Brevet FR2770781A1 — publié le 19990514

La présente invention concerne un procédé de protection des personnes ou, de manière générale, des êtres vivants par projection d'eau et une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Jusqu'à ce jour il était connu d'assurer la protection des biens contre l'incendie. A cet effet, on a disposé les biens dans des locaux protégés contre l'incendie grâce à des dispositifs adéquats protégeant également les locaux proprement dits. Ces dispositifs de protection contre l'incendie connus ont pour effet de diffuser en cas d'alerte un brouillard d'eau très fin diffusé par des têtes de diffusion couvrant la surface à protéger induisant une grande vitesse de vaporisation donc de refroidissement. L'importante température que produit un incendie provoque la transformation immédiate du brouillard en vapeur d'eau ce qui crée autour du foyer un environnement où l'air se raréfie en même temps que la température s'abaisse. Ces deux conditions réunies favorisent l'extinction d'un foyer d'incendie. De plus, à volume d'eau égal, le système à brouillard d'eau permet l'extinction d'une surface cent fois plus importante qu'avec un système SPRINKLER classique. De faibles quantités d'eau sont donc suffisantes pour obtenir un brouillard dense. Ces dispositifs connus sont utilisés pour l'extinction des foyers d'incendie. Par contre la protection des personnes s'effectue de maniére traditionnelle, c'est-à-dire par projection d'eau en gouttes sous forme massive dans des locaux à risque. L'invention vise non pas la lutte contre l'incendie pour protéger des biens mais la protection de personnes contre des risques tels que la projection de vapeur due à une fuite sur un circuit vapeur provoquée par la rupture d'une soupape de sécurité ou d'un robinet par exemple situé dans une chaufferie, un local de passage de canalisations vapeur ou un local avec un générateur de vapeur. II pourra s'agir également de la protection contre des projections de liquides dangereux pour l'homme tels que acides, bases, produits chimiques, produits chauds de nature à provoquer des brûlures chimiques ou thermiques. Egalement, il pourra s'agir de la protection contre les contaminants en général qu'ils soient radioactifs sous forme de poussière ou de polluants, sous forme d'aérosol voire gazeux dans certains cas, ainsi que les fumées. II a pu être constaté de nombreuses fois que dans les cas de figures spécifiques qui viennent d'être énumérées ci-dessus, la protection par projection d'eau sous sa forme traditionnelle, c'est-à-dire en gouttes sous forme massive donnait des résultats très médiocres et l'on pensait avoir atteint le maximum d'efficacité dans ce domaine. En fait, selon les constatations ayant conduit à l'invention, toutes les particules nocives, évoquées ci-dessus, en suspension dans l'air et susceptibles de porter atteinte aux personnes, ne sont pas assez efficacement entraînées vers le sol au passage des gouttes d'eau qui sont relativement, de dimension importantes. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient et concerne à cet effet un procédé de protection des personnes ou des êtres vivants par projection d'eau. Selon l'invention, I'eau est soumise à une pression telle à provoquer sa micronisation en très fines particules puis la diffusion de celles-ci, perdant aussitôt l'énergie cinétique de la pression initiale de micronisation de l'eau, pour créer un effet de brouillard de densité prédéterminée. Un tel brouillard a pour avantage par rapport aux gouttes d'eau traditionnellement utilisées jusqu'à ce jour, de présenter une surface maximum d'échange thermique ou encore un effet piégeant des particules nocives, très intéressant et d'efficacité bien supérieure au système traditionnel. Un tel effet de brouillard, obtenu à l'aide de buses sélectionnées à cet effet est utilisé, dans le domaine d'application considéré, pour absorber les différentes phases ou projections de produits. De plus, le brouillard d'eau ainsi obtenu est très doux et n'agresse aucunement la peau du corps humain qui a pu être en contact avec l'un des phénomènes décrits ci-dessus et qui s'en trouverait fragilisée. On peut dire que l'eau micronisée flotte dans l'atmosphère ce qui la rend trés fluide dans le volume protégé et la laisse prendre possession de l'ambiance du local. Outre l'application à effet curatif, c'est-à-dire intervention lorsqu'un événement nuisible a lieu ou a eu lieu, le procédé de l'invention permet aussi une protection préventive, par exemple pour éviter une explosion. L'action préventive de la micro-pulvérisation déclenchée sous forme de brouillard d'eau permet donc