Brevet FR2795648A1 — publié le 20010105

L'invention s'applique aux longues installations fixes de pulvérisation d'eau ou de liquides spécifiques, destinées à la lutte contre l'incendie, à l'épuration et au refroidissement de l'air, et aussi à la décontamination, dans les tunnels de transport, et dans certains établissements industriels ou miniers. Les incendies à l'intérieur des tunnels de transport sont liés à la conception même de ces ouvrages dont le plan s'apparente à celui des fours-tunnels de l'industrie tant en ce qui concerne la distribution de l'air neuf comburant que pour l'évacuation des fumées. En outre, l'importance des pertes de charge sur les flux d'air, se traduit par des combustions réductrices aggravant la charge et la toxicité des fumées, dans une atmosphère déjà chargée en monoxyde de carbone. Le débit de ces fumées, dilatées par la température, croît vite dans un milieu soumis au confinement infrarouge, et a tendance à saturer le système d'aspiration des fumées, et a envahir très rapidement le tunnel, clouant sur place tous les véhicules, et interdisant de ce fait l'approche des véhicules de secours, et la mise en ceuvre des bouches d'incendie (espacées de 200 m) lorsqu'elles existent. L'expérience a prouvé, en effet, que l'utilisation de la lance à eau alimentée par une bouche d'incendie, bien que préconisée en France par la législation du 29 décembre 1981 est totalement inadaptée à l'espace restreint d'un tunnel où le simple dévidage d'une manche à eau exige un minimum de concentration et représente une véritable course contre la montre en atmosphère de plus en plus délétère. Face à ces difficultés, les solutions avancées jusqu'à présent, se limitent le plus souvent au sauvetage des personnes, par aménagement de refuges à l'intérieur des gaines de ventilation, imposant l'abandon immédiat des véhicules, et laissant l'usager fortement dépendant des réflexes du personnel d'exploitation, et à la merci d'un dysfonctionnement toujours possible de l'usine de ventilation. C'est pourquoi une approche différente s'impose : l'installation d'un réseau axial fixe de pulvérisation d'eau, sur toute la longueur du tunnel, et dont les télécommandes, d'une fiabilité absolue, seraient d'un accès immédiat pour les usagers. En effet, seule une installation à grand débit, à réaction instantanée et ciblée sur la zone du sinistre, est de nature à réduire à la dimension d'un incident anodin, ce qui dans la situation actuelle conduit à la catastrophe, à condition toutefois, de résoudre certaines difficultés liées aux caractéristiques particulières des ouvrages à équiper. Cette solution implique nécessairement la présence d'une conduite en charge sur toute la longueur du tunnel, alimentée par au moins un château d'eau. On se heurte alors à un effet de bélier considérable au moment de la fermeture des vannes, lié tant à la capacité très importante de la colonne humide, qu'à la valeur souvent très faible de sa perte de charge (et donc de la décélération induite), ce qui conduit à multiplier les dispositifs anti- bélier et à prévoir des aménagements spéciaux sur les vannes manuelles mises à la disposition du public. D'autre part, la fiabilité, l'efficacité, et le délai d'intervention sur ce type d'installation, dépendent de l'accessibilité, du nombre, et de la protection des sites de commande des vannes, de leur indépendance à l'égard de toute source d'énergie externe, et de leur relative invulnérabilité à l'égard des dégradations de toutes sortes. Cependant le nombre de ces commandes ne peut pas être multiplié facilement par des moyens purement mécaniques pour des raisons de coût et d'encombrement, et celles-ci seraient rendues d'autant plus vulnérables à l'égard du vandalisme. En outre, la nécessité d'associer une commande manuelle à une commande automatique liée à des détecteurs d'incendie, pour la desserte d'une même portion de rampe de pulvérisation, oblige généralement à doubler la vanne mécanique par une coûteuse vanne motorisée. Il faut noter que dans le cas d'une installation linéaire de lutte contre l'incendie placée en tunnel, avec rampes d'arrosage fixées à la voûte, on sera tenu d'accorder la priorité au mode manuel de fonctionnement, parce que mieux ciblé et plus intensif, mais cette contrainte sera généralement difficile à satisfaire. En ce qui concerne les rampes d'arrosage, fixées parallèlement à l'axe du tunnel, il est essentiel de prévoir une longueur de chevauchement suffisante sur la zone frontière entre 2 tronçons voisins : de cette façon on évite les situations où un foyer d'incendie relativement étendu, n'étant pas complètement couvert par un seul tronçon de rampe (en mode manuel), on serait conduit à diviser le débit disponible entre 2 tronçons, avec le risque de nuire à l'efficacité d'une deuxième intervention concomitante (bien que peu probable) en un site plus éloigné. Mais il résulte d'un tel chevauchement des tronçons, que