Brevet FR2803763A1 — publié le 20010720

SYSTEME DE DETECTION ET DE LUTTE CONTRE L'INCENDIE DANS UN CONVOI FERROVIAIRE L'invention concerne les convois ferroviaires de transport de véhicules routiers, et plus particulièrement dans de tels convois ferroviaires, un système pour détecter la position d'un ou plusieurs foyers d'incendie sur un ou plusieurs wagons et pour lutter contre ces foyers d'incendie en fonction de leur position sur le wagon. I1 est connu de la demande de brevet français N 97 13138 des dispositifs d'extinction automatique d'incendie intégrés à un convoi ferroviaire qui comportent un wagon-citerne pompe distribuant un liquide extincteur à chaque wagon par l'intermédiaire de canalisations équipées d'arroseurs placés dans les wagons porteurs de véhicules de transport routier. L'arrosage est commandé soit par la fusion des obturateurs thermo-fusibles équipant les arroseurs d'un réseau principal, soit par l'utilisation de détecteurs d'incendie dont les signaux entraînent l'actionnement de vannes motorisées alimentant un réseau secondaire. Ce type de dispositif d'extinction automatique d'incendie présente l'inconvénient de déclencher l'arrosage par le réseau principal sur la zone couverte uniquement par l'arroseur à obturateur thermofusible, et/ou sur un réseau secondaire couvrant tout le wagon et/ou associé au véhicule transporté sur la base d'un signal fourni par un seul détecteur pour tout le wagon. Or, dans le cas d'un convoi ferroviaire, le courant d'air chaud dû au foyer d'incendie se déplace dans le sens inverse du déplacement du train de sorte que l'obturateur à thermo-fusible qui se déclenche n'est pas toujours celui qui est le plus proche du foyer, d'où une certaine inefficacité quant à l'effet de l'arrosage sur le foyer réel. Par ailleurs, comme chaque réseau secondaire n'est déclenché que par un seul détecteur d'incendie, il n'intervient rapidement dans la lutte contre l'incendie que dans la mesure où le détecteur est proche du foyer. En outre, l'arrosage obtenu est dispersé sur tout le wagon et est donc relativement inefficace sur l'extinction du foyer, foyer sur lequel devraient être concentrés tous les moyens de lutte contre l'incendie. Un but de l'invention est donc de réaliser un système de détection de la position d'un foyer d'incendie dans un wagon d'un convoi ferroviaire de transport de véhicules routiers ainsi qu'un système de lutte contre l'incendie qui concentre l'arrosage du liquide extincteur sur le foyer d'incendie détecté. L'invention concerne donc un système de détection et de lutte contre l'incendie dans un convoi ferroviaire comprenant plusieurs wagons, dont au moins un wagon comprend au moins un réservoir de liquide extincteur et au moins un dispositif de propulsion du liquide extincteur dans des canalisations de distribution aux autres wagons, lesdites canalisations étant équipées, sur chaque wagon de transport de véhicule(s) routier(s), de vannes et de buses d'arrosage, caractérisé en ce que chaque wagon de transport de véhicule(s) routier(s) comprend - un dispositif de détection de la position d'un foyer d'incendie comprenant une pluralité de détecteurs de rayonnement infrarouge à des positions déterminées du wagon, et - un dispositif électronique de commande des vannes équipant les canalisations de distribution de chaque wagon en fonction de la position du détecteur qui a détecté le rayonnement infrarouge de manière à 3 déclencher les buses d'arrosage à proximité du foyer d'incendie. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un exemple particulier de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints dans lesquels - la figure 1 est un schéma montrant la composition d'un convoi ferroviaire comprenant un système de détection et de lutte contre l'incendie selon l'invention ; - la figure 2 est un schéma simplifié illustrant les éléments de lutte contre l'incendie disposés sur un wagon du convoi ferroviaire ; - la figure 3 est un schéma montrant la disposition des arroseurs ou buses d'arrosage selon l'invention ; - la figure 4 est un schéma montrant la disposition des détecteurs d'incendie sur un wagon selon l'invention ; - la figure 5 est un schéma fonctionnel d'un automate de détection d'incendie et de lutte contre l'incendie détecté ; - la figure 6 est un diagramme