l'écran ; il n'est donc pas possible de localiser avec précision et de manière sûre la zone d'impact. Enfin, la projection d'images cinématographiques ne permet pas une réelle et complète interactivité, ni une réponse rapide avec multiplicité d'évolution des différentes scènes d'incendie projetées. La présente invention a pour objectif de résoudre ces difficultés en proposant un simulateur d'incendie permettant la formation et/ou l'entraînement de personnes diverses, y compris le grand public, notamment pour lui apprendre, lorsqu'il va se trouver confronté à un début d'incendie de type déterminé, à utiliser l'appareil adhoc, pour lui apprendre à se placer correctement, à distance appropriée, du feu et pour lui apprendre à manier correctement l'appareil de lutte contre l'incendie, notamment à l'orienter au mieux. Un autre objectif de l'invention est de proposer un simulateur permettant de former un grand nombre de personnes les unes après les autres, sans perte de temps entre les différents exercices. Un autre objectif est de proposer un système sûr, sans nuisance pour les personnes formatrices et les personnes que l'on forme. Un autre objectif de l'invention est de proposer un système qui, tout en étant d'un prix de revient modéré, permette de simuler un nombre varié de scènes d'incendie, ceci de manière réaliste. Le système de formation des personnes à la manipulation d'extincteurs d'incendie, qui fait l'objet de l'invention, comprend - comme le simulateur du FR-A-2 310 602 - un écran sur lequel un projecteur projette des images animées simulant un incendie. Selon l'invention, les images sont évolutives et fournies par un ordinateur suivant un séquencement qui est fonction des actions de la personne, celle-ci manipulant un appareil d'intervention du genre extincteur qu'elle dirige sur l'incendie simulé. Ce système est remarquable par le fait que l'appareil d'intervention est équipé d'un pointeur laser apte à émettre un faisceau lumineux, et qu'il est prévu dans le système un capteur optique apte à localiser la zone d'impact du faisceau sur la surface d'écran, et à transmettre à l'ordinateur une information correspondante afin de faire évoluer en conséquence des images fournies au projecteur. On a donc affaire ici non pas à un appareil d'intervention traditionnel tel qu'un extincteur, mais à un appareil transformé, dont la lance projetant du gaz carbonique, ou un autre produit d'extinction, est remplacée par un pointeur laser. De préférence, le faisceau laser est un faisceau infrarouge. Dans un mode de réalisation préféré, ce pointeur laser émet un rayon intermittent, sous forme d'impulsions, et le capteur est adapté pour analyser la durée (totale) desdites impulsions et transmettre à l'ordinateur une information correspondante. Ainsi est fournie à l'ordinateur une information relative à la durée effective d'utilisation de l'appareil, qui lui permet de déterminer l'instant où l'appareil est vide, et donc sans action sur le sinistre. Dans un mode de réalisation préféré, le système comporte des moyens de détection de la position de la personne, tels que notamment un tapis-contact placé devant l'écran, et sur lequel est placé la personne, apte à fournir à l'ordinateur une information relative à la distance de la personne par rapport à l'écran. Ainsi, l'ordinateur dispose de deux informations importantes sur la manière dont se fait l'exercice, à savoir la zone d'impact du pointeur sur l'écran, et la distance de l'opérateur par rapport à celui-ci. De ces deux variables va dépendre la manière dont l'évolution du feu va se faire. Dans un mode de réalisation préféré, le système comporte un socle destiné à supporter plusieurs appareils d'intervention de types différents (tous munis d'un pointeur laser similaire), et susceptible d'être prélevés individuellement et sélectivement par la personne, un contacteur associé à chacun desdits appareils fournissant à l'ordinauteur une information sur l'identité de l'appareil prélevé. On comprend qu'ainsi l'évolution des images de l'incendie va dépendre du type d'appareil utilisé, le choix d'un mauvais extincteur pouvant dans certains cas non seulement ralentir l'extinction, mais même stimuler et aggraver I 'incendie. Par ailleurs, selon un certain nombre de caractéristiques traditionnelles, non limitatives, le système peut comporter: - un générateur de fumées froides, piloté ou non par l'ordinateur; - un spot générateur de flashs lumineux qui est situé derrière la surface de l'écran, celle-ci étant translucide, également piloté ou non par l'ordinateur; - un