d'anticiper un risque. L'application du brouillard d'eau selon l'invention au moment choisi en fonction de l'optimisation de cette action le rend particulièrement original en amont du risque potentiel. Ainsi, des indices mesurés, détectés ou arrivant sous forme d'informations alarmantes peuvent conduire à déclencher la micro-pulvérisation: - afin de protéger par anticipation les occupants et les lieux et/ou l'environnement; - afin de limiter les risques; - afin d'abaisser le niveau des risques d'explosion ou d'empêcher que les conditions préalables ne se concentrent; - afin de faire barrage à une évolution prévisible du danger; - afin de diminuer la propagation du danger. La micro-pulvérisation ou micronisation de l'eau sous forme de brouillard d'eau pure ou avec un additif n'est pas seulement un moyen de post-réaction à l'un des problèmes cités précédemment, mais est aussi un moyen de prévention à potentiel de mise en action en amont d'un risque grandissant. L'action ainsi déclenchée diminue ou supprime l'importance du risque. La mise en oeuvre du procédé de l'invention pourra avantageusement être réalisée au moyen d'un système d'informations croisées par capteurs visant à optimiser les seuils de déclenchement pouvant être retenus après étude et analyse du risque. Un déclenchement non automatique et manuel en complément d'un déclenchement automatique pourra à tout moment et en toute circonstance permettre une utilisation adaptée découlant de la réflexion des intervenants (action ultra préventive, action psychologique pour les occupants de locaux, action combinée à l'arrêt de machines, action complémentaire lors d'une situation particulière, action d'assistance à une équipe d'intervention type gardien ou agents de sécurité). La qualité du résultat obtenu dépend du type des buses choisies et de leur orientation compte tenu de la configuration des lieux ainsi que de leur répartition et leur implantation aux endroits stratégiques à risque. A ce titre, I'invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre du procédé de protection précité. Dans cette installation, I'eau micronisée est produite à partir de têtes de diffusion disposées dans un local à protéger selon un nombre qui est le rapport entre la surface de la zone à protéger et leur surface de couverture et selon une disposition en fonction de la nature de la protection recherchée. En effet, I'invention permet de réaliser aussi bien une protection curative qu'une protection préventive dans différents domaines d'application. Ainsi l'installation selon l'invention est adaptée, ou pour le moins est adaptable, aux différentes applications énumérées plus haut. De plus, elle peut être adaptée, selon un mode de réalisation avantageux de l'invention à la prévention et à la protection contre des risques biologiques dus à la contamination possible d'un laboratoire ou d'un local par des bactéries ou des virus ou des cellules vivantes contaminées. Dans ce cas, I'installation comprend un réservoir contenant, ou une source appropriée produisant, un additif permettant la destruction de ces souches dangereuses, ainsi que leur fixation dans la solution de brouillard aqueux avec entraînement vers le sol. Le sol est alors équipé d'un système de récupération étanche des eaux contaminées pouvant être récupérées pour tout traitement adapté et permettant l'isolation de l'environnement. L'asservissement du système de réception des résidus contaminés pour leur isolation fait partie du dispositif, ainsi que tout asservissement permettant d'isoler le local (fermeture des portes, fenêtres, ventilation, cheminées ou gaines techniques et isolation des égouts). Le marquage chimique de la zone contaminée peut aussi s'effectuer grâce au dispositif par un système de couleurs ou de reconnaissance adapté. Le déclenchement de tout système visant à prévenir l'extension de l'effet nuisible est inclus dans ce dispositif (déclenchement de filtrations, d'analyses, d'alarmes, de pulvérisations complémentaires, de procédés de fixation par absorption, gélification, adsorption, congélation ou par tout procédé électrique de destruction d'électrocution, fragmentation, ionisation par ultra sons ou laser, ainsi que de traitement radioactif. Les différents asservissements de systèmes complémentaires à l'utilisation de base de la micro-pulvérisation en général sur les domaines d'application du brouillard d'eau fait partie de l'installation selon l'invention. La présente invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles. Cette description donnée à titre d'exemple non limitatif, fera comprendre comment l'invention peut être