temporel des instants d'échantillonnage des signaux électriques de chaque détecteur d'incendie ; - la figure 7 est une représentation de l'algorithme de détection d'un foyer d'incendie selon l'invention ; - la figure 8 est un schéma illustrant une disposition des détecteurs d'incendie, des buses d'arrosage et des différentes zones de détection et d'arrosage ; - la figure 9 est un schéma illustrant une stratégie de lutte contre l'incendie selon l'invention. Un convoi ferroviaire de transport de véhicules routiers de marchandises comprend au moins une locomotive de tête 10 à une extrémité et une locomotive de queue 12 à l'autre extrémité du convoi. Entre les deux locomotives 10 et 12 sont disposées, par exemple, deux rames de m wagons W1 à Wm, chacune agencée pour transporter des véhicules routiers de marchandises. Ces véhicules routiers sont amenés sur les wagons de chaque rame et déchargés à leur destination par l'intermédiaire de deux plates-formes de manoeuvre 14a et 14b. Il comprend également un wagon 16, derrière la locomotive de tête 10, pour transporter les chauffeurs des véhicules routiers et un wagon 18 de transport de moyens de lutte contre l'incendie. Ces moyens de lutte contre l'incendie sur le wagon 18 comprennent principalement un réservoir principal 20 rempli d'un liquide extincteur à la pression atmosphérique tel que de l'eau, une pompe haute pression 22 disposée sur une canalisation de sortie 24 du réservoir principal et un réservoir secondaire 26 rempli d'un liquide antigel dont une canalisation de sortie 32 est équipée d'une pompe moyenne pression 28. Les sorties des pompes haute pression 22 et moyenne pression 28 sont connectées à une canalisation principale de distribution 34 qui alimente dans chaque wagon W1 à Wm deux conduits de distribution 40 et 42 montés d'un côté et de l'autre de chaque wagon. La canalisation de sortie 24 du réservoir principal 20 comprend une vanne manuelle 80 à la sortie du réservoir suivie d'une vanne motorisée 82, ce qui permet de contrôler la circulation du liquide extincteur. Le réservoir principal est équipé d'une canalisation de remplissage 84 équipée d'une vanne manuelle 86, d'une vanne anti-retour 88 et d'une embouchure de remplissage 90. La sortie de la vanne motorisée 82 est connectée à l'entrée de la pompe 22 dont la sortie est connectée à la canalisation principale 34 par une vanne anti-retour 92. La pompe 22 comprend une pompe proprement dite P et un moteur d'entraînement M du type diesel de manière à rendre le système indépendant de l'alimentation électrique. La canalisation de sortie 32 du réservoir de liquide antigel 26 comprend une vanne manuelle 94 dont la sortie est connectée à l'entrée de la pompe 28. La sortie de la pompe est connectée directement au conduit 42 de la canalisation 34 et par l'intermédiaire d'une vanne anti-retour 96 au conduit 40. Cette liaison entre la pompe 28 et le conduit 42 est équipée d'un indicateur de circulation de liquide anti gel 98 qui fournit un signal FI s'il détecte une circulation d'anti-gel. Elle est également équipée de contacteurs à pression PS1, PS2 et PS3 qui fournissent respectivement des signaux Pl, P2 et P3. Le signal Pl apparaît lorsque la pression dans la canalisation est inférieure à un seuil S1, par exemple 20 bars. Le signal P2 apparaît lorsque la pression est supérieure à un seuil S2, par exemple 25 bars. Le signal P3 apparaît lorsque la pression est inférieure à un seuil S3, par exemple 10 bars. La pompe 28 comprend, comme la pompe 22, une pompe proprement dite P et un moteur d'entraînement de type diesel M. Le réservoir d'anti-gel 26 est équipé d'une canalisation de remplissage 100 comportant une vanne manuelle 102, une vanne anti-retour 104 et une embouchure de remplissage 106. Le réservoir antigel 26 est équipé d'une deuxième canalisation de sortie 108 pour alimenter la pompe 22 en antigel par l'intermédiaire d'une vanne manuelle 110 et d'une vanne motorisée 112. Les vannes motorisées 82 et 112 comprennent chacune une vanne proprement dite V et un actionneur A qui est commandé par les signaux P3 et FI. Le moteur de la pompe 22 est commandé par les signaux P3 et FI tandis que le moteur de la pompe 28 est commandé par les signaux Pl et P2. Les conduits 40 et 42 sont connectés entre eux à leur extrémité, c'est-à-dire à la