le fonctionnement en mode automatique, qui répartit le débit disponible sur 2 tronçons contigus, n'est absolument pas homogène: beaucoup de débit dans la zone centrale du chevauchement, et un apport plus faible partout ailleurs, situation difficilement acceptable. D'autre part, la pose de rampes sous forme de tronçons séparés avec chevauchements, occupera plus de place et demandera plus de matériel et plus de temps qu'une rampe continue. Le système selon l'invention résout toutes ces difficultés en mettant en oeuvre une série de servomécanismes régulièrement répartis le long de la colonne humide, chacun d'entre eux étant affecté à la manoeuvre contrôlée d'une des vannes alimentant, par tronçons isolés, une ou deux rampes continues de pulvérisation de liquides contre l'incendie, selon des séquences d'arrosage de forte ou moyenne intensité et de durée variable. Chacun de ces servomécanismes selon l'invention, dépend d'une série de télécommandes sécurisées, manuelles ou à pédale, du type pistons pneumatiques, ou hydrauliques dans un autre mode de réalisation de l'invention, fixés sur les parois du tunnel et associés à une soupape d'annulation ainsi qu'à une télécommande supplémentaire permettant l'adjonction d'un additif améliorant l'efficacité de la lutte contre les feux d'hydrocarbures. Ces télécommandes, conçues pour être manoeuvrées par les usagers, et donc sécurisées, permettent de télécommander par pression de fluide(s), l'ouverture d'une vanne d'alimentation en eau d'une cuve. La montée du niveau d'eau dans la cuve, entraîne celle d'un flotteur lesté, en forme de cloche à plongeur et muni d'une purge d'air, retenu par un câble enroulé sur un tambour et équilibré par un contrepoids. Ce tambour est solidaire de la vanne alimentant la ou les rampes, la descente du contrepoids tendant à ouvrir cette vanne. La cuve étant pleine, une soupape actionnée par un flotteur fait tomber la pression dans le circuit de commande coupant ainsi l'alimentation de la cuve. Dans un autre mode de réalisation, la vanne alimentant la cuve reste ouverte pendant un certain délai après disparition de la pression du fluide de commande, ce qui permet de réaliser un circuit de commande à débit de fuite pouvant nécessiter des relances périodiques de la part de l'utilisateur. Après vidange de la partie supérieure de la cuve par le tube connectant la base de la cuve à la branche descendante d'un siphon à amorçage automatique, lui-même connecté à la base de cette cuve, le flotteur lesté descend à son tour, entraînant la fermeture progressive de la vanne d'alimentation de la rampe. Cette vidange est alors accélérée par l'ouverture progressive, pilotée par un flotteur, du tiroir d'entrée du siphon. La vitesse de cette vidange, et donc la vitesse de fermeture de la vanne alimentant la rampe, est modulée en fonction de la pression instantanée du réseau, par la perte de charge créée, à l'intérieur du siphon, par un tube élastique coaxial relié à la colonne humide, et fermé par une soupape à son extrémité. La fiabilité du dispositif selon l'invention est liée au fait que la manceuvre de vanne ainsi décrite, ne dépend que de l'énergie liée à la pression de l'eau dans la colonne, et que d'autre part, toute montée subite de pression dans la colonne, entraîne le laminage du débit évacué par le siphon, et donc une pause dans la fermeture de la vanne alimentant la rampe. Le mode automatique de fonctionnement fait appel à une petite électrovanne, reliée à des détecteurs automatiques d'incendie, et alimentant la cuve en parallèle avec la vanne susdite, commandée par pression de fluide. Là aussi l'avantage est considérable : on évite d'une part l'installation d'une importante et coûteuse vanne motorisée pour l'alimentation de chaque tronçon de rampe, et d'autre part on gagne en fiabilité, étant donné que le mode automatique ne sera plus alors dépendant d'un réseau électrique, mais seulement de liaisons électriques autonomes et à courants faibles. D'autre part, la présence de clapets anti-retour à l'entrée de secteurs mitoyens entre 2 tronçons voisins sur une même rampe continue, offre la possibilité de chevauchements importants: chacun des servomécanismes selon l'invention permet alors d'alimenter en son milieu, une portion de rampe constituée par un tronçon central et, de part et d'autre, par des secteurs mitoyens alimentés, soit par la droite, soit par la gauche, mais jamais simultanément en mode manuel, où il s'agit de concentrer le débit sur un seul tronçon de rampe. En mode automatique, compte tenu de l'imprécision de la détection automatique d'un foyer naissant, le plus souvent deux servomécanismes voisins seront actionnés simultanément : de cette façon la probabilité, déjà élevée, d'atteindre la zone du sinistre est fortement accrue, et 2 tronçons contigus étant alimentés, le secteur mitoyen situé au centre se trouve alors alimenté par ses deux extrémités. Un mode préférentiel de