haut-parleur générant des sons, également piloté ou non par l'ordinateur. Dans un mode de réalisation possible de l'appareil d'intervention, celui-ci consiste en une bouteille genre bouteille d'extincteur traditionnel, avec levier de percussion, à l'intérieur de laquelle sont logées des batteries d'alimentation du pointeur laser, un générateur de rayon laser, un multivibrateur apte à générer des impulsions du rayon, ainsi qu'un circuit de commande, le pointeur étant disposé à l'extrémité d'un tube flexible équipé d'une gâchette, ce tube équivalent à la lance qui équipe traditionnellement les extincteurs. De préférence, la bouteille étant équipée d'un percuteur, le circuit de commande est conçu de telle façon qu'il assure la mise sous tension du pointeur seulement si le percuteur et la gâchette ont été successivement - et dans le bon ordre actionnés par l'opérateur. Dans un mode de réalisation possible, le projecteur travaille en projection directe, la personne étant située du même côté de l'écran que le projecteur. Dans un autre mode de réalisation, le projecteur travaille en projection inverse, et est placé derrière l'écran, tandis que la personne est située devant celui-ci, la surface d'écran étant transparente ou translucide, et les images étant projetées à l'envers. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description et des dessins annexés, qui en représentent un mode de réalisation possible. La figure 1 est une vue générale du système. La figure 2 est un organigramme de fonctionnement du système. Sur ce dessin, qui fait l'objet de la figure 1, on a représenté schématiquement l'ensemble du système au cours d'un exercice de formation par une personne désignée P. Le système comprend un écran 1, disposé verticalement, composé d'un cadre 10 rectangulaire, d'une toile tendue 11 apte à afficher les images projetées, et de pieds 12 de support ou de fixation au sol. A titre indicatif, les côtés de l'écran ont une dimension de l'ordre de 1,5m à 2m, voire plus. Devant l'écran est placé un projecteur 2 porté par un support approprié 20, par exemple fixé au plafond. Il s'agit d'un projecteur vidéo de type connu, par exemple du type DP 2800 ou PRAO BROADCAST de la société INTELWARE, qui assure une projection de type analogique, avec une excellente qualité d'images. Sur le projecteur 2 est monté un capteur 3 qui, comme on le verra plus en détail plus loin, a pour fonction de détecter la position d'un point infrarouge sur l'écran. Devant l'écran 1, sur l'un des côtés de oelui-ci, est disposé un socle 40 présentant une série de logements 42 dans lesquels il est possible de mettre en place, de manière amovible, une série d'extincteurs instrumentés, appelés dans la présente description et dans les revendications qui suivent "appareils d'intervention". Ceux-ci sont par exemple au nombre de quatre, référencés 4A, 4B, 4C et 4D. Les trois premiers sont en place sur le socle, tandis que le dernier - 4D - a été prélevé et est utilisé par la personne P en cours de formation. Il s'agit d'extincteurs du commerce, qui ont été modifiés comme cela sera expliqué plus loin. Chaque extincteur est d'un type différent. Ainsi, par exemple, I'un d'entre eux est du type projetant de l'eau pulvérisé, ce qui est adapté à des feux dits de classe A, qui concernent des produits solides du genre bois, papier, carton, etc. Un autre extincteur est par exemple du type projetant une poudre polyvalente, adaptée aux feux de la classe A, de la classe B (liquides), voire de la classe C (gaz). Un autre extincteur peut projeter du CO2, adapté aux feux d'origine électrique. Enfin, le quatrième appareil peut consister en un robinet d'incendie armé, couramment désigné dans la profession par RIA, utilisé surtout pour des feux de classe A d'une certaine importance, ou en un autre type de matériel d'intervention. Le culot de chacun des appareils est muni d'un contacteur électrique qui s'enclenche dans une fiche complémentaire ménagée dans le socle, l'ensemble formant contact, ce qui permet en permanence via un circuit électronique approprié, de savoir si l'un des appareils a été ôté de son socle, et de connaître son identité. Le système de détection du choix d'extincteur est basé sur l'utilisation d'une carte d'entrées analogiques "tout ou rien" reliée aux interrupteurs. Il s'agit, par exemple, d'une carte modèle ML8P ou 16 ISO de la société INDUSTRIAL COMPUTER SOURCE. Chaque appareil 4, dépourvu de toute substance extinctrice, est muni d'un levier de percussion traditionnel, avec verrou de sécurité, et d'un tube