réalisée, en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une installation de protection selon l'invention; la figure 2 est une vue simplifiée de la figure 1; la figure 3 est un schéma d'implantation d'une installation en vue de dessus. Selon le procédé de protection des personnes, conforme à l'invention, à partir d'une réserve d'eau, on soumet cette dernière à une pression telle à provoquer sa micronisation en très fines particules puis on diffuse celle-ci, qui perd aussitôt l'énergie cinétique de la pression initiale de micronisation de l'eau. II est ainsi créé un effet de brouillard de densité prédéterminée qui est fonction de ladite pression obtenue, par exemple, par une pompe. C'est précisément la perte immédiate de toute énergie cinétique au niveau des gouttelettes une fois formées par la micronisation, qui rend le procédé parfaitement adapté à la protection humaine car le brouillard d'eau ainsi obtenu est très doux et aucunement agressif. Ceci est d'autant plus intéressant qu'au contact de la vapeur chaude ou de particules contaminantes en général, qu'elles soient radioactives ou non, la peau se trouve notablement fragilisée. Les essais ont démontré que de bons résultats étaient obtenus à partir de particules d'eau résultant de la micronisation, ayant des dimensions inférieures à 200 lum, de manière à les rendre volatiles. Egalement, il a pu être constaté que la pression initiale de l'eau devait être choisie entre 5 et 200 bars, en fonction de la densité de brouillard à obtenir. L'eau est micronisée sous pression gazeuse, sans ajout de Chloro-Fluoro-Carbone (C.F.C.) ou substitut à effet polluant. Cette pression est obtenue par l'intermédiaire d'une pompe ou grâce à des bouteilles sous pression ou encore les deux à la fois. Le gaz sous pression peut être de l'air comprimé ou bien également de l'azote. Selon le cas de figure, un produit piégeant est additionné à l'eau en fonction du risque possible, pour lui conférer un effet neutralisant. Avantageusement, I'eau est déminéralisée et un additif antibactérien y est ajouté. Nous verrons ci-après quelques applications, citées à titre d'exemples non limitatifs, pour lesquelles l'invention donne des résultats particulièrement intéressants. Protection contre la projection de vapeur due à une fuite sur un circuit vapeur. L'eau micronisée sous pression gazeuse absorbe dans ce cas les calories dégagées par la projection de vapeur selon une formule extrêmement intéressante due à la micropartiellisation de l'eau et offrant une surface maximum d'échange thermique. En outre, I'eau micronisée projetée à partir d'une partie haute du local, tout en se chargeant des calories de la vapeur, se condense et entraîne vers la partie basse du même local, la chaleur récupérée et diminue l'élévation de température ambiante dangereuse pour les occupants du local en question. Selon cet exemple, il s'agira de chaufferies, locaux de passage de canalisation de vapeur, locaux avec générateurs de vapeur. - Protection contre la projection de liquides dangereux pour l'homme (acide, base, produits chimiques, produits chauds). L'eau micronisée permet de limiter les dégâts de brûlures par contact de ces produits chimiques ou les effets de brûlures dues à la chaleur de ces produits. L'eau micronisée absorbe les calories de ces produits et permet un lavage immédiat de la peau en contact avec ces produits, limitant ainsi les brûlures chimiques et thermiques. En effet une micronisation d'eau immédiate est la meilleure solution de limiter les dégâts physiques dus à ces brûlures pour l'homme. Ensuite, une micronisation prolongée de quelques minutes va refroidir les brûlures et entraîne une action d'arrêt de la brûlure qui se poursuit normalement plusieurs minutes après la brûlure initiale. - Protection contre la projection de contaminants en général qu'ils soient radioactifs, sous forme de poussière, ou de polluants sous forme d'aérosol voire gazeux dans certains cas, ainsi que les fumées. Dans le cas plus précisément des contaminants radioactifs, I'eau micronisée va piéger ceux-ci et les entraîner vers le sol, limitant ainsi leur ingestion ou leur respiration par des personnes présentes dans cette ambiance lors d'une fuite accidentelle. II est bien entendu que l'invention concerne également la protection contre tous autres risques tels que ceux provoqués par la présence d'amiante. II est à noter que l'efficacité du système dépend de la rapidité de mise en oeuvre ainsi que de la durée d'exposition possible grâce à un calcul judicieux des réserves d'eau nécessaires. L'installation 1 globalement désignée sur les figures permet de produire une eau micronisée à partir de têtes de