queue du convoi sur le wagon de chargement, par une vanne manuelle 116 qui est ouverte de manière à permettre la circulation du liquide antigel dans le sens des flèches f1 et f2 par suite de la vanne anti-retour 96. A l'entrée de chaque wagon de chargement, les conduits 40 et 42 sont connectés par une vanne manuelle 114 qui est fermée. Dans chaque wagon (figures 3 et 8), chaque conduit 40 et 42 alimente des buses d'arrosage, par exemple au nombre de 15, qui sont référencées N1 à N15 pour le conduit 40 et N16 à N30 pour le conduit 42, par l'intermédiaire de dérivations équipées de vannes motorisées Al, C1, B1 pour le conduit 40 et A2, C2 et B2 pour le conduit 42. Chaque dérivation et vanne motorisée alimente cinq buses d'arrosage parmi les trente couvrant un wagon. Les canalisations 40 et 42 sont remplies de liquide extincteur avec antigel sous pression tandis que les dérivations alimentant les buses d'arrosage ne contiennent aucun liquide en fonctionnement normal, c'est-à-dire hors incendie dans le wagon. Ces buses sont disposées, de préférence, sur la partie haute de chaque wagon à proximité des parois verticales et leur jet de liquide extincteur est dirigé vers le bas et l'intérieur du wagon selon un angle particulier pour être le plus efficace possible vis-à-vis d'un incendie sur le véhicule routier. Les vannes motorisées A1, Cl, B1, A2, C2 et B2 sont commandées par les signaux fournis par un automate 44 propre à chaque wagon (figure 4). Cet automate 44 est connecté par un câble 46 à des détecteurs de rayonnement infrarouge S1 à S18 répartis par moitié d'un côté et de l'autre de chaque wagon W1 à Wm et disposés dans la partie supérieure des parois verticales du wagon. Les signaux électriques fournis par les détecteurs S1 à S18 sont analysés par un dispositif électronique, qui fait partie de l'automate 44, de manière à détecter, d'une part une température supérieure à la température ambiante et, d'autre part, une vitesse d'augmentation de cette température qui est supérieure à un certain seuil. Cet algorithme est, par exemple, prévu pour détecter un incendie de classe A en développement lent selon les critères de l'association appelée "National Fire Protection Association". A titre d'exemple, le dispositif électronique sera réglé pour détecter une température Ta qui est égale ou supérieure de 40 C à la température ambiante et un gradient de température R qui est égal ou supérieur à Ra = 0,10C/sec. A cet effet, ce dispositif électronique comprendra, par exemple (figure 5) . - un circuit d'échantillonnage 50 des signaux fournis par les détecteurs S1 à S18, - un convertisseur analogique/numérique 52 de l'amplitude des échantillons des signaux, - un circuit mémoire 54 pour enregistrer, pour chaque détecteur, les n codes numériques représentatifs des n échantillons successifs au cours d'un intervalle de temps prédéterminé, 8 - un circuit de traitement 56 des n codes numériques de chaque détecteur S, tel qu'un microprocesseur, pour déterminer le détecteur dont les signaux ont dépassé les seuils de température Ta et de gradient de température Ra, et - un circuit logique 58 pour déterminer dans un premier temps la ou les vannes motorisées à ouvrir pour arroser la zone d'incendie correspondant au détecteur S dont les signaux ont dépassé les seuils et, dans un deuxième temps, fournir les signaux de commande des vannes motorisées A1, A2, Cl, C2, Bl, B2. A titre d'exemple, le nombre n d'échantillons par détecteur S sera de seize sur un intervalle de temps de trente secondes, soit un échantillon toutes les deux secondes aux instants V0, V1,..., V15, Vo étant la date la plus récente (figure G). Le dépassement du seuil de température Ta doit être détecté pour un détecteur S sur au moins trois valeurs consécutives T(S, VO), T(S, Vi) et T(S, V2) tandis que le gradient de température R(S) du détecteur S est calculé sur les seize valeurs T(S, VO) à T(S, V15) selon la formule suivante La figure 7 illustre, sous la forme d'un diagramme logique, les opérations effectuées par le circuit de traitement 56 sur les n échantillons provenant d'un seul détecteur S. Les trois valeurs consécutives de température T(S, VO), T(S, V1) et T(S, V2) sont comparées à l'étape 60 au seuil Ta et fournissent un état logique 1 si elles sont égales ou supérieures au seuil