flexible 41, dont l'embout 5 consiste non pas en une lance de projection du produit d'extinction, mais en un pointeur laser, apte à émettre un faisceau lumineux laser, infrarouge et intermittent, c'est-à-dire sous forme d'impulsions. A titre indicatif, la puissance du rayon est de lmW et la fréquence des impulsions de 25 par seconde. A l'intérieur de la bouteille constituant l'appareil, sont logées les batteries (de 6 ou 12V par exemple), un multivibrateur générant les impulsions, ainsi que le circuit de commande du pointeur, les connections électriques passant dans le tube flexible 41. Des contacteurs appropriés permettent de détecter l'actionnement du levier de percussion et de la gâchette, le circuit de commande assurant la mise sous tension du pointeur seulement si l'opérateur a successivement enlevé le verrou, actionné le percutateur, et appuyé sur la gâchette. Le pointeur 5 en forme de lance est muni d'une gâchette similaire à celle équipant les extincteurs, et qui constitue un interrupteur dont l'actionnement commande l'émission d'un rayon infrarouge 50, tandis que son relâchement en provoque l'arrêt. Le pointeur laser 5 ainsi que le capteur optique 3 sont les éléments constitutifs d'un système interactif de présentation du genre commercialisé sous la marque CYCLOPE CYC 1000 par la société américaine PROXIMA CORPORATION, ce système étant décrit dans le document US-A-5 181 015 notamment. Le rayon laser 50 émis par le pointeur 5 va être localisé par les capteurs 3 et transmis à l'ordinateur associé à celui-ci comme une instruction souns. Du fait qu'il s'agit d'un rayon infrarouge, il n'est pas visible par la personne P, et n'interfère donc pas visuellement avec les images provenant du projecteur 2. Le système fonctionne avec un quadrillage d'écran préalable, invisible à l'oeil nu, composé de lignes horizontales 102 et de lignes verticales 101, qui divisent la surface d'écran il en un certain nombre de secteurs rectangulaires 100. Il s'agit d'un calibrage fournissant au capteur les coordonnées du faisceau laser sur l'écran, comme des coordonnées souris. Le capteur 3 est capable de déceler à tout instant le secteur 100' dans lequel se produit l'impact du rayon laser 50 sur la surface 11, et d'adresser une information sur l'identité de ce secteur à l'ordinateur qui pilote le système. Devant l'écran, et posé au sol, se trouve un tapis 6 sur lequel se trouve et se déplace la personne P chargée de l'exercice. il s'agit d'un tapis-contact tramé, apte à générer des signaux électriques lorsqu'il est chargé, ces signaux dépendant de l'emplacement de la charge, par suite d'une modification localisée de sa résistance électrique. En l'occurrence, le tapis-contact est choisi pour fournir un signal représentatif, par exemple proportionnel, à la distance D de la personne P par rapport au bord avant du tapis (qui correspond sensiblement au niveau de l'écran). Ce tapis est, par exemple, du genre couramment utilisé pour les contrôles d'accès à l'entrée d'un local. Au voisinage de l'écran, est placé un générateur de fumées froides 71, par exemple situé près de l'un des pieds 12, un haut-parleur 73, par exemple fixé en partie supérieure de l'écran, et un spot 72 apte à produire des flashs lumineux (éclairs), situé derrière l'écran, étant supposé que la surface de celui-ci est translucide. Le générateur de fumées est du genre utilisé dans les installations scéniques. Ce système est géré par un ordinateur 8 auquel est associé un disque dur 80, connecté à une banque d'images 9. L'ordinateur est par exemple de type PC, modèle DX 2/66 ou PENTIUM avec disque dur de 1 Gigaoctets et mémoire vive de 16 Megaoctets. L'ordinateur est connecté au projecteur 2, au capteur 3, au socle 4, au tapis 6, et aux accessoires 71, 72 et 73 par des liaisons symbolisées par des lignes à la figure 1. Au niveau du PC 8, sont prévus une carte de décompression qui reçoit les données vidéo du disque dur 80 et les décompresse en temps réel, une carte multi-média (carte d'incrustation) qui reçoit les données d'affichage issues du PC et les images vidéo décompressées, pour les projeter sur l'écran via le projecteur vidéo 2, ainsi qu'une carte d'exploitation du capteur 3 et des contacteurs du socle 40. La banque de données d'images contient un certain de nombre de scènes d'incendie d'origines variées, notamment de bureau ou domestique, par exemple, feu de friteuse, feu dans corbeille à papier, feu dans moteur de voiture, feu dans armoire électrique, etc. Chaque type de scène a fait l'objet de séquences différentes, selon que