réalisation de l'invention est décrit ci-dessous de manière détaillée en se référant à la planche de dessins en annexe et comportant deux figures La figure n 1 représente un dispositif essentiel du système selon l'invention, permettant à une série de télécommandes manuelles, dont une seule est représentée, d'agir par fluides de commande sur un servomécanisme pilotant la vanne d'alimentation d'un tronçon étendu de rampe d'aspersion. II s'agit, d'une part, d'un dispositif hybride, étant donné qu'il conjugue une télécommande manuelle à voies multiples, avec une télécommande automatique liée à des capteurs, et il assure, d'autre part, plusieurs fonctions distinctes, dont la première consiste à assurer la manoeuvre d'ouverture rapide de la vanne susdite, la seconde à imposer un temps défini d'ouverture de cette vanne, et la troisième à en optimiser la fermeture par la maîtrise absolue du phénomène de coup de bélier. En outre, le servomécanisme selon l'invention offre une protection des sites de commande contre la chaleur de l'incendie et la malveillance, par aspersion de ces zones en liaison avec l'alimentation de la cuve du servomécanisme. La figure n 2 représente un mode de réalisation d'une rampe d'arrosage continue, adaptée aux modes de fonctionnement du dispositif selon l'invention par la présence de clapets bornant des secteurs mitoyens, et permettant d'une part, d'obtenir une répartition homogène de l'eau d'arrosage en mode automatique, et d'autre part, d'assurer un recouvrement suffisant des tronçons voisins, à leurs extrémités lorsqu'ils fonctionnent isolément, c'est à dire en mode manuel. Des télécommandes 1 manuelles ou à pied, chacune étant constituée par un organe de mise en pression tel qu'un piston, dans un mode préférentiel de réalisation de l'invention, et reliée par le tube 2, borné par les clapets 3, à un vase d'expansion 4, accumulant le fluide 5, muni du contacteur 6 sensible à la pression, et de la soupape 7, sont associées à une valve de décharge 8 reliée au vase d'expansion 4 par le tube 9 ou, selon un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention, par le truchement d'un élément coulissant actionnant la soupape 7. Le fluide de commande 5 agit sur l'organe de manoeuvre temporisé ou non, de la vanne 10, laquelle est placée en amont du robinet 11, lequel est commandé par le flotteur 12, et permet le remplissage de la cuve 13 avec l'eau du réseau fournie par la colonne humide 14. L'électrovanne 15, asservie à des détecteurs d'incendie, alimente en parallèle le robinet 11, et peut être désactivée par l'homologue du contacteur 6, placé sur un servomécanisme voisin. Le tube 16 alimente les buses d'aspersion 17 des zones de commande à partir de l'alimentation de la cuve 13. Celle-ci, équipée des butées 18 placées à un niveau voisin de celui de la tête du siphon 19, abrite le flotteur 20 en forme de cloche à plongeur, lequel est suspendu au câble 21, lui-même soutenu par la poulie 22 et relié au contrepoids 23. Le mouvement de ce flotteur 20 muni d'une purge d'air réglable, entraîne la rotation du tambour 24 lié à l'axe de la vanne 25 alimentant un tronçon 38 de rampe d'incendie. Dans le cas du déclenchement manuel du dispositif, le mode manuel ayant la priorité sur le mode automatique, le contacteur 6 permet de faire respecter cette priorité en désactivant les électrovannes 15 voisines. Le segment 26, coulissant au travers du flotteur 20, porte à son extrémité supérieure le flotteur 27, et à son extrémité inférieure la vanne à élément coulissant perforé 28, commandant l'entrée du siphon 19 à amorçage automatique. Lorsque le niveau de l'eau monte dans la cuve 13, le flotteur 20 progresse jusqu'à la butée 18, position de pleine ouverture de la vanne 25. La vanne 29 télécommandée par pression de fluide, permet l'introduction d'additifs au voisinage de la vanne 25, tandis que la vanne 30 asservie à la température, permet également l'introduction d'additifs au sein du servomécanisme. Parallèlement la vanne 28 se ferme sous l'action de son flotteur 27, freinant le débit du siphon 19 dès son amorçage. Par la suite, le niveau de la cuve 13 étant proche de son maximum, le flotteur 12 réduit le débit du robinet 11 et actionne en fin de course la soupape 7, par l'intermédiaire de l'élément 32 et du culbuteur 33, ainsi que le contacteur 31 placé sur le circuit de l'électrovanne 15. La pression de commande étant alors annulée, l'alimentation de la cuve 13 ayant cessé, un débit de fuite freiné par la vanne 28, et ajusté à l'aide du robinet 34, lui-même porté par le tube 35 reliant la base de la cuve 13 à la partie descendante du siphon 19 entraîne alors la baisse du niveau dans la cuve 13, puis l'ouverture progressive de la vanne 28 : le siphon 19 évacue l'eau de la cuve 13 par la section libre entre le siphon 19 et le tube souple 36, lequel est relié à la colonne humide 14, et fermé à son extrémité libre par la soupape 37. En mode manuel, un