Ta. Une opération logique ET est effectuée à l'étape 62 sur les trois états logiques résultant de l'opération 60 de manière à fournir un état logique 1 pour trois dépassements simultanés. Par ailleurs, le calcul de la fonction f(T, V) est effectué sur les n = 16 échantillons d'un détecteur S à l'étape 64 de manière à obtenir le gradient de température R(S) pour le détecteur S. A l'étape suivante 66, le gradient R(S) est comparé au seuil Ra de manière à fournir un état logique 1 s'il est égal ou supérieur à Ra. Les états logiques résultant des étapes 62 et 66 sont combinés dans une opération logique ET 68 pour fournir une alarme de détection d'incendie AL(S) en cas de dépassement de Ta et Ra. La position de l'incendie est définie par celle du détecteur S. La figure 8 illustre les positions respectives des détecteurs S1 à S18 des buses d'arrosage N1 à N30, des zones d'arrosage A, B et C et des zones d'extinction FS1 à FS2. Elle illustre aussi les vannes A1 et A2, B1 et B2, Cl et C2 qui sont actionnées pour réaliser l'arrosage respectif des zones A, B et C. I1 est à noter que chaque zone d'extinction FS1 et FS2 comprend deux zones d'arrosage : A et C pour la zone d'extinction FS1 et B et C pour la zone d'extinction FS2. La figure 9 illustre une stratégie de lutte contre l'incendie dans un wagon en fonction du détecteur qui a fourni le signal d'alarme AL. Ainsi, à l'état de repos, une alarme AL provenant d'un des détecteurs S1 à S4 et S10 à S13 provoque l'arrosage dans la zone d'extinction FS1 comprenant les zones d'arrosage A et C. Une alarme AL provenant d'un détecteur central S5 ou S14 provoque l'arrosage dans les deux zones d'extinction FS1 et FS2, c'est-à-dire sur toute la longueur du wagon. Une alarme AL provenant d'un des détecteurs S6 à S9 et S15 à S18 provoque l'arrosage dans la zone d'extinction FS2 comprenant les zones d'arrosage B et C. Lorsqu'une zone d'extinction FS1 ou (FS2) est en arrosage (UNE ZONE ACTIVE), alors l'autre zone d'extinction FS2 (ou FS1) est mise en arrosage si l'un des détecteurs S7 à S9 et S16 à S18 (ou S1 à S3 et S10 à S12) fournit une alarme AL. On passe alors à l'état DEUX ZONES ACTIVES . Le fonctionnement du système selon l'invention est le suivant . En fonctionnement normal, c'est-à-dire hors incendie, les conduits 40 et 42 contiennent un liquide extincteur avec antigel sous une pression comprise entre 20 et 25 bars. Les vannes motorisées A1 et A2, Bl et 82, C1 et C2, sont fermées de sorte que les buses d'arrosage N1 à N30 sont à l'état sec, c'est-à-dire sans liquide. La pression est maintenue entre 20 et 25 bars grâce aux contacteurs à pression PS1 et PS2 qui fournissent, l'un un signal P1 de mise en route de la pompe 28 et l'autre, un signal P2 d'arrêt de la pompe 28. En présence d'un signal d'alarme AL, au moins une des vannes motorisées A1, A2, B1, B2, Cl et C2 est ouverte de sorte que la pression dans les conduits 40 et 42 chute jusqu'à la valeur de 10 bars, ce qui est détecté par le contacteur à pression PS3 fournissant le signal P3. Par ailleurs, la pompe 28 a été mise en marche par le signal Pl de sorte que le liquide extincteur circule dans les conduits 40 et 42 dans le sens des flèches fi et f2. Cette circulation est détectée par le dispositif 98 qui fournit alors un signal FI. La combinaison des signaux P3 et FI ouvre la vanne motorisée 82 de sorte que la pompe 22 est alimentée en liquide extincteur, qui est propulsée à haute pression, par exemple 130 bars, dans la canalisation 34 par la pompe 22 mise en route par les signaux P3 et FI. La canalisation 34 alimente les conduits 40 et 42 de sorte que le liquide extincteur circule selon le sens des flèches f3 sous une pression élevée qui est supérieure au seuil du contacteur PS3. La pompe 28 est donc arrêtée par le signal P2. Par ailleurs, les signaux P3 et FI ferment la vanne motorisée 112 de sorte que la pompe 22 n'est plus alimentée en antigel, ce qui évite la vidange du réservoir 26 en cas d'incendie. L'invention a été décrite en relation avec un exemple particulier de réalisation. cependant, elle peut être mise en oeuvre selon des réalisations différentes. Ainsi, les détecteurs de rayonnement infrarouge peuvent être disposés selon une implantation adaptée aux types de véhicules à transporter. Les buses d'arrosage peuvent aussi être