le feu a été correctement éteint, selon qu'il a été incorrectement traité, et selon qu'il n'a pas été traité, c'est-à-dire qu'il a évolué naturellement, L'ensemble de ces familles d'images est stocké sur le disque dur 80, et va être restitué sur l'écran via le projecteur 2, selon un séquencement qui va être défini par l'ordinateur, au moyen d'un logiciel spécifique, en fonction du comportement de la personne P. Les films vidéo, afin d'avoir une place de stockage réduite sur le disque dur sont encodés selon la norme de codage appelée "MPEG" (MOTION PICTURE EXPERTS GROUP), du type utilisée en relation avec les CD-ROM. Cet encodage est de préférence faite en temps réel, par exemple au moyen d'une carte MPEG1. Une autre solution est de coder les images en dur sur un CD-ROM. Pour le décodage des films MPEG1, plusieurs cartes à base de PC existent sur le marché, telles que: - la carte VIDEO MAKER qui, liée à une carte son compatible SOUND BLASTER, permet de jouer des séquences audiovidéo; - la carte REELMAGIC de SIGMA DESIGN; - la carte PC - MOTION d'OKUIBASE; - la carte KERMIT de C - CUBE, qui comprend également un décodeur audio. En début d'opération l'ensemble des appareils 4A à 4D se trouvent placés sur le socle récepteur 40. La personne chargée de la formation, qui est installée au clavier de l'ordinateur, sélectionne un type d'incendie, et envoie les images correspondantes, lesquelles se trouvent projetées sur l'écran. Le stagiaire P doit alors faire le choix de l'appareil qu'il va utiliser en fonction de la catégorie de feu à laquelle il a affaire. Ayant saisi l'un des appareils, en l'occurrence 4D sur la figure, il se place devant l'écran - à bonne distance de celui-ci -, enlève le verrou de sécurité, percute, actionne la gâchette, et vise avec son pointeur 5 les zones du sinistre, en fait de l'écran, qu'il lui semble nécessaire d'attaquer prioritairement. L'ordinateur est bien sûr renseigné sur l'identité de l'appareil utilisé, par une information venant du contacteur situé sur le socle 4 ; il connaît l'ordre logique de mise en fonctionnement de l'appareil d'intervention ; enfin, il est renseigné en permanence sur la zone d'impact 100' et sur la distance qui sépare la personne de l'écran. De plus, à chaque type d'appareil est affecté un temps de vidage théorique, durée moyenne pour vider l'appareil de son produit. Ce temps est rentré comme paramètre dans l'ordinateur, la mesure du nombre total d'impulsions du rayon émis lui permettant de déterminer le moment où ce temps est atteint et où l'appareil est donc supposé avoir été vidé. A partir des données, il va sélectionner dans le disque dur 80, les images appropriées pour faire évoluer en conséquence l'incendie, soit dans le sens d'une extinction, soit au contraire dans le sens d'une aggravation. Ce principe de fonctionnement est illustré sur l'organigramme figure 2. Tant que la percussion n'a pas été faire et la gâchette actionnée, le feu évolue de manière défavorable ce qui se traduit par la projection d'images modifiées - différentes de la séquence "standard" (correspondant à une action correcte) -. Ensuite, tant que le feu n'a pas été éteint, l'opération va se dérouler avec projection d'images standard ou modifiées selon que le maniement de l'appareil est correct ou non. Bien entendu, lorsque l'appareil est vide (durée totale d'utilisation ayant atteint un seuil donné) les images sont modifiées, l'évolution étant défavorable. L'ordinateur va également, le cas échéant piloter le générateur 71, afin de générer des fumées froides 700 (non toxiques), ainsi que le haut-parleur 73, pour produire des bruits représentatifs de l'incendie. Ce haut-parleur 73 peut également être utilisé par la personne chargée de la formation pour adresser des messages aux stagiaires. Dans certains cas, il est également possible de produire des flashs au moyen du spot 72, ces flashs constituant des moyens complémentaires d'illustration d'une situation d'incendie. De même, le générateur de fumées froides et le spot peuvent aussi - de préférence - être actionnés spontanément (hors pilotage de l'ordinateur) par l'opérateur, lorsqu'il estime la situation opportune. Tous les paramètres relatifs aux actions du stagiaire au cours de l'exercice sont enregistrés par l'ordinateur, et peuvent ensuite être reproduits sur imprimante, en vue de l'élaboration d'une analyse de l'intervention. Bien entendu, si le stagiaire cesse de presser la gâchette du pointeur laser, il n'y a pas d'émission de rayon lumineux 50, ni d'information transmise par le capteur 3. Dans ce