diffusion 2 disposées dans un local 3 à protéger. Les têtes de diffusion 2 sont reliées à un réservoir ou une source d'eau 6. Le nombre de ces têtes est défini par le rapport entre la surface de la zone à protéger et la surface de couverture desdites têtes. Leur disposition est fonction de la nature de la protection recherchée. Les têtes 2 doivent être montées le plus haut possible, les diffuseurs étant dirigés vers le bas. II peut être nécessaire de placer des diffuseurs dans d'autres directions en fonction des obstacles (variables en fonction du type de têtes). Selon l'une des configurations représentées sur le schéma de la figure 3, les têtes de diffusion 2A sont disposées de telle sorte à constituer un rideau d'eau micronisée délimitant une zone à risque A dans un local 3 et interposé entre ladite zone A et des personnes B susceptibles de se trouver dans ce même local. Selon ce même schéma de la figure 3, on voit aussi que les têtes de diffusion 2 sont disposées de telle sorte à couvrir la totalité de la zone à risque A par diffusion de l'eau micronisée, apte à créer un brouillard protecteur prenant possession de l'ambiance du local pour annihiler le risque, préalablement à la présence de personnes B ou pendant la présence de personnes B, par projection directe sur celles-ci. Comme déjà évoqué, les têtes de diffusion 2 ou 2A sont disposées le plus haut possible dans un local à protéger et dirigées globalement vers le bas, selon une répartition uniforme. Comme le montre la figure 2 et à titre d'exemple, pour une tête de diffusion 2 couvrant une surface maximum de 12 m2: - la distance maximum entre les têtes sera de 4 mètres; - la distance maximum entre les têtes et le mur sera de 2 mètres; - la distance minimale entre les têtes et le mur sera de 0,5 mètre. En l'occurrence, dans un local ayant une longueur d'environ 7 m, une largeur d'environ 5 m et une hauteur d'environ 4 m, les têtes sont à 1,25 mètre (Da) ou 1,25 mètre (Db) du mur et sont espacées l'une de l'autre de 3 mètres (Db) dans un sens et de 2,5 mètres (Db) dans l'autre. Selon un perfectionnement de l'invention, visible sur la figure 1, I'installation comprend une cabine 4 éventuellement escamotable disposée dans un local à protéger 3 et comportant un dispositif de tête de diffusion 2 destiné à la projection directe sur une personne B d'une eau micronisée en vue de la protéger préventivement avant son intervention dans une zone à risque ou curativement après ladite intervention, et une commande 5 reliée à la tête de diffusion 2. Selon un premier exemple d'application, I'installation représentée sur les figures est destinée à la protection des personnes contre la projection de tout produit chaud, liquide ou gazeux, tel que vapeur, acide, base, produit chimique, entrant ou susceptible d'entrer en contact avec la peau, par l'intermédiaire d'une eau micronisée projetée à partir d'une partie haute du local protégé, qui se charge des calories présentes et se condense en entraînant vers une partie basse la chaleur récupérée pour diminuer l'élévation de température ambiante, tout en effectuant un lavage immédiat de la peau d'une personne exposée, limitant le processus de brûlures chimiques ou thermiques. Selon un autre exemple d'application de la même installation, celle-ci est destinée à la protection des personnes contre la projection de contaminants radioactifs sous forme de poussière, d'aérosol, de gaz ou de fumée par l'intermédiaire d'une eau micronisée ayant un effet piégeant contre ces contaminants et les entraînant vers le sol, limitant ainsi leur ingestion ou respiration. Une mise en place particulière est étudiée près d'une porte, d'un accès, pouvant être lui aussi protégé par un écran adapté au lieu, ainsi que par un système d'alarme permettant de prévenir les secours. Pour chacune des applications énumérées l'installation peut être complétée par un système de récupération étanche des eaux contaminées, représenté par un écoulement 7 au sol du local représenté sur la Figure 2. Pourront également être prévus tous systèmes automatiques favorisant la rapidité de mise en oeuvre telle que des systèmes relevant le niveau de température, la vitesse d'élévation de cette température, I'analyse de l'air, la pression, I'alpacité, etc., etc. REVENDICATIONS 1. Procédé de protection des personnes ou êtres vivants par projection d'eau, caractérisé en ce que l'eau est soumise à une pression telle à provoquer sa micronisation en très fines particules, puis la diffusion de celles-ci, perdant aussitôt l'énergie cinétique de la pression initiale de micronisation de l'eau, pour créer un effet de brouillard de densité prédéterminée. 