implantées sur le wagon à des positions plus adaptées à combattre l'incendie. Par ailleurs, les stratégies de lutte contre l'incendie peuvent aussi être différentes sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1. Système de détection et de lutte contre l'incendie dans un convoi ferroviaire comprenant plusieurs wagons (W1 à Wm), dont au moins un wagon (18) comprend au moins un réservoir de liquide extincteur (20) et au moins un dispositif de propulsion (22) du liquide extincteur dans des canalisations de distribution (34, 40, 42) aux autres wagons, lesdites canalisations étant équipées, sur chaque wagon de transport de véhicule(s) routier (s), de vannes alimentant des buses d'arrosage, caractérisé en ce que chaque wagon de transport de véhicule(s) routier(s) comprend - un dispositif de détection (50, 52, 54, 56) de la position d'un foyer d'incendie comprenant une pluralité de détecteurs de rayonnement infrarouge (S1 à S18) à des positions déterminées du wagon par rapport aux buses d'arrosage, et - un dispositif électronique de commande (58) des vannes (A1, A2, B1, B2, C1, C2) équipant les canalisations de distribution (40, 42) de chaque wagon en fonction de la position du détecteur (S1 à S18) qui a détecté le rayonnement infrarouge de manière à déclencher les buses d'arrosage (N1 à N30) à proximité du foyer d'incendie. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de détection comprend - des moyens (50, 52) pour analyser les signaux électriques fournis par les détecteurs infrarouges pour mesurer la température (T), - des moyens (54, 56) pour traiter les valeurs de température mesurées par chaque détecteur afin de déterminer un dépassement d'un seuil (Ta) de 13 température et d'un seuil (Ra) de gradient de température, et - des moyens (60, 62, 64, 66, 68) pour fournir une alarme (AL) lorsque la température (T) et le gradient de température (R) d'un détecteur sont égaux ou supérieurs à des seuils respectifs (Ta, Ra). 3. Système selon la revendication 2, caractérisé - en ce que les buses d'arrosage (N1 à N30) sont arrangées en zones (A, B, C), les buses d'arrosage de chaque zone étant alimentées par au moins une vanne motorisée (A1, A2, B1, B2, Cl, C2), et - en ce que le dispositif électronique de commande (58) des vannes motorisées comprend un circuit logique (58) pour actionner au moins une vanne motorisée en fonction du détecteur qui a fourni l'alarme (AL). 4. Système selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le dépassement du seuil de température (Ta) est mesuré sur au moins trois valeurs de température consécutives et en ce que le gradient de température est mesuré sur la base d'une pluralité (n) de valeurs de températures consécutives. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que le gradient de température est calculé selon la formule . dans laquelle - Vi est la mesure de l'instant i parmi n, - S est le détecteur concerné par la mesure Vi, - T(S, Vi) est la température mesurée à l'instant i pour le détecteur S. 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 5, caractérisé en ce que - les buses d'arrosage d'un wagon de transport de véhicule(s) routier(s) sont connectées aux vannes des canalisations de distribution par des conduits d'alimentation du type sec. 7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, - un réservoir (2b) de liquide antigel, qui est disposé sur le wagon de transport du réservoir du liquide extincteur, - des moyens (28) pour propulser le liquide antigel dans les canalisations (40, 42) de distribution du liquide extincteur et maintenir (PS1, PS2) une pression déterminée dans lesdites canalisations, - des moyens (PS3, 98) pour détecter une baisse de pression dans lesdites canalisations (40, 42) et pour mettre en marche le dispositif de propulsion (22) du liquide extincteur de manière à alimenter sous haute pression lesdites canalisations (40, 42) lorsqu'une vanne de distribution (A1, A2, Bl, B2, C1, C2) sur un wagon de transport de véhicule(s) routier(s) a été ouverte par le dispositif électronique de commande (58) des vannes. 15 8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre - des moyens (112, PS3, 98) pour arrêter l'alimentation desdites canalisations en liquide antigel dès la mise en marche du dispositif de propulsion (22) du liquide extincteur.