cas, l'ordinateur considère qu'il n'y a pas d'action sur le sinistre, et celui-ci va évoluer de manière naturelle. Un tel système peut être installé de manière fixe, à l'intérieur d'une salle, ou être monté sur véhicule, ce qui permet d'aller former le personnel à proximité de son lieu de travail. Au lieu d'un vidéo projecteur, on peut utiliser un rétroprojecteur, par exemple, du type MO 1280/2 de la société INTELWARE, associé à un écran LCD TFT. Dans ce cas, il est cependant nécessaire de transformer en signaux numériques les signaux vidéo (analogiques). Au lieu d'un tapis-contact, différents moyens assurant la même fonction, notamment des cellules opto-électroniques pourraient être prévus pour mesurer la distance de l'opérateur par rapport à l'écran. Au lieu de déterminer le temps de mise en service de l'appareil par comptage des impulsions du rayon intermittent émis, on pourrait utiliser une horloge asservie à l'actionnement de la gâchette, le rayon pouvant alors être continu. REVENDICATIONS 1. Système de formation de personnes à la manipulation des extincteurs d'incendie, qui comprend un écran (1) sur lequel un projecteur (2) projette des images animées simulant un incendie, lesdites images étant évolutives et fournies par un ordinateur (8) suivant un séquencement qui est fonction des actions de la personne (P), celle-ci manipulant un appareil d'intervention (4) du genre extincteur, qu'elle dirige sur l'incendie simulé, caractérisé par le fait que ledit appareil est équipé d'un pointeur laser (5) apte à émettre un faisceau lumineux (50), ce système comprenant un capteur optique (3) apte à localiser la zone d'impact (100') du faisceau (50) sur la surface d'écran (11), et à transmettre à l'ordinateur (8) une information correspondante, afin de faire évoluer en conséquence les images fournies au projecteur (2). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit faisceau lumineux (50) est un faisceau infrarouge. 3. Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que ledit pointeur laser (5) émet un rayon intermittent, sous forme d'impulsions, le capteur (3) étant adapté pour analyser la durée desdites impulsions et transmettre à l'ordinateur (8) une information correspondante. 4. Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens détecteurs de positions, tels qu'un tapis-contact (6) placé devant l'écran (1) apte à fournir à l'ordinateur (8) une information relative à la distance (D) de la personne (P)par rapport à l'écran. 5. Système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comporte un socle (40) destiné à supporter plusieurs appareils d'intervention (4A, 4B, 4C, 4D) de type différent, susceptibles d'être prélevés sélectivement par la personne (P), un contacteur associé à chacun desdites appareils étant adapté pour fournir à l'ordinateur une information sur l 'identité de l 'appareil prélevé (4D). 6. Système selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comporte un générateur de fumées froides (70), piloté ou non par l'ordinateur (8). 7. Système selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il comporte un spot (72) générateur de flashs lumineux qui est situé derrière la surface (11) de l'écran, celle-ci étant translucide, et qui est piloté ou non par l'ordinateur (8). 8. Système selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'il comporte un haut-parleur (73) générant des sons, piloté ou non par l'ordinateur (8). 9. Système selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que ledit appareil d'intervention (4) consiste en une bouteille à l'intérieur de laquelle sont logés des batteries d'alimentation du pointeur laser, un générateur de rayon laser, un multivibrateur générateur d'impulsions et un circuit de commande, tandis que le pointeur est disposé à l'extrémité d'un tube flexible équipé d'une gâchette. 10. Système selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ladite bouteille est équipée d'un percuteur, ledit circuit de commande assurant la mise sous tension du pointeur seulement si le percuteur et la gâchette ont été successivement actionnés. 1 1. Système selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que ledit projecteur (2) travaille en projection directe, la personne (P) étant située du même côté de l'écran que le projecteur (2). 12. Système selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que ledit projecteur (2) travaille en projection inverse, et est placé derrière l'écran (1), tandis que la personne est située devant celui-ci, la surface d'écran (11) étant transparente ou translucide.