2. Procédé de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que les particules d'eau résultant de la micronisation ont des dimensions inférieures à 200 pm, de manière à les rendre volatiles. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la pression initiale de l'eau est choisie entre 5 et 200 bars en fonction de la densité de brouillard à obtenir. 4. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'eau est micronisée sous pression gazeuse, sans ajout de Chloro-Fluoro-Carbone ou substitut à effet polluant. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le gaz sous pression est de l'air comprimé. 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le gaz sous pression est de l'azote. 7. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'eau est micronisée sous une pression obtenue par une pompe. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un produit piégeant est additionné à l'eau en fonction du risque possible, pour lui conférer un effet neutralisant. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'eau est déminéralisée et en ce qu'un additif antibactérien y est ajouté. 10. Installation pour la mise en oeuvre d'un procédé de protection des personnes ou êtres vivants par projection d'eau, selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que l'eau micronisée est produite à partir de têtes de diffusion (2) disposées dans un local (3) à protéger selon un nombre qui est le rapport entre la surface de la zone à protéger et leur surface de couverture et selon une disposition en fonction de la nature de la protection recherchée. 11. Installation pour la mise en oeuvre d'un procédé de protection des personnes ou êtres vivants par projection d'eau selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les têtes de diffusion (2) sont disposées de telle sorte à constituer un rideau d'eau micronisée délimitant une zone à risque (A) dans un local (3) et interposé entre ladite zone (A) et des personnes (B) susceptibles de se trouver dans ce même local. 12. Installation pour la mise en oeuvre d'un procédé de protection des personnes ou êtres vivants par projection d'eau selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les têtes de diffusion (2) sont disposées de telle sorte à couvrir la totalité de la zone à risque (A) par diffusion de l'eau micronisée, apte à créer un brouillard protecteur prenant possession de l'ambiance du local pour annihiler le risque, préalablement à la présence de personnes (B) ou pendant la présence de personnes (B), par projection directe sur celles-ci. 13. Installation selon l'une des revendications 10, 11 ou 12, caractérisé en ce que les têtes de diffusion (2, 2A) sont disposées le plus haut possible dans un local à protéger et dirigées globalement vers le bas, selon une répartition uniforme. 14. Installation selon la revendication 13, caractérisée en ce que pour une tête de diffusion (2, 2A) couvrant une surface maximum de 12 m2: - la distance maximum entre les têtes est de 4 mètres; - la distance maximum entre les têtes et le mur est de 2 mètres; - la distance minimale entre les têtes et le mur est de 0,5 mètre. 15. Installation selon l'une des revendications 10 à 14, caractérisée en ce qu'elle comprend une cabine (4), éventuellement escamotable, disposée dans un local à protéger (3) et comportant un dispositif de têtes de diffusion (2) destiné à la projection directe sur une personne (B) d'une eau micronisée, en vue de la protéger préventivement avant son intervention dans une zone à risque ou curativement après ladite intervention. 16. Installation selon l'une des revendications 10 à 15, caractérisée en ce qu'elle est destinée à la protection de personnes contre la projection de tout produit chaud, liquide ou gazeux, tel que vapeur, acide, base, produit chimique, entrant ou susceptible d'entrer en contact avec la peau, par l'intermédiaire d'une eau micronisée projetée à partir d'une partie haute du local protégé qui se charge des calories présentes et se condense en entraînant vers une partie basse la chaleur récupérée pour diminuer l'élévation de température ambiante, tout en effectuant un lavage immédiat de la peau d'une personne (B) exposée limitant le processus de brûlures chimiques ou thermiques. 17. Installation selon l'une des revendications 10 à 15, caractérisé en ce qu'elle est destinée à la protection des personnes contre la projection de contaminants radioactifs sous forme de poussière, d'aérosol, de gaz ou de fumée, par l'intermédiaire d'une eau micronisée créant un effet piégeant contre ces contaminants et les entraînant vers le sol, limitant ainsi leur ingestion ou respiration.