seul tronçon 38 de rampe d'arrosage est alimenté: II fonctionne alors sur une longueur maximale de part et d'autre de son té d'alimentation par invasion des secteurs mitoyens 39 délimités par les clapets 40 disposés en opposition : ces secteurs mitoyens 39 permettent le chevauchement des tronçons contigus d'une même rampe continue, sur une longueur suffisante, évitant ainsi l'obligation d'alimenter 2 tronçons simultanément, à la façon du mode automatique, dans le cas d'un sinistre situé à la limite entre 2 tronçons. Le système selon l'invention est utilisable pour la lutte contre l'incendie, l'épuration et le lavage de l'air, ou la décontamination dans les tunnels de transport et les installations industrielles ou minières. REVENDICATIONS 1) Dispositif fixe axial intégré et à réaction rapide, de prévention et lutte contre l'incendie, et d'assainissement du milieu, notamment en tunnels, par télécommandes décentralisées, de servomécanismes, pour l'alimentation de rampes de pulvérisation d'eau, adaptées aux différents modes de fonctionnement de celui-ci, caractérisé par le fait qu'il conjugue un mode manuel intensif de fonctionnement, mode prioritaire, avec un mode automatique, et qu'il permet la pulvérisation par zones, d'eau ou de liquides spécifiques pour le nettoyage ou la lutte contre l'incendie, fournis sous pression par une colonne (14) humide, qu'il comporte, pour chaque zone, plusieurs télécommandes (1) immédiatement accessibles, sécurisées, manuelles ou à pédale, actionnant un servomécanisme autonome en énergie, chargé d'alimenter une portion limitée d'une ou plusieurs rampes continues d'arrosage adaptées aussi bien au mode manuel qu'au mode automatique, et que ces télécommandes (1) permettent de faire varier la pression d'au moins un fluide de commande (5), par l'intermédiaire du tube (2) borné par les clapets (3), qu'une vanne (10) reliée à la colonne (14), et s'ouvrant sous l'action du fluide de commande (5) accumulé dans un vase d'expansion (4), alimente une cuve (13) par le robinet (11) actionné par le flotteur (12), en parallèle avec une électrovanne (15) asservie à des capteurs, permettant le remplissage de ladite cuve (13) jusqu'à ce que le flotteur (12) actionne la soupape (7) du vase d'expansion (4) et ouvre le contact (31) par l'intermédiaire d'une tige (32) et d'un culbuteur (33), et qu'en outre cette cuve (13) dudit servomécanisme abrite un flotteur (20) équilibré par un contrepoids (23) manoeuvrant directement, ou indirectement, à l'aide d'un élément souple (21), la vanne d'alimentation (25) d'un tronçon (38) d'une ou plusieurs rampes continues d'arrosage, et que le remplissage de la cuve (13) par l'eau du réseau, entraînant l'ouverture complète de la vanne d'arrosage (25), est suivi de sa vidange progressive liée à un débit de fuite réglable par un robinet (34) auquel vient s'ajouter le débit variable et contrôlé d'un siphon (19) à amorçage automatique. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque télécommande (1) est environnée de dispositifs d'arrosage connectés sur l'alimentation de la cuve (13) entre la vanne (10) et le robinet (11). 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le contacteur (6), sensible à la pression, équipant le vase d'expansion (4), coupe l'alimentation électrique de l'électrovanne (15) homologue d'au moins un dispositif voisin. 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la paroi de la cuve (13) présente une butée d'arrêt (18) interne réglable par éléments mobiles, limitant la montée du flotteur lesté (20) à un niveau proche de celui de la tête du siphon (19). 5) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que des additifs spécifiques, adaptés à chacune des conditions particulières d`ütilisation de l'eau de la colonne (14), sont injectés en aval de la colonne (14), en amont du tube (36), eTâu voisinage de la vanne (25). 6) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube (35), équipé du robinet (34) relie la base de la cuve (13), au siphon à amorçage automatique (19). 7) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une vanne perméable (28), reliée au flotteur (27) et placée à la base de la cuve (13), contrôle l'entrée du siphon à amorçage automatique (19) et celle du tube (35). 8) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un tube souple (36) relié directement, ou indirectement, à la colonne (14), et fermé par une soupape (37) à son extrémité libre, pénètre sur une certaine longueur à l'intérieur du siphon à amorçage automatique (19). 9) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque rampe continue de pulvérisation comporte des tronçons (38) prolongés, de part et d'autre, par des secteurs mitoyens (39) délimités par des clapets anti-retour (40) permettant seulement l'entrée du liquide dans ces secteurs. 10) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le flotteur (20) comporte un ballast